Отраслевой стандарт ОСТ 39-228-89

Вода для заводнения нефтяных пластов. Оценка совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой продуктивного пласта

(утв. приказом Министерства нефтяной промышленности от 6 февраля 1989 г. N 100)

Дата введения 1 июля 1990 г.

Срок действия 1 января 1991 г.

 

Введен впервые

Настоящий стандарт распространяется на поверхностные, подземные и промысловые сточные воды, предназначенные для закачки в продуктивные пласты, сложенные сцементированной породой с поровым или порово-трещинным коллекторами.

Стандарт устанавливает метод оценки совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой продуктивного пласта.

Стандарт обязателен для всех предприятий и организаций нефтяной промышленности, осуществляющих подготовку воды для закачки в продуктивные пласты.

1. Сущность метода

1.1. Метод основан на сопоставлении коэффициентов водопроницаемости естественных образцов пород, измеренных до и после взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой в поровых каналах.

1.1.1. Коэффициенты водопроницаемости образцов пород измеряют при установившейся фильтрации воды.

1.1.2. Взаимодействие закачиваемой воды с пластовой водой и породой осуществляют под давлением и при температуре, близкой к температуре заводняемого пласта.

2. Отбор проб воды

2.1. Пробы пластовой воды отбирают глубинным пробоотборником на забое пьезометрических или разведочных скважин, пробуренных за контуром нефтеносности продуктивного горизонта.

Допускается отбор проб на забое эксплуатационных скважин, обводнявшихся пластовой водой.

2.1.1. Перед отбором проб необходимо обеспечивать приток воды из пласта к забою скважины методом откачки находящейся в ней воды.

2.2. Пробы закачиваемой воды отбирают через пробоотборный кран из действующего или намеченного источника водоснабжения системы заводнения пласта - после свободного спуска воды из пробоотборного крана в течение не менее 2 мин.

2.2.1. Во избежание контакта отбираемой пробы воды с воздухом на пробоотборный кран надевают резиновый шланг со стеклянной трубкой, а ее конец опускают на дно стеклянного или полиэтиленового сосуда. Через сосуд пропускают воду в количестве не менее двух его объемов.

2.2.2. Сосуд заполняют под пробку. Наличие воздуха в сосуде с водой недопустимо.

2.3. Объем пробы как пластовой, так и закачиваемой воды должен составить не менее 3 л с учетом использования части ее для химического анализа.

2.4. Пробы воды сразу после отбора доставляют в лабораторию и фильтруют последовательно через белую ленту и мембранные фильтры N 4. Отфильтрованной водой заполняют стеклянные колбы под пробку.

2.5. Колбы с водой должны иметь этикетки со следующими сведениями:

дата и место отбора пробы;

температура воды при отборе пробы.

2.6. Колбы с водой следует хранить в темном месте при температуре не выше 20°C.

2.7. Время между отбором и использованием проб воды в опытах не должно превышать 48 часов.

3. Изготовление образцов пород

3.1. Материалом для изготовления образцов пород служат керны, отобранные при бурении нефтеносной и водоносной частей продуктивного пласта. Из них изготавливают 15-20 образцов диаметром 3,0-3,1 см и длиной 4,0-4,3 см по ГОСТ 26450.0-85.

3.2. Образцы экстрагируют от нефти и воды спирто-бензольной смесью (объемное соотношение 1:3) и от солей дистиллированной водой, затем высушивают до постоянного веса при температуре 105-110°С,

3.3. Определяют коэффициенты абсолютной проницаемости образцов (К_абс) с точностью до 1 ´ 10^(-3) мкм² по ГОСТ 26450.2-85.

3.4. Для использования в опытах выбирают 3-6 образцов, коэффициенты проницаемости которых отличаются менее чем на 25% от среднего коэффициента проницаемости пласта, принятого в технологической схеме разработки.

3.5. Определяют значения открытой пористости выбранных образцов (m) с точностью до 0,1% методом насыщения пластовой водой по ГОСТ 26450.1-85 или по ОСТ 39-181-85.

3.6. Образцы пород, насыщенные пластовой водой, необходимо хранить в стеклянных стаканах, наполненных пластовой водой и закрытых крышкой.

Нумерация пунктов приводится в соответствии с источником

3.5. Каждый стакан с образцом породы должен иметь этикетку со следующими сведениями:

лабораторный номер образца;

диаметр и длина образца;

абсолютная проницаемость и открытая пористость образца.

4. Средства измерения, аппаратура, материалы и реактивы

Образцовый манометр кл. 0,4 пределом измерения 0,5 МПа по ГОСТ 6521-72;

Вакууметр по ГОСТ 8625-77Е;

Термометр с ценой деления 1°С и пределом измерения 100°C по ГОСТ 215-73;

Секундомер любой марки точностью измерения 0,2 сек;

Вискозиметр марки ВПЖ-2 по ГОСТ 10028-81E;

Пикнометр по ГОСТ 22524-77Е;

Штангенциркуль по ГОСТ 166-80;

Кернодержатель марки ГК-5 или марки ЗС-08;

Контейнеры жидкостные марки КЖ-302;

Баллон со сжатым гелием под избыточным давлением не менее 1 МПа;

Редуктор газовый марки ДПК-1-65;

Термостат жидкостной любой марки, позволяющий поддерживать температуру воды от 20°С до 100°С;

Водяная баня емкостью 3-5 дм³ ;

Шкаф сушильный с контактным термометром, обеспечивающим установку температуры в пределах от 80 до 115°С;

Вакуумный насос любой марки;

