Получение кривых капиллярного давления в системе вода–газ с использованием методов центрифугирования и ЯМР в атмосферных условиях

Abstract

В настоящее время в лабораторной практике для определения капиллярных характеристик используют три основных способа: с помощью центрифуги, полупроницаемой мембраны и вдавливанием ртути, а также путем комплексирования центрифугирования с другими методами. В статье кратко рассмотрены принципы определения кривых капиллярного давления различными способами и указаны их отличия, достоинства и недостатки. При определении кривых капиллярного давления методом центрифугирования и последующем пересчете на входной торец образца основным источником ошибки является процесс интерпретации. Форма кривой капиллярного давления также зависит от метода расчета насыщенности на входном торце образца. В связи с чем требуется надежный и быстрый способ контроля полученных кривых капиллярного давления. Комплексирование метода ЯМР и центрифугирования позволяет измерять профиль насыщенности образца после центрифугирования и пересчитывать его в водонасыщенность при соответствующем капиллярном давлении. В статье подробно рассмотрен способ получения кривых капиллярного давления с помощью центрифугирования и метода ЯМР, приведена подробная последовательность операций для проведения измерений. Определено минимальное допустимое время перераспределения воды в образце, за которое не произойдет искажения профиля водонасыщенности в образцах керна. В статье приводится сравнение кривых капиллярного давления, полученных с помощью измерений водонасыщенности методом ЯМР, с кривыми капиллярного давления на входном торце образца, рассчитанными по 10 различным формулам. Комплексирование метода ЯМР и центрифуги позволило выбрать 2 наиболее достоверных уравнения для расчета кривых капиллярного давления на входном торце образца керна - уравнение Раджана и второе уравнение Форбса. Максимальное отклонение составило 11,6% и 12,2% соответственно. Экспериментально определено максимальное время, за которое необходимо провести ЯМР измерение, чтобы профиль насыщенности образца изменился незначительно. Оно составило 40 минут.

At present, in laboratory practice, three main methods are used to determine capillary characteristics: by centrifuge, semipermeable membrane and mercury indentation, as well as ways to combine the centrifugation method with other methods. This article examines the principles of determination of capillary pressure curves by different methods and briefly discusses their differences, advantages, and disadvantages. When determining capillary pressure curve by centrifugation and subsequent conversion to the inlet end of the sample, the main source of error is the interpretation process. The shape of the capillary pressure curve also depends on the method of calculating the saturation at the inlet end of the sample. Therefore, a reliable and fast method of controlling the obtained capillary pressure curves is required. By combining NMR and centrifugation, the saturation profile of the sample after centrifugation can be measured and converted to water saturation at the corresponding capillary pressure. The article thoroughly describes the method of obtaining capillary pressure curve by centrifugation and NMR method, the detailed sequence of operations for measurements is given. The minimum permissible time of water redistribution in the sample, during which no distortion of water saturation profile in core samples will occur, is determined. The paper compares the capillary pressure curves obtained by direct water saturation measurements with the capillary pressure curves at the inlet end of the sample calculated by 10 different formulas. The combination of NMR and centrifuge methods allowed us to select 2 most reliable equations for calculating the capillary pressure curves at the inlet face of the core sample - Rajan equation and the second Forbes equation. The maximum deviation was 11.6% and 12.2%, respectively. The maximum time for which the NMR measurement should be carried out so that the saturation profile of the sample would change insignificantly was determined experimentally. It amounted to 40 minutes.