СССР

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

НЕФТЬ. МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА И ВМЕЩАЮЩИХ ИХ ПОРОД

ОСТ 39-161-83 Издание официальное

УТВДРЗЩШ И ВВВДШ Б ДЕЙСТВИЕ ПРИКАЗОМ Мшшств]ютж *ифти>р промышленное та от    06*рД^____1$Ы    ?%    &    '/.и

ИСПШШТШ: Г.Г.Вахнтов, А.Г.Коваяев, В.С.Угоден, Ь.М*Пик|юн-ский, В.П.Юрчак, Т.М. Максимова, Е.П.Бфршов, В.П.Сонич, В.К.Меиьничук* О.Ф.Мартынцив, Б.Б.Усачев, Я.Г.Югав, Ъ.ФЛ^т-.ии, А.Н.Марков, Е. С. Гудок

С01ШАС0 ВАН

Министерством нефтяной щюшзшленкости

Начальник Технического управления

Начальник Управления разработки нефтяных и газовых месторождений

Начальник Геологического управления

Заместитель директора Всесоюзного научно-исследовательского института организации, управления и экономики нефтегазовой промышленности (ШЙИОЗНГ)

Министерством геологии СССР

Заместитель начальника Технического управления

Министерством газовой цромыпшвкности

Заместитель начальника Геологического управления

Госудапотвоннсй Комиссией по запасам полезных ископаем при Совете Министров СССР (ТЕЗ СССР)

Заместитель председателя

i£oar^&ir.aa.....cm^

P₀p - среднеарифметическое давление, Па ;

- барометрическое давление, Па ;

J* - вязкость газа ори условиях фильтрации газа через об-Ранец;

L - длина участка, на котором измеряется перепад давления (дР), или длина образца, и ;

Т - площадь поперечного сечения образца, м².

5*2. Б случае измерения перепада давления мевду двумя сечениями образца в оередннной части расход газа приводится к середине участка между этими сечениями. Соответственно для этой точки определяется и вязкость газа*

5.3. За единицу измерения коэффициента проницаемости в системе СИ принимается мкм² , т.е. проницаемость элемента породи площадью 1 см² ж длиной I см, через который ори перепаде давления 10® Па фильтруется I см³/о жидкости, не реагирующей с породой, вявкоотью КГ³ Па • с.

5.4.    Величину абсолютной проницаемости определить по графя-ку Кр * $ (1/?_Gj^₉ экстраполяцией прямой, проведенной по 3-4 точкам, соответствующим различным перепадам давления ( а, следовательно, и P_Qp) до значения 1/^** 0. Величину проницаемости, соответствующую I/P_Cg* 0, называть абсолютной проницаемостью исследуемого образца породы.

5.5.    В тех случаях, когда проницаемость по газу измеряется при каком-то одном значении среднего давления в образце, особен-

т

Стр.10 ОСТЗ9-161-83

но, когда ото давление незначительно превышает атмосферное (на 0,05 - 0,10 МПа), величину абсолютной проницаемости определять путем введения поправки на проскальзывание газа х средней измеренной проницаемости. Для введения этой поправки (так называемой поправки Клинкенберга) строятся графики для определенных типов пород, особенно с различными структурными характеристиками. При наличии графиков измеренное значение проницаемости Kj, корректируется, пользуясь уравнением, предложенным Клинкенбергом:

" I +^/Р_ср    ⁽⁵‘³⁾

где - абсолютная проницаемость, мкм² ;

/£    - коэффициент Клинкенберга, зависящий от типа породы

и абсолютной проницаемости, МПа.

При отсутствии специально построенных графиков допускается использовать график, приведенный в обязательном приложении 3.

Пре этом абсолютную проницаемость вычислять но формуле:

^кабс“»"^,кг    (5.4)

где т^!~ безразмерный коэффициент, который находят из графика обязательного приложения 3 по измеренным значениям Кр, выраженным в 1СГ³ мкм², и средним давлением Р_ср| выраженным в ic£ Па.

