Аппарат для определения карбонатности состоит из градуированного цилиндра на 75 см3 помещенного для термостатирования в стеклянный сосуд, заполненный водой.
Температура воды фиксируется термометром.
Градуированный цилиндр заполнен жидкостью, слабо растворяющей СО2. Нижний конец цилиндра соединен резиновой трубкой с уравнительной колбой. Верхний конец цилиндра соединен с реакционной колбой.
При определении карбонатности также применяются:
ступка фарфоровая с пестиком
весы лабораторные аналитические
кислота соляная
мерная бюретка
фарфоровый тигель
эксикатор
барометр
Подготовка к определениям
Растирают в ступке кусочек керна.
Высушивают в сушильном шкафу при t=105 о С.
Высушенную породу помещают в эксикатор до остывания.
Проведение измерений
Взвешивают навеску массой 1 г (для сильно карбонатных пород - 0,5 г, для слабо карбонатных - 3 г)
В реакционную колбу помещают навеску породы и фарфоровый тигель
С помощью мерной бюретки наливают в тигель разбавленную соляную кислоту ~7 см3 Осторожно закрывают реакционную колбу резиновой пробкой с соединительной трубкой
Опрокидывают в реакционной колбе находящийся в ней тигель с кислотой.
Кислота вступает в реакцию с содержащимися в породе карбонатами.
СаСО3 + 2HCl = CaCl + H2O + CO2
Выделяется углекислый газ, который вытесняет воду из цилиндра и уровень воды снижается.
При проведении опыта периодически взбалтывают реакционную колбу.
По окончании реакции уровень жидкости в цилиндре перестанет снижаться.
Затем выравнивают уровни воды в уравнительной колбе и градуированном цилиндре и
снимают окончательный отсчет по шкале цилиндра.
Заносят данные в таблицу.
| № п/п | a | t | Pбар | b | V | Ca CO3 в % |
Оценка карбонатности
Карбонатность рассчитывают по формуле
Ск = V . b / 4.4 . a
где V - измеренный обьем углекислоты, см3
b - вес 1 см3 углекислоты определяемой из таблицы в зависимости от температуры t и давления Pбар
а - вес навески, г
4,4 - коэффициент, учитывающий соотношение молекулярных весов СаСО3 и С О2 и размерности величин
8. Контрольные вопросы
1. Какие породы называют карбонатными.
2. Методы оценки карбонатности.
3. Влияние карбонатности на пористость.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
«Определение остаточной нефтенасыщенности»
Цель работы
1. Усвоить понятие остаточной нефтенасыщенности.
2. Освоить методику определения остаточной нефтенасыщенности.
Общие сведения
Исследования керна, поднятого из скважин, пробуренных на водной основе, дают возможность получить информацию о содержании остаточной нефтенасыщенности. Своевременная и надежная герметизация отобранных кернов позволяет сохранить естественную водонефтенасыщенность в течение длительного срока до начала исследований в лаборатории.
Дистилляционно-экстракционный способ заключается в том, что пары воды, отогнанной из образца, поступают вместе с парами растворителя и легких паров нефти в холодильник, где они конденсируются. Вода улавливается в ловушке-мернике, растворитель и легкие поров нефти возвращаются в испаритель. В результате контакта образца с парами и самим растворителем нефть и битумы экстрагируются и аккумулируются в растворителе. Содержание воды определяют по отчету ее уровня в ловушке, нефти – по потере в весе образца с учетом плотности нефти и объему воды.
Оборудование и реактивы
- дистилляционно-экстракционный аппарат (типа Закс),
- Экстракционный аппарат (типа Сокслет),
- Шкаф сушильный
- Весы лабораторные аналитические типа ВЛА-200,
- Бумага фильтровальная,
- Толуол,
- Бензол,
- Спирт этиловый,
Проведение определений
- Распарафинировать керн, с помощью молотка выделить образец по возможности из центральной части керна.
- определить начальный вес керна - Р1,г.
- поместить образец в дистилляционный аппарат и включить его,
- провести дистилляцию воды до стабилизации отсчета воды и снять показания Vв,
- извлечь образец из дистилляционно-экстракционного аппарата, выветрить от толуола в вытяжном шкафу в течении 6-8 часов и поместить в экстракционный аппарат Сокслет,
- экстрагировать образец спирто-бензольной смесью (1:3) для более полной очистки его от нефти и битума. При отсутствии окраски растворителя в экстракционной камере аппарата, оставленного включенным на 8-10 часов (образец должен находиться под уровнем растворителя), процесс экстракции считается законченным. При заметной окраске растворителя процесс экстракции продолжить.
