Таблица 2

Форма записи результатов при определении коэффициента абсолютной газопроницаемости с примером записи результатов (нестационарная фильтрация)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

РАЗМЕРНОСТЬ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПРОНИЦАЕМОСТИ

Размерность коэффициента проницаемости в системе единиц СИ выражается в м². В практике используют за основную единицу проницаемости 1 дарси, а также более мелкую единицу 1 миллидарси.

Для перевода используемых в практике единиц измерения при определении проницаемости в единицы системы СИ используют приведенные ниже соотношения:

* На практике давление измеряют пружинными, ртутными или водяным» манометрами. Для перевода в физические атмосферы пользуются следующими соотношениями:

1 кгс/см²= 0,967841 [атм. физ.]

1 мм рт. ст.= 13,1579∙10^-4 [атм. физ.]

1 мм вод. ст.=0,967841∙10^-4 [атм. физ.].

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА С ДВУХТРУБНОГО ПЬЕЗОМЕТРА, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Величина С является комбинированным коэффициентом пьезометра, зависящим от геометрических размеров аппарата (чертеж), барометрического давления и температуры.

Принципиальная схема устройства двухтрубного пьезометра

1 - кернодержатель радиальный; 2 - кернодержатель линейный; 3 - двухтрубный пьезометр; 4 - сосуд для жидкости

Значения коэффициента С вычисляют для всех интервалов измерения по формуле:

_,

где

_{- коэффициент, учитывающий опускание уровня в сосуде, в который погружен пьезометр;}

S - площадь сечения сосуда, см²;

f - площадь сечения пьезометрической трубки, см²;

H_бар - высота столба воды, соответствующая барометрическому давлению, см вод. ст. Изменение величины H_бар практически не влияет на точность определения проницаемости, ввиду чего в расчетах можно принять H_бар==const (в общем случае H_бар=1000 см);

h₁- отметка верхнего (начального) отсчетного репера пьезометрической трубки над уровнем воды, см;

h_i- отметка текущего (конечного) отсчетного репера пьезометрической трубки над уровнем воды, см;

h₀ - отметка нулевого отсчетного репера пьезометрической трубки (уровень воды);

и - высота капиллярного поднятия в пьезометрической трубке, см.

При малых радиусах трубки _{, где а² - капиллярная постоянная, равная, для воды при комнатной температуре ~15·10^-2 см², а r - внутренний радиус трубки, см;}

V₀- объем между нижним торцом образца и верхним отсчетным репером (мертвый объем), см³;

μ - вязкость воздуха в зависимости от температуры, дПа·с.

Оптимальной является конструкция аппарата со следующими размерами пьезометрических трубок:

диаметр малой трубки - 0,25-0,30 см;

диаметр большой трубки - 2,50 см:

малая трубка - h₁=70 см, h₂=65 см, h₃=53 см, h₄=5 см;

большая трубка h₁=70 cm, h₂=53 см, h₃=5 см.

Вычисления производят следующим образом.

1. Определяют отметки реперов каждой трубки пьезометра - h₁, h₂, h₃, h₄ относительно h₀- путем измерения расстояния между репером h₀ и соответствующим отсчетным репером с точностью - 0,05 см.

2. Измеряют объемы трубок между реперами h₀ и h₁ и мертвый объем трубок V_0,1 репера h₁ до обреза свободного отвода крана путем взвешивания воды с известной плотностью, заполняющей измеряемый объем с точностью 0,01 см³.

3. Мертвый объем аппарата V₀ слагается из:

мертвого объема пьезометрических трубок - V_0,1;

объема соединительного трубопровода от пьезометра до кернодержателя - V_0,2;

мертвого объема кернодержателя - V_0,3.

Объем V_0,1 известен из данных измерения. Объем V_0,2 вычисляется по длине и внутреннему диаметру соединительного трубопровода с погрешностью - 0,5 см³. Объем V_0,3 вычисляют по результатам измерения длины и диаметра сверлений в кернодержателе и оценки объема полости под нижним торцом образца с точностью 0,5 см³.