5.6. Определение проницаемости по газу при одном значении среднего давления без корректировки допускается при условии, что поправка на проскальзывание газа (поправка Клинкенберга) не пре-вышает 10% от измеренной величины. Минимальное значение проницаемости: по газу в мкм^, соответствующее этому условию, определи-

Определяющей является точность» достигаемая при измерении геометрических размеров образца» составляющая - 0,02 см*

Относительная погрешность за счет изменения вязкости газа при колебаниях температуры в процессе измерений также составил-ОТ - 0,02.

Соответственно, при измерении давления необходимо пользоваться манометрами, в том числе и дифференциальными, обеспечивав паями достижение точности того же порядка. Это означает, что при использовании образцовых манометров, имеющих класс точности 0,4, величины измеряемых давлений должны составлять не менее 0,3 всей шкалы манометра. При использовании - образных манометров перепад давления должен быть больше 2,5 см.

Условие минимизации относительной погрешности до - 2% при определении расхода газа достигается при измерении расхода газа q погрешностью

— s ± 0,02

а

Для этого при использовании газосчетчиков, имеющих точность

+    3    ч

отсчета - 20 см , необходимо накапливать расход до 1000 ом , а

время отсчитывать с точностью до десятых долей секунды* Другие устройства для замера расхода газа (реометры, ротаметры, газометры и др.) должны использоваться при таких же условиях.

7* РАСЧЕТ СРЕДНЕЙ ШДРАТЙЧЕЮЙ И ОТНОСИТЕЛШОЙ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБССУШГНОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ

7*1. Б случае, когда величины газопроницаемости образца определялись при разных значениях среднего давления, а абсолютная

ОСТ ЭЭ - 181-83 СтрЛЗ

проницаемость находилась путем экстраполяции графика K^CI/P^ в точку 1/Р₀р >0 (ом. п.5.4.), при имевших место в момент измерения значениях 1/Р₀р, найти на этом графике исправленные значения Кр _Иоп и вычислить при той же величине 1/Р_ср разности между взятыми из графика исправленными и измеренными значениями проницаемости

Среднеквадратичную погрешность оценки абсолютной проницаемости рассчитать по формуле:

Где5_к - средняя квадратичная погрешность оценки абсолютной проницаемости;

( П. -2) - число определений без 2, так как по наблюдаемым данным оценивается предсказываемая величина К^, которая определяется при фиксированном значении переменной 1/Р_Ср = 0.

Среднеквадратичную погрешность определения абсолютной проницаемости оценивать по формуле:

■    . - -AjL-    ₍7.2)

^абс    ^абс

7.2. В случае, когда измерения проводились при одном фиксированном значении среднего давления, рассчитать среднее значение проницаемости образца по формуле:

.Jin

°Р    п

Стр.14 ОСТ 39 - 161-83

Оттек введения поправки Юшнкенберга (п.5.5.) найти значение абсолютной проницаемости в вычислить разности между средним и каждым измеренным значением проницаемости $ Kj, * Kj, ₀р - К^.

Среднеквадратичную погрешность определения абсолютной проницаемости оценивать по формуле (7.1), а среднеквадратичную относительную погрешность по формуле (7.2).

7.3. В том случае, воли относительная погрешность определения проницаемости превышает допустимую (т.е. больше ВД£), провести повторные измерения проницаемости образца.

Пржнцкцнальная схема установи для намерения абсолютно* пронииаеиостн коллекторов нефтх х ваза я вмещающих хх пород.

I - баллон со сватам газон; 2 - образцовый нанометр;

3 - кернодерхатель; 4 - редуктор; б - дифференциальный манометр; 6 - резхвовая маяхеуа; 7 - образец порода; 8 - расходомер.