- Вынуть образец из экстракционного аппарата, выветрить от растворителя в вытяжном шкафу не менее 6-10 часов, просушить в сушильном шкафу при Т= 105 С до постоянной массы, Р2. Перед взвешиванием образец охладить в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием,
- Провести насыщение образца, взвесить Р3, и рассчитать объем порового пространства образца Vп.
Обработка результатов.
Остаточную нефтенасыщенность рассчитывают по формуле:
Р1 – Р2 - Vв*rв
Sон = ---------------------- * 100%, где
rн*Vп
Sон - остаточная нефтенасыщенность в процентах к объему порового пространства,
Р1 - начальный вес керна, г.
Р2 - вес керна после экстрагирования, доведенный до постоянного, г.
Vв - объем воды, полученной при отгонке из керна, см3.
Vп - объем порового пространства керна, см3.
rв - плотность воды, г/см3.
rн - плотность нефти содержащейся в керне, г/см3.
Таблица 1
| № образца | Р1, г. | Р2, г. | Р3, г. | Vв, см3 | Vп, см3 | Sон, % |
6. Контрольные вопросы
1. Способы определения нефтенасыщенности.
2. Оборудование используемое для определения нефтенасыщенности.
3. Степень насыщенности исследуемого образца.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
«Определение удельного электрического сопротивления горных пород»
Цель работы
1. Усвоить понятие электрического сопротивления горных пород, их электрических свойств.
2. Усвоить понятие параметра пористости, его связи с электрическими свойствами.
3. Освоить методику определения удельного электрического сопротивления образцов керна.
Общие сведения
Свойство горных пород проводить электрический ток характеризуется их удельной электропроводностью (c) или величиной, обратной ей – удельным электрическим сопротивлением:
1 R*S
r = ------ = -------------,
C L
где R - полное электрическое сопротивление образца горной породы, Ом;
S - площадь поперечного сечения образца породы, м2;
L - длина образца, м.
Из формулы следует, что r измеряется в омметрах (Ом м).
Естественные пористые среды представляют собой агрегаты минералов, кусков породы с пустотами между ними. Твердая фаза, кроме некоторых глинистых минералов не являются проводником электричества. Следовательно, электрические свойства пород зависят от геометрии парового пространства и свойств жидкости, заполняющих это пространство. Нефть и газ не проводят электрического тока. Вода с растворенными в ней солями обладает ионной проводимостью.
Для лабораторных измерений электрических свойств пород применяются различные приборы. При этих измерениях требуется знание размера образца породы, насыщенности породы и удельного сопротивления воды, насыщающей породу.
Выявленные электрические свойства горных пород дают возможность оценить параметр пористости (относительное сопротивление породы pп
где rn – удельное сопротивление породы, насыщенной водой имеющей удельное сопротивление rв
Оборудование и реактивы
- Установка четырехэлектродная, в состав которой входят:
- Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-109 – 1шт,
- Вольтметр цифровой универсальный В7-35 – 2шт,
- Кернодержатель, позволяющий задавать фиксированное давление прижима электродов к образцу
- Манометр,
- Электроды из нержавеющей стали,
- Бумага фильтровальная,
- Штангенциркуль,
- Вода дистиллированная,
- Натрий хлористый
Проведение измерений.
- подготовить образец горной породы правильной геометрической формы – цилиндр, длина 3см, диаметр 2,52см. Торцы образца тщательно отшлифовать.
- Измерить штангенциркулем длину и диаметр образца, записать в таблицу,
- Насытить образцы моделью пластовой воды,
- Электроды обезжирить спиртом,
- Прокладки из фильтровальной бумаги насытить тем же раствором пластовой воды и накладывать по 2-3 прокладки на электроды.
