РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБАПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ

(51) МПКG01N 15/08 (2006.01)

(19) RU (11) 2 492 447(13) C1

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

(21)(22) Заявка: 2012109721/28, 15.03.2012

(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 15.03.2012

Приоритет(ы):(22) Дата подачи заявки: 15.03.2012

(45) Опубликовано: 10.09.2013 Бюл. № 25

(56) Список документов, цитированных в отчете опоиске: Исказиев К.О., Кибиткин П.П., Меркулов

В.П. Методика определения анизотропныххарактеристик коллекторов. - Нефтяноехозяйство, №1, с.30-31, 2007. Главнова Е.Н. идр. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗМЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯАНИЗОТРОПИИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА. - ИзвестияТомского политехнического университета.Т.317, №1, с.128-132, 05.04.2010. RU 2276780C2, 20.05.2006. WO 2009108432 A1, 03.09.2009.

Адрес для переписки:119333, Москва, ул. Губкина, 3, ИПНГ РАН,рук. пат. отдела М.К. Тупысеву

(72) Автор(ы):Максимов Вячеслав Михайлович (RU),Дмитриев Николай Михайлович (RU),Мамедов Мурсал Теймурович (RU),Дмитриев Михаил Николаевич (RU),Тупысев Михаил Константинович (RU)

(73) Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетноеучреждение науки Институт проблем нефтии газа РАН (RU)

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНИЗОТРОПИИ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА ИПОЛОЖЕНИЯ ГЛАВНЫХ ОСЕЙ ТЕНЗОРА ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД НА КЕРНЕ(57) Реферат:

Изобретение относится к областиисследования структуры поровогопространства горных пород и предназначенодля определения латеральной анизотропиифильтрационных свойств терригенногоколлектора по результатам исследования егокерна. Проводят исследование керна, для этогопервоначально керновый материалэкстрагируют и высушивают, из негоизготавливают пластину толщиной 3-5 мм.Затем на закрепленную пластину на

горизонтальной поверхности дозированно покаплям на центр пластины подаютдистиллированную воду, а наличиеанизотропии и направление главных осейанизотропии проницаемости определяют поформе образующегося на пластине мокрогопятна. Техническим результатом изобретенияявляется создание экспресс-методаустановления латеральной анизотропиифильтрационно-емкостных свойств пористыхсред и положения главных осей тензорапроницаемости горных пород на керне. 1 ил.

Ñòð.: 1

ru

RU

2492447

C1

1C

74

42

94

2U

R

Ñòð.: 2

RU

2492447

C1

1C

74

42

94

2U

R

RUSSIAN FEDERATION

FEDERAL SERVICE FOR INTELLECTUAL PROPERTY

(51) Int. Cl.G01N 15/08 (2006.01)

(19) RU (11) 2 492 447(13) C1

(12) ABSTRACT OF INVENTION

(21)(22) Application: 2012109721/28, 15.03.2012

(24) Effective date for property rights: 15.03.2012

Priority:(22) Date of filing: 15.03.2012

(45) Date of publication: 10.09.2013 Bull. 25

Mail address:119333, Moskva, ul. Gubkina, 3, IPNG RAN, ruk.pat. otdela M.K. Tupysevu

(72) Inventor(s): Maksimov Vjacheslav Mikhajlovich (RU),Dmitriev Nikolaj Mikhajlovich (RU),Mamedov Mursal Tejmurovich (RU),Dmitriev Mikhail Nikolaevich (RU),Tupysev Mikhail Konstantinovich (RU)

(73) Proprietor(s): Federal'noe gosudarstvennoe bjudzhetnoeuchrezhdenie nauki Institut problem nefti i gazaRAN (RU)

(54) METHOD TO DEFINE ANISOTROPY OF PORE SPACE AND POSITION OF MAIN AXES OFPERMEABILITY TENSOR OF ROCKS ON CORE(57) Abstract:

FIELD: mining.SUBSTANCE: core is investigated, for this

purpose the core material is first extracted anddried, a plate is made from it with thickness of 3-5mm. Then distilled water is supplied onto the fixedplate on the horizontal surface in dosing manner bydrops, and availability of anisotropy and directionof main axes of permeability of anisotropy isdetermined by the shape of a wet spot formed in theplate.