ПИШЯВШ 2 Обязательное

ипгдцньге ДЩЩЕ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРВДВШИЯ ГАЗаПРОНИЦАЕЮСТИ ПОРОД - КОЛЛЕКТОРОВ БРИ УСТАНОШШЕЙСЯ ШЬТРАЦИИ ГАЗА

ОСТ 39-161-83 CTP.I7 П^ИЛОШИЕ 3
Измеренная газопростцаешоть , 10"^ шар

ПгаОЕЕИК 4 Обязательное
	0TP.I8 ОС? 39-461-83

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

НВКГЬ* МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРВДЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ про-ницаемоот КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА И ШЩАЩИХ ИХ ПОРОД ОКСТУ 0209_

Приказом Министерства нефтяной промышленности от 06.01.    1984    г,    #    25    срок    введения    установлен

о 01*06.    19    В4    х».

Настоящий стандарт распространяется на коллекторы нефти и газа и вмещалцие их породы» пустотность которых обусловлена наличием пор и каверн» и устанавливает метод определения абсолютной проницаемости образцов породы в лабораторных условиях при установившейся фильтрации газа. При этом под абсолютной проницаемостью понимается способность горных пород при наличии градиента давления пропускать через себя невзаимодействуюшдй с породообразующими минералами флюид при полном насыщении им пустотного пространства.

Определение абсолютной проницаемости продуктивных пород обеспечивает получение данных о потенциальной фильтрационной характеристике коллекторов» необходимой для сопоставления пластов в разрезе» выделения эксплуатационных объектов, расчетов при проектировании разработки и дораэработки нефтяных и газовых залежей, планировании различных мероприятий по вскрытию и обра-

_ГР 8310582

Издание официальное     Перепечатка    воспрещена

*'628

OCT 3&-I6I-83    Стр.19

ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМШЕНИИ

: Номера листов (страниц) ^:Номес^:Пон-: изме-: заме- :    :анну-    :доку-|пись

: нен- : ненных:новых:лиро- :мента: -1_ШД    ;_L_______ГЙЙНИЩЦ__1____

£хс>_г_0С1В»<161-83

ботке призабойной зоны пласта»

Стандарт обязателен для всех производственных и научно-исследовательских организаций отрасли, занимахщихоя последованием коллекторских свойств продуктивных пород в лабораторных условиях»

I. 0НЦИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1» Объектом исследования является образец породы правильной геометрической Форш, с постоянным сечением в направлении фильтрации, приготовленный из керна изучаемого пласта.

1.2. При исследовании слабосцементированных, легко разрушающихся и кавернозных пород боковую поверхность образцов покрывать твердеющими материалами»

1.3» Определения проницаемости коллекторов нефти и газа и вмацаюцнх их пород, обусловленной трещиноватостью, в пластовых условиях, при многофазной фильтрации проводятся по специальной методике при использовании соответствующей аппаратуры и не регламентируется настоящим стандартом.

1.4. Для горных пород, характеризующихся наличием элементов, соизмеримых о размерами стандартных образцов и отличающихся по литологической характеристике от основной масон породы (галечники и др.), ярковырахенными текстурными особенностями (шштчатость, переслаивание) я наличием крупных пустот (каверны, трещины), целесообразно определение проницаемости производить при радиальной фильтрации, используя образцы большого размера с сохраненным диаметром керна и параллельно отрезанными, пришли-фоптжшли торцами. При этом точность измерения должна быть обеспечена в пределах 1С$.

ОСТ 39 -161-83

2. АППАРАТУРА, РЕАКТИВЫ И МАТЕНШШ

2.1.    При определении абсолютной проницаемости макет приме-нятьоя любая аппаратура, обеспечивающая фильтрацию rasa строго через образец о заданным расходом шаг при веданной перепада давления.

2.2.    В качеотве флюида, фильтрующегося черев образец при измерении абсолютной проницаемости, использовать газообразный азот или воздух, не содержащие пыли н паров воды. Подача газа обеспечивается через редуктор н фильтр от любого источника сжатого газа: баллона A-I50 по ГОСТ 949-73, компрессора я других.