- Исследуемый образец установить в кернодержатель, прижать электроды к образцу с усилием 0,4Мпа,
- Закрыть защитный кожух кернодержателя,
- Подать ток через образец, зафиксировать его по правому вольтметру, работающему в режиме амперметра (А),
- Снять показания левого вольтметра, работающего в режиме измерений напряжений (В),
- Определить сопротивление образца
U
R =--------------, Ом
J
где U - измеренное вольтметром напряжение,
J - ток протекающий через исследуемый образец, по показаниям вольтметра А,
Таблица 1
| № обр. | L, м | D, м | U, в | J, а | R, Ом | r, Ом*м |
Определить удельное электрическое сопротивление:
п* D2
r = ------------------ * R, где
4L
D – диаметр образца, м.
L – длина образца, м.
R – сопротивление образца, Ом.
5. Контрольные вопросы
1. Какой зависимостью выражается удельное электрическое сопротивление.
2. Как определяется удельное электрическое сопротивление опытным путем.
3. От чего зависит величина удельного электрического сопротивления.
4. Как оценивается параметр пористости.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
«Определение скорости распространения упругих волн»
Цель работы
1. Усвоить понятие времени пробега упругой волны.
2. Освойте методику определения скорости распространения упругих волн.
Общие сведения
Скорость распространения упругих волн характеризует акустическую жесткость породы – способность к распространению в ней ультразвуковых колебаний.
Исследование горных пород акустическим методом в комплексе с другими методами используется для литологического расчленения разреза и определения коэффициента пористости по интервальному времени пробега продельной волны.
Установлено, что интервальное время пробега продольной волны ∆t является функцией коэффициента пористости
∆t = f (км)
и связана со скоростью распространения волны Vp соотношением
∆t = 106/ Vp.
Скорость распространения упругих волн в горных породах измеряется в м/с. Для построения петрофизических связей используется величина, обратная скорости – время пробега упругой волной единицы длины породы, измеряемое в мксек/м. Скорость распространения упругих волн в горных породах зависит от их минералогического состава, пористости, флюида в порах, литологических и петрографических параметров.
Чем выше скорость распространения упругой волны, тем более упругая порода, например:
Глина - 1200- 2500м/сек
Песчаник несцементированный - 1500-2500м/сек,
Песчаник плотный - 3000-6000м/сек.
Доломит, известняк - 5000-7500м/сек.
Оборудование и реактивы
- Компьютеризованная установка ультразвукового прозвучивания,
- кернодержатель с пьезокерамическими элементами,
- вода дистиллированная,
- натрий хлористый,
- штангельциркуль.
Проведение определений
- Определить с помощью штангельциркуля длину цилиндрического образца;
- Образцы высушить и насытить моделью пластовой воды, поверхность образцов должна быть чисто обработана, т.е. не содержать раковин и трещин;
- Включить и прогреть установку;
- Поместить насыщенный пластовой водой образец в кернодержатель;
- Снять показания Т (мкс) с экрана установки, занести в таблицу и рассчитать время прохождения упругой волны через образец горной породы.
Обработка результатов.
Скорость распространения упругих волн рассчитывается по формуле:
L
V = --------------, где
T
L - длина образца, м.
T - время прохождения акустического сигнала через образец, мкс.
Отсюда интервальное время пробега упругой волной единицы длины образца:
1 T
T = ------------- = ----------- (мкс/м)
V L
Таблица 1
| № обр | L, см | T, мкс | ∆T, мкс/м |
6. Контрольные вопросы
1. Что характеризует скорость распространения упругих волн.
2. Что характеризует величина обратная скорости.
3. Как связан коэффициент пористости и время пробега упругой волны.
4. Как определяется скорость распространения упругих волн.
Содержание
1. Лабораторная работа № 1 «Определение коэффициента абсолютной газопроницаемости при стационарной и нестационарной фильтрации»…..4
2. Лабораторная работа №2 «Определение коэффициента открытой пористости жидкостенасыщением. Расчет объемной и кажущейся минералогической плотностей»……………………………………………..10
3. Лабораторная работа №3 «Определение остаточной водонасыщенности методом центрифугирования» ………………………………………………15
4. Лабораторная работа №4 «Определение карбонатности горных пород объемным методом»…………………………………………………………..17
5. Лабораторная работа № 5 «Определение остаточной нефтена-сыщенности»…………………………………………………………………..19
6. Лабораторная работа № 6 «Определение удельного электрического сопротивления горных пород»……………………………………………….21
7. Лабораторная работа № 7 «Определение скорости распространения упругих волн»…………………………………………………………………24