Современные лабораторные методы изучения капиллярного давления в образцах горных пород коллекторов нефти и газа

Об авторах:

Дручин Виталий Сергеевич, кандидат геолого-минералогических наук, руководитель по геологическому сопровождению проектов Западно-Сибирского региона, ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», Когалым, Россия; заведующий кафедрой, кафедра моделирования нефтегазовых систем, Образовательный центр г. Когалым, филиал Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Когалым, Россия; Vitaliy.Druchin@lukoil.com

Галиев Тимур Раилевич, начальник отдела, Отдел петрофизических исследований, Центр лабораторно-исследовательских работ, ООО ЛУКОЙЛ-Инжиниринг, Когалым, Россия; Timur.Galiev@lukoil.com

Гильманова Ксения Яновна, геолог 2-й категории, Отдел промышленного подсчета запасов Когалымского района, Управление геологического моделирования и промышленного подсчета запасов Западно-Сибирского региона, ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», Тюмень, Россия; аспирант, кафедра прикладной геофизики, Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования «Тюменский Индустриальный Университет», Тюмень, Россия; Kseniya.Gilmanova@lukoil.com, https://orcid.org/0009-0009-1188-9865 , https://elibrary.ru/author_profile.asp?authorid=1241072

Волкова Татьяна Владимировна, инженер, Отдел петрофизических исследований, Центр лабораторно-исследовательских работ, ООО ЛУКОЙЛ-Инжиниринг, Когалым, Россия; tatyana.v.volkova@lukoil.com

Аннотация:

В настоящее время кривые капиллярного давления на образцах керна получают различными лабораторными методами: ртутной порометрией, центрифугированием, полупроницаемой мембраной (в атмосферных условиях или в условиях, приближенных к пластовым). Каждый из методов имеет свои преимущества и недостатки. Обработка экспериментальных данных, полученных методом центрифугирования, проводится также разными способами. В итоге, существенно отличаются как сами значения остаточной водонасыщенности (погрешность до 30% относительных), так и расчетные высоты залежей (расхождения до 2–3 раз по высоте залежи над нулевым уровнем капиллярного давления при одинаковых значениях критических водонасыщенностей). После проведенного анализа установлено, что для терригенных гидрофильных коллекторов наиболее корректные данные можно получить методом полупроницаемой мембраны в модификации «индивидуальный капилляриметр» при проведении экспериментов в термобарических условиях, остальные методы являются экспрессными и направлены на получение массовых данных в короткие сроки.

Список литературы:

Purcell W. R. Capillary Pressures — Their Measurement Using Mercury and the Calculation of Permeability Therefrom Available to Purchase. // Journal Petroleum Technology. 1949. № 1 (02). P. 39–48. Paper Number: SPE-949039-G.

Jeffrey B. Jennings. 1987. Capillary Pressure Techniques: Application to Exploration and Development Geology // October 1987 AAPG Bulletin 71(10) DOI:10.1306/703C8047-1707-11D7-8645000102C1865D.

Макфи К., Рид Дж., Зубизаретта И. 2018. Лабораторные исследования керна: гид по лучшим практикам // Серия Нефтегазовый инжиниринг. Издательство «ИКИ». Оригинальное издание: Elsevier BV. Перевод с англ. 924 с.

ОСТ 39-204-86 Нефть. Метод лабораторного определения остаточной водонасыщенности коллекторов нефти и газа по зависимости насыщения от капиллярного давления. Введ. 1987.01.01. М., 1986. 26 с.

Джеббар Тиаб, Эрл Ч. Дональдсон. Петрофизика: Теория и практика изучения коллекторских свойств горных пород и движения пластовых флюидов / пер. с англ. М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2009. 868 с.

Danielczick Q., Faurissoux P., Nicot B. 2021. Wireless acquisition for Resistivity Index in Centrifuge — WiRI: A new method to estimate Archie’s Law Parameters / In: The 35th International Symposium of the Society of Core Analysts, Virtual, 13–16 September 2021. Paper SCA2021-018. https://jgmaas.com/SCA/2021/SCA2021-018.pdf (Accessed 28.03.2024).

Борисов А. Г. Качество лабораторных исследований. Использование результатов центрифугирования для исследования капиллярных характеристик и остаточной водонасыщенности // ВЕСТНИК АГГИ. 2025. № 1, ч. 1. С. 108–128.

Кислицын А. А. и др. Исследование пористой среды с помощью ядерного магнитного резонанса // Вестник Тюменского государственного университета. Серия: Физико-математические науки. Информатика. 2014. № 7. С. 58–67.