При определении коэффициентов для измерения проницаемости при радиальной фильтрации в объем V_0,3 включают объем центрального осевого отверстия в образце, исходя из средних значений диаметра и высоты сверления (наиболее принятые значения d=l,0 см; H=5,0 см).

Определение мертвого объема не требует высокой точности ввиду малого влияния этой величины на точность измерения проницаемости.

4. Вычисляют площадь сечения трубок f по определенным ранее объемам и расстоянию между реперами h₁ и h₄ (малая трубка) и h₁ и h₃ (большая трубка) с погрешностью - 0,02 см².

5. Вычисляют диаметр трубки с погрешностью - 0,01 см:

Æ_.

6. Площадь сечения сосуда S вычисляют по размерам с погрешностью - 0,1 см².

7. Вычисляют коэффициент С для каждого интервала большой и малой трубок последовательно по формулам, представленным в приложении 3.

8. Таблицу значений коэффициентов С составляют для каждого предела измерения в зависимости от температуры, как это показано в таблице.

Таблица составлена по результатам градуировки реального пьезометра; при близких геометрических размерах используемого пьезометра к рекомендуемым, величины вычисленных коэффициентов С должны иметь тот же порядок.

Таблица 1

Коэффициенты С в зависимости от температуры воздуха

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Рекомендуемое

ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАКОНА ДАРСИ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ

1. При измерении газопроницаемости возникают отклонения от закона Дарси. Основными источниками этих отклонений являются скольжение газа, особенно заметное в области низких давлений и малых проницаемостей, и потеря давления, пропорциональные квадрату фильтрации, несущественные лишь в области малых перепадов давления.

2. С целью исключения влияния отклонений от закона Дарси за счет потери давления необходимо измерение проницаемости выполнять при режимах, обеспечивающих линейность связи «расход-перепад давления», т. е. режим измерений выбирается в области прямолинейного участка зависимости Q=f (ΔР).

3. Эффект скольжения газа проявляется в наличии зависимости измеренной и вычисленной по закону Дарси величины проницаемости от среднего давления в образце. Величина проницаемости, измеренной при среднем давлении, приближающемся к пластовому Р_ср→Р_пл, является абсолютной (К_абс) и близка к величине проницаемости по жидкости, не реагирующей с породой.

Величина абсолютной газопроницаемости К_абс связана с величиной проницаемости, измеренной при заданном среднем давлении, соотношением

_,

где К_абс - абсолютная проницаемость;

К_г- значение газопроницаемости, определенное при данном среднем давлении (Р_ср);

B - коэффициент скольжения (Клинкенберга), зависящий от типа породы и фильтруемого газа.

Значение К_абс может быть получено непосредственными измерениями при различных средних давлениях или путем введения поправки на скольжение в величину К_г.

4. Непосредственное измерение К_абс выполняется путем определения проницаемости при трех-четырех различных Р_ср и построения зависимости К_г=f(1/Р_ср); величину К_абс находят экстраполяцией зависимости на (1/Р_ср)=0.

Максимально допустимые величины перепада давления в процессе определения следует устанавливать из условий сохранения линейного закона фильтрации (см. п. 2).

5. Введение поправки на скольжение в величину К_г выполняется следующим образом:

на коллекции образцов, являющейся представительной по отношению к исследуемому массиву, определяют К_г при различных средних давлениях и строят зависимости К_г=f(l/Р_ср) согласно п. 4;

для каждого образца вычисляют величину коэффициента скольжения, как

_;

строят зависимость b=f(К_абс);

на основании полученной зависимости строят номограмму в координатах К_г- К_абс/К_г с шифром кривых Р_ср, являющуюся графическим решение уравнения п. 3. В качестве примера на чертеже приведена обобщенная номограмма для определения К_абс.

При отсутствии специальных исследований по обоснованию значения поправки на скольжение, изложенных выше, для определения приближенных значений К_абс может быть использована номограмма, приведенная на чертеже.

Номограмма для вычисления поправки к газопроницаемости за счет скольжения газа

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.
Справочное

ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АБСОЛЮТНОЙ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

1. Стационарная фильтрация

Погрешность измерения коэффициента абсолютной газопроницаемости в соответствии с расчетной формулой определяют как: