Определение упруго-прочностных свойств горных пород

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Цель работы: определение упруго-прочностных свойств горных пород, т.е. модуля продольной упругости (модуля Юнга) - Е, модуля поперечной упругости (модуля сдвига) - G, модуля объемной упругости - К, коэффициентов поперечной деформации (коэффициент Пуассона) - n и объемного сжатия (сжимаемости) - b.

Оборудование: AutoLab 1000

Краткая теория: В ТО СургутНИПИНефть определения проводятся на AutoLab1000 - ультразвуковой установке, позволяющей с высокой точностью измерять скорости продольных и поперечных волн в образцах породы в горного, порового давлений и температуры.

Основные три элемента системы :

- ультразвуковой преобразователь;

- гидравлическая система (камера создания пластовых Р-Т условий, гидроусилители горного и порового давлений в корпусе безопасного исполнения и др.)

- электронный контрольный модуль, компьютер, принтер.

Ультразвуковой преобразователь PS² позволяет создавать и регистрировать упругие колебания продольной (P) и двух поперечных волн (S1 и S2) в образце породы. Колебания двух поляризованных поперечных волн ориентированны друг к другу под углом 90^о. Измерение скоростей проводится на сухих, насыщенных или частично насыщенных образцах породы. Преобразователь функционирует при давлении до 100 МПа.

Горное и поровое давления создаются гидроусилителями, управляемыми сервоклапанами при давлении до 100 МПа. Управлять системой можно как с панели электронных приборов, так и с помощью программного обеспечения AutoLab.

Для каждого эксперимента, моделирующего пластовые условия, определяются и сохраняются значения скоростей продольных и поперечных волн, предоставляется графическая информация, включая формы волн для каждого волнового типа при различных давлениях. Данные предоставляются и в табличной форме, содержащей кроме того информацию об образце породы: размер образца, пористость, плотность, литологическое описание.

Наиболее важная часть AutoLab 1000- ультразвуковой преобразователь). Преобразователь состоит из набора пьезоэлектрических кристаллов, способных возбуждать продольные и поперечные волны в образце породы диаметром 20-40 мм и 15-50 мм длиной. Средняя частота преобразователя 700 kHz. Устройство ультразвукового преобразователя PS².

Давления измеряются датчиками, размещенными внутри корпуса. Значения каждого давления регистрируется на панели электронных приборов в цифровой форме и автоматически сохраняются в течение эксперимента.

Датчики давления связаны с сервоклапанами, что позволяет поддерживать давление с точностью ± 0.1 МПа.

Собранные данные сохраняются в компьютере. Текущие значения давлений и температуры отображаются на экране монитора.

После измерения интервалов времени задержки акустического импульса через образцы породы заданной длины, определяются скорости продольной и поперечной упругих волн:

Vp = ^_________ (2.1)

t_p - tp_o

Vs = ^_________ (2.2)

t_s - ts_o

где l - длина образца, мм;

t_p , t_s - время прохождения импульсов по тракту преобразователь - образец, мкс ;

t_po , t_so - аппаратурная задержка, мкс.

По полученным значениям скоростей продольной и поперечной волн, принимая допущение, что порода является однородной изотропной упругой средой, рассчитываются упругие параметры:

- коэффициент Пуассона

Vp ² - 2 Vs ²

n = ^{______________} (2.3)

2( Vp ² - Vs ² )

- модуль Юнга

E = 2 d Vs ² (1+ n ) (2.4)

- модуль сдвига

G = d Vs² (2.5)

- модуль объемной упругости:

К= d (Vp² - 4/3Vs²) (2.6)

- коэффициент объемного сжатия:

b = 1/К (2.7)

где d - объемная плотность , г/см³ .

Лабораторная работа №5

Определение коэффициента нефтеотдачи

Цель работы: определить коэффициент нефтеотдачи и остаточную нефтенасыщенность.

Оборудование: SETRA.

Краткая теория: Коэффициент нефтеотдачи – доля прогнозируемого объема вытеснения нефти к начальным запасам. Его можно представить в виде следующей формулы:

Здесь К_но – коэффициент нефтеотдачи, К_охв – коэффициент охвата, определяется неоднородностью пласта. Его находят эмпирически. К_зав – количество добывающих скважин на 1 га месторождения. Коэффициент вытеснения нефти определяется по формуле:

Здесь S – средняя нефтенасыщенность пористой среды на момент времени t, S₀ – начальная нефтенасыщенность. Коэффициент нефтеотдачи можно вычислить аналогично:

Здесь S_ост – остаточная нефтенасыщенность. Она определяется по кривой из экспериментальных данных. Коэффициент вытеснения нефти – величина порядка 20-40%.

Лабораторная работа №6

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 93; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!