Потапов А. Г., Загидуллин М. И. Получение кривых капиллярного давления в системе вода-газ с использованием методов центрифугирования и ЯМР в атмосферных условиях // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2025. Т. 11, № 2(42). С. 6–24. DOI 10.21684/2411-7978-2025-11-2-6-24. EDN CGKKQL.

Green SPE D. P., Gardner J., Balcom B. J., McAlcon M. J., de J. Cano-Barita P. F. 2008. Comparison Study of Capillary Pressure Curves Obtained Using Traditional Centrifuge and Magnetic Resonance Imaging Techniques // Symposium on Improved Oil Recovery, Tulsa, Oklahoma, USA, April 2008. Paper Number: SPE-110518-MS https://doi.org/10.2118/110518-MS

Bruce W. A., and Welge H. J. The Restored State Method for Determination of Oil in Place and Connate Water // Drilling and Prod. Prac. API 1947. Р. 166–174.

Тульбович Б. И., Михневич В. Г., Борсуцкий З. Р. Моделирование остаточной водонасыщенности методом капилляриметрии при нагрузках, близких к пластовым // Геология нефти и газа. 1982. № 11. С. 3.

Богданова О. В. Технология определения граничной водонасыщенности нефтяных коллекторов на образцах керна методом капиллярного вытеснения: дис… канд. техн. наук. Москва, 2003. 119 с.

Хохолков А. Г., Чашков А. А., Корытов В. С. Сравнение результатов определения остаточной водонасыщенности в атмосферных и термобарических условиях // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2025. № 67(3). С. 83–91. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2025-67-3-83-91.

Sami M. Aboujafar, Mohamed A. Amara. A Comparison between Capillary and Electrical Properties of Rock Samples Obtained at Ambient Conditions and Reservoir Conditions // North Africa Technical Conference and Exhibitio. April 15–17, 2013. Cairo, Egypt. SPE 164618.

Meysam Nourani, Alvaro Munoz Beltran, Stefano Pruno and Hans-Erik Rodvelt. Efficient True Resistivity Prediction and Time Optimization in PcRI Measurements: A Results-Driven Approach // Conference: The 38th International Symposium of the Society of Core AnalystsAt: Hannover, Germany. August 2025. SCA2025-1014.

Ove Bjørn Wilson, Bjørn Gunnar Tjetland, Arne Skauge, Norsk Hydro. 2001. Porous plates influence on effective drainage rates in capillary pressure experiments // Conference: SCA September 2001. At: Edinburgh. Volume: SCA 2001-30.

Mahmood S. M., Maerefat N. L., Chang M-M. Laboratory Measurements of Eleotrical Resistivity at Reservoir Conditions Available to Purchase // SPE Form Eval 6 (03) September 1991: 291–300 p. Paper Number: SPE-18179-PA https://doi.org/10.2118/18179-PA

Kalam M. Z., Hammadi K. Al., Wilson O. B., Dernaika M. and Samosir H. Importance of porous plate measurements on carbonates at pseudo reservoir conditions // Paper SCA2006-28, Proceedings, SCA International Symposium, Trondheim, Norway, 12–16 September 2006.

Longeron D. G., Argaud M. J., Bouvier L. Resistivity Index and Capillary Pressure Measurements Under Reservoir Conditions Using Crude Oil Available to Purchase // Paper presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, Texas, October 1989. Paper Number: SPE-19589-MS https://doi.org/10.2118/SPE-19589-MS

Erik Søndena, Fred Brattell, Krlstofer Kolltveit, Hans P. Normann. 1992. A Comparison Between Capillary Pressure Data and Saturation Exponent Obtained at Ambient Conditions and at Reservoir Conditions Available to Purchase // SPE Form Eval 7 (01) March 1992.
P. 34–40 Paper Number: SPE-19592-PA https://doi.org/10.2118/19592-PA

Гильманов Я. И., Фадеев А. М., Саломатин Е. Н., Бородин Д. А. Лабораторные исследования капиллярных и электрических свойств горных пород в термобарических условиях // SPE-182061-RU. Российская нефтегазовая техническая конференция и выставка SPE, 24‒26 октября 2016. Москва, 2016. https://doi.org/10.2118/182061-MS

Forbes P. 1997. Centrifuge data analysis techniques: an SCA survey on the calculation of drainage capillary pressure curves from centrifuge measurements // SCA 1997-14: proceedings.