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

Об авторах:

Потапов Артем Геннадьевич, заведующий лабораторией, Тюменский нефтяной научный центр, Тюмень, Россия; agpotapov@tnnc.rosneft.ru, https://orcid.org/0009-0007-3010-8070

Загидуллин Максим Ильварович, главный специалист, Тюменский нефтяной научный центр, Тюмень, Россия; mizagidullin2@tnnc.rosneft.ru, https://orcid.org/0009-0009-7854-9320

Аннотация:

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.

Список литературы:

Борисов А. Г. 2013. Моделирование капиллярных свойств коллекторов с целью решения промыслово-геологических задач и повышения энергоэффективности вытеснения нефти водой: дис. … канд. геол.-минерал. наук. ТюмГНГУ. 147 с.

Киселев В. М., Назаров Д. В., Колесов В. А. 2014. Восстановление кривых капиллярного давления и параметра насыщения по коэффициенту остаточного водонасыщения на примере карбонатных отложений Восточной Сибири // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Геология. Нефтегазовое и горное дело. № 11. С. 38–45.

МакФи К., Рид Дж., Зубизаретта И. 2018. Лабораторные исследования керна: гид по лучшим практикам. М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований. 912 с.

Ратников И. Б., Шульга Р. С., Романов Е. А. 2016. Интерпретация данных капиллярных исследований // Горные науки и технологии. № 4. С. 24–37.

Baldwin B. A., Yamanashi W. S. 1991. Capillary-Pressure determinations from NMR Images of centrifuged Core Plugs: Berea sandstone // The Log Analyst. No. 32 (5). Pp. 550–556.

Bernd A. J., Matthias W. 2013. Spin echo magnetic resonance imaging // Journal of Magnetic Resonance Imaging. No. 37. Pp. 805–817.

Beyea S. D., Balcom B. D., Mastikhin I., Bremner T. 2000. Imaging of heterogeneous materials with a turbo spin echo single-point imaging technique // Journal of Magnetic Resonance. No. 144 (2). Pp. 255–265.

Chen Q., Balcom B. J. 2006. A single-shot method for capillary pressure curve measurement using centrifuge and quantitative magnetic resonance imaging // SPE/DOE Symposium on Improved Oil Recovery (April, Tulsa, Oklahoma, USA). DOI: https://doi.org/10.2118/100059-MS

Coates G. R., Xiao L. Z., Prammer M. G. 1999. NMR Logging Principles and Applications. Halliburton Energy Services. Houston: Gulf Publishing Company.

Faurissoux P., Colombain A., et al. 2017. Ultra fast capilary pressure and resistivity index measurements (UFPCRI) combining centrifugation, NMR imaging, and resistity profiling // International Symposium of the Society of Core Analysts (27 August – 1 September, Vienna, Austria).

Ferno M. A., et al. 2009. Capillary pressures by fluid saturation profile measurements during centrifuge rotation // Transport in Porous Media. Vol. 80. Pp. 253–267.

Forbes P. L. 1994. Simple and accurate methods for converting centrifuge data into drainage and imbibition capillary pressure curves // The Log Analyst. Vol. 35, no. 4. Pp. 31–53.

Green D. P., Gardner J., Balcom B. J., McAloon M. J. 2008. Comparison study of capillary pressure curves obtained using traditional centrifuge and magnetic resonance imaging techniques // SPE Symposium on Improved Oil Recovery (April, Tulsa, Oklahoma, USA). DOI: https://doi.org/10.2118/110518-MS

Rajan R. R. 1986. Theoretically correct analytical solution for calculating capillary pressure-saturation from centrifuge experiments // SPWLA Annual Logging Symposium (June 9–13, Houston, Texas, USA).

Sukka P. O. 2004. Improving the nuclear tracer imaging centrifuge method for measuring in-situ capillary pressures and comparisons with other methods: Master thesis. Dept. of Physics and Technology, University of Bergen.