EFFECT: development of the express method fordetermination of lateral anisotropy of filtration-capacity properties of porous media and positions ofmain axes of permeability tensor of rocks on a core.

1 dwg

Ñòð.: 3

en

RU

2492447

C1

1C

74

42

94

2U

R

RU 2 492 447 C1

Изобретение относится к области исследования структуры порового пространствагорных пород и предназначено для определения латеральной анизотропиифильтрационных свойств терригенного коллектора по результатам исследования егокерна.

Известен способ определения коэффициентов анизотропии и характеристикглавных осей анизотропии порового пространства горных пород методом ядерногомагнитного резонанса, основанный на явлении ограниченной самодиффузии молекулжидкости, заключающийся в том, что наносят на образец видимую метку дляизмерения угла поворота образца вокруг своей оси, насыщают образецпротонсодержащей жидкостью, помещают его в датчик спектрометра, совмещаютвидимую метку образца с направлением вдоль выбранной оси лабораторной системыкоординат, далее производят вращение образца вокруг своей оси с равномернымугловым шагом на текущий угол поворота, пока величина указанного угла поворотамежду меткой и направлением вдоль выбранной оси лабораторной системыкоординат не достигнет 360°, при этом для каждого текущего угла поворота проводятизмерение текущей угловой амплитуды сигнала спин-эхо от протонсодержащейжидкости в исследуемом образце до и после воздействия на образец фиксированнойвеличины импульсного градиента магнитного поля, значение которого последостижения угла поворота в 360° ступенчато изменяют в сторону увеличения или всторону уменьшения, и вновь проводят по вышеприведенной схеме измерение текущейугловой амплитуды сигнала спин-эхо от протонсодержащей жидкости в исследуемомобразце до и после воздействия на образец указанной измененной величиныимпульсного градиента магнитного поля, далее по массиву измеренных прификсированной величине импульсного градиента магнитного поля текущих угловыхамплитуд сигнала спин-эхо определяются коэффициенты анизотропии ихарактеристики главных осей анизотропии порового пространства горных пород [1].Недостатком этого способа изучения порового пространства горных пород являетсяего сложность и долговременность.

Известен также способ изучения анизотропии горных пород на керне,заключающийся в определении латеральной анизотропии коллектора с помощьюстандартной методики по определению упругих свойств образца горной породы -керна. Керн подвергается одноосному сжатию и по его боковой поверхности спомощью тензодатчиков измеряются деформации. Если свойства горной породыизотропные, то деформации во всех направлениях равны и в результате измеренийполучается окружность, если же имеет место анизотропия упругих свойств, тополучаются при измерении фигуры в виде овала. При этом экстремальныедеформации соответствуют экстремальным фильтрационным свойствам и указываютнаправления главных осей тензора коэффициентов проницаемости [2]. Недостаткомданного способа является также необходимость использования специальныхприборов и проведения довольно длительных исследований.

Наиболее близким к описываемому способу является методика определенияанизотропных характеристик коллекторов, заключающаяся в анализе результатовлитолого-петрофизических исследований ориентированного керна, определениипредпочтительной ориентации удлиненных частиц, слагающих коллектор, иэллиптической аппроксимации коллектора. При этом при определении латеральнойанизотропии подразумевается, что измерения производятся в плоскостяхнапластований и направление, перпендикулярное плоскости напластования, совпадаетс главным направлением тензора коэффициентов проницаемости [3].

Ñòð.: 4

DE

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 492 447 C1

Основным недостатком известного способа является потребность использованиядорогостоящего оборудования и длительной обработки результатов проведенныхизмерений.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание экспресс методаустановления латеральной анизотропии фильтрационно-емкостных свойств пористыхсред и положения главных осей тензора проницаемости горных пород на керне.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе определенияанизотропии порового пространства и положения главных осей тензорапроницаемости горных пород на керне, включающем исследование ориентированногокерна, анализ результатов исследований и определение направления главных осейанизотропии проницаемости в плоскости напластования горных пород, керновыйматериал экстрагируют и высушивают, из кернового материала изготавливаютпластину толщиной 3-5 мм, на закрепленную пластину на горизонтальнойповерхности дозировано по каплям на центр пластины подают дистиллированнуюводу, а наличие анизотропии и направление главных осей анизотропии проницаемостиопределяют по форме образующегося на пластине мокрого пятна.