2.3.    В процессе подготовки образцов для исследования применять реактивы;

толуол еда по ГОСТ 5789-70; хлороформ по ГОСТ 20015-74; четнраххлорнстнй углерод еда, хч по ГОСТ 4-75; спирт этиловый по ГОСТ 18300-72, ГОСТ 17299-78; хлористый кальций безводный хч по ГОСТ 450-77, ГОСТ 4460-77; бензол еда, хч по ГОСТ 5955-75, ГОСТ 9572-77, оборудование:

отааок специальны! алмазный САСП-1;

круг отрезной алмазный по ГОСТ I0II0-78;

аппарат Закса ЭЕН-01-00-000 СБ;

аппарат Сокол era по ГОСТ 9777-74;

электронагревательные устройства с закрытыми гнёздами;

конфорка к электроплитке типа ЭПШ-I по ГОСТ 306-76;

з-каф вытяжной по ГОСТ 23308-70;

шкаф сушильный о контактным термометром, обеспечивающим

&Ь2$

Стр. 4 ОСТ 39- 161-83

установку температуры в пределах от +50^С до +116*43 о точностью ± 2°С;

эксикатор типа Э по ГОСТ 23932-79В, ГОСТ 25336-82Е, весы аналитические, рассчитанные на взвешивание навесок до 200 г, обеспечивающие точнооть взвешивания до 0,001 г.

Допускается использование другого вспомогательного оборудования, технические характеристики которого соответствуют ука-заянш ниве.

2.4.    Установка для измерения проницаемости долина компоноваться из следующих составных алементов ооглаово принципиальной схеме обязательного приложения I;

кернодермателя;

манометра дифференциального по ГОСТ 1о140-77 (СТ СЭВ 2566-80);

манометров образцовых по ГОСТ 6521-72, ГОСТ 8625-77Б; газосветчика барабанного типа ГСБ-400 кл.1; газометра по ГОСТ I5582-75E; фильтра я хлоркалвдиевой трубки.

В комплекте предусмотреть:

термометр контактный по ГОСТ 9871-75;

термометр ртутный лабораторный ТВ-3 по ГОСТ 400-80Е;

секундомер типа С-1-2а по ГОСТ 5072-79Е;

барометр мембранный метеорологический по ГОСТ 23696-79;

штангенциркуль по ГОСТ 166-80.

Допускается использовать другие средотва измерения, если по точности и пределам измерений они не ниже указанных.

2.5.    Применяемый кернодержатель, в котором устанавливается образец для исследования, дсшкон обеспечить герметизацию б о-

OCT 39-I6T-R3 Ctd.S ковой поверхности образца и иметь отводы дяя измерения перепада давления медду торцевыми поверхностями (входной и выходной) , иди между двумя произвольными сечениями в образце» расстояние мевду которыми должно быть не менее одного диаметра образца. Отводы на манометры, дифференциальный манометр и реометр делать непосредственно от входа и выхода периодержателя. Внутренний диаметр всех элементов коммуникаций не должен быть менее 4 мм.

2.6.    Для измерения перепада давления применять образцовые манометры с пределом измерения, обеспечивающим заданную точность (ом. раздел 6), или дифференциальные манометры» в том числе ртутные, рассчитанные на давление в системе до 2,5 МПа.

2.7.    Коммуникации в установке для определения проницаемости по газу выполнять из трубок любого материала (нержавеющей стали, меди, латуни, резины, пластмассы) внутренним диаметром не менее 4 мм.

3. ПОДГОТОВЬ ОБРАЗЦА К ИСПЫТАНИЮ

3.1.    Образцы дяя определения проницаемости высверливаются (вырезаются) преимущественно иэ серединной части керна с исключением участков» на которых визуально фиксируются трещины. Производят литологическое описание пород и регистрацию образцов в лабораторном журнале.

3.2.    Минимальные размеры кусков керна для исследования определяются возможностью получения образца цилиндрической или призматической формы, ориентированного параллельно или перпендикулярно напластованию.

3.3.    Предпочтительны образцы хдаивдрической формы диаметром

и длиной не менее 2,5 см, с допуском не более - 0,1 см.

6 г*

Стр.6 ОСТ 39-161-83

3.4.    Маркировку образцов ооутдестниять черной тушью или быстросохнущей стойкой краской по очищенной поверхности. Условным значком указывать ориентацию образца относительно напластования.

3.5.    Образцы, содержащие углеводороды и воду» экстрагировать спирто-бензольной смесью или другим растворителем до полного удаления углеводородов. Конец экстрациж контролировать прозрачностью растворителя через 12-16 часов его контактирования с образцом.

Яри высокой минерализации пластовой (связанной) воды образцы пород» не содержащие водорастворимые к набухающие минералы, промыть дистиллированной водой в аппаратах Сокслета. Образцы пород, содержащих водорастворимые минералы юш включения твердых углеводородов и органики, подготавливать по специальной программе с учетом специфики состава.

3.6.    Дроэкстрагнрованные образцы высушить до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре Ю2-105°С. Образцы пород, содержащих более 20% глинистых и неустойчивых минералов, высушивать при температуре, не превышающей Ь0°С.

3.7.    Высушенные образцы хранить в эксикаторе над прокаленным хлористым кальцием.

3.6. Штангенциркулем измерить диаметр в длину образца в 5 сечениях с точностью до 0,02 см и определить среднеарифметические величины.

3.9. Образцы слабосцементированных, легко разрушающихся я кавернозных пород заделывать в специальные латексные манжеты» покрывать боковые поверхности эпоксидной шпатлевкой» свинцовым глетом с глицерином или другим скрепляидим материалом (фуроплас* то?*, клеем БФ и т.п.), устанавливая т торцах вксокопориотые пластины из спеченого стекла, например, от фильтров Шотва^ I.

ОСТ 39- 161-83 Стр.7

4. ПРОВВДНШ ИСПЫТАНИЯ

4.1.    Образец помеотить в кернодержатель, подбирая резиновую манжету таким образом, чтобы зазор между боковой поверхностью образца и отенкамн манжеты был минимальным, допускающим перемещение образца в манжете.

4.2.    Привести манжету в состояние, обеспечивающее герметизацию боковой поверхности образца, для чего подключить систему гидро- или пневмообжима. Давление обжима поддерживать в пределах от 1,5 до 2,5 МПа. При испытании образцов слабосцементированных пород давление обжима допускается снижать до 0,5 МПа. Давление, фиксируемое на входном торце образца в процессе фильтрации, должно быть ниже давления обжима не менее, чем на 0,3 МПа.

4.3.    Осуществить фильтрацию флюида через образец, контролируя начало установившегося течения по постоянству перепада давления (при заданном расходе) или расхода (при заданном перепаде давления).

4.4.    Поток считать установившимся, если изменения расхода (при заданном перепаде давления) или перепада давления (при заданном расходе) по трем последующим измерениям с минутным интервалом не отличаются более, чем на * 2%. При установившейся фильтрации измерять значения определяющих параметров: величину перевала давления на выбранной (или полной) длине (при постоянном заданном расходе флюида) и расход фильтрующегося через образец флюида (при постоянном заданном перепаде давления).

4.5.    Измерения производить при 3-4 разных значениях перепада давления (заданного расхода). Показания манометров и расходомера, температуру и барометрическое давление в момент проведения з ■ ьщ

Стр.В ОСТ39-161-83

испытаю» л рассчитанные значения коэффициента проницаемости записать в таблицу обязательного приложения 2.

4.6. Соответствие фильтрации линейному закону контролировать построением графика зависимости расхода газа (при среднем давлении в образце) от перепада давления Q mf (лР).

5.Ф0ША ЗАПИСИ И ВЫЧИСЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

5.1. Коеффициент проницаемости при установившейся фильтрации газа рассчитывается по формуле:

** г (fj - ty

где Kj, - коэффициент проницаемости при установившейся фильтрации газа и данном среднем давлении, м^;

Q - объемный расход газа, приведенный к среднему давлению в образце Р_Ср при данном барометрическом давлении (Р_в>. м³/о;

В . -LHA ... . _1А_ .    (5.2)

^{Pl + Р2}    Р_Ср

где Q - объемный расход газа, измеренный на выходе из образца (при атмосферных условиях), м³/о;

Pj _и ?2 " абсолютные давления на входном и выходном оечени-ях образца, Па;