На чертеже представлена схема проведения эксперимента по определениюанизотропии порового пространства и положения главных осей тензорапроницаемости горных пород на керне, на котором обозначено: 1 - пластина из кернагорной породы, 2 - пятно от дистиллированной воды на пластине, 3 - направлениеглавных осей тензора проницаемости образца горной породы.

Сущность изобретения заключается в следующем. В нем используются свойствакапиллярных сил, которые обратно пропорциональны диаметрам капилляров. Приналичии латеральной анизотропии диаметры капилляров пористой среды в разныхнаправлениях различны, и как следствие при смачивании пористой средыдистиллированной водой капиллярное пропитывание поверхности образца будет неравномерным по окружности, а эллиптическим.

Перед началом экспериментальных исследований испытуемый образец (исходныйкерновый материал диметром 10-15 см и высотой 15-20 см) торцуется, экстрагируетсяи высушивается.

Далее, из исследуемого в лаборатории образца, изготавливается специальныйобразец для проведения исследований по экспресс методу - тонкая пластина(толщиной 3-5 мм), которая выпиливается из исходного кернового материала(позиция 1 на чертеже). Ось симметрии керна считается совпадающей с главнымнаправлением тензора коэффициентов проницаемости и образец выпиливается спомощью циркулярной пилы, либо лазерной резкой.

Подготовленная соответствующим образом пластина закрепляется на строгогоризонтальной поверхности. После этого над центром пластины на высоте 5-10 ммот поверхности устанавливается емкость с жидкостью - медицинский шприц,капельница или пипетка. В качестве жидкости можно использовать дистиллированнуюводу, при необходимости подкрашенную. Используемый объем жидкости можетсоставлять порядка половины порового объема испытываемого образца. Жидкость изустановленной над поверхностью пластины емкости дозировано, по каплям вводитсяв образец таким образом, чтобы каждая капля полностью впитывалась в поверхностьпластины и лишь затем на пластину подается следующая капля жидкости.

В результате пропитки образца будет образовываться «мокрое пятно» (позиция 2на чертеже), которое может иметь различную форму. Например, если в среднемдиаметры капилляров одинаковы по всем направлениям, то «мокрое пятно» будет

Ñòð.: 5

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

RU 2 492 447 C1

круглым, а если имеет место наличие анизотропии, т.е. размеры диаметров пор всреднем различные, то «мокрое пятно» будет иметь форму эллипса. По ориентацииэллипса на пластине керна можно определить направления главных осей тензорапроницаемости, которые совпадают с полуосями эллипса.

Использование описываемого способа позволяет без использованиядорогостоящего оборудования за короткий срок определять анизотропиюфильтрационно-емкостных свойств пористых сред и направления главных осейтензора проницаемости.

Источники информации1. Авторское свидетельство СССР №2292541 C1, кл. G01N 24/08, 2007.2. Семенов В.В., Казанский А.Ю., Банников Е.А. Изучение анизотропии горных

пород на керне и ее ориентация в пространстве палеомагнитным методом. // Геология,геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2008, №1, с.18-23.

3. Исказиев К.О., Кибиткин П.П., Меркулов В.П. Методика определенияанизотропных характеристик коллекторов. // Нефтяное хозяйство. 2007, №1, с.30-31.

Формула изобретенияСпособ определения анизотропии порового пространства и положения главных

осей тензора проницаемости горных пород на керне, включающий исследованиеориентированного керна, анализ результатов исследований и определениенаправления главных осей анизотропии проницаемости в плоскости напластованиягорных пород, отличающийся тем, что керновый материал экстрагируют ивысушивают, из кернового материала изготавливают пластину толщиной 3-5 мм, назакрепленную пластину на горизонтальной поверхности дозированно по каплям нацентр пластины подают дистиллированную воду, а наличие анизотропии инаправление главных осей анизотропии проницаемости определяют по формеобразующегося на пластине мокрого пятна.

Ñòð.: 6

CL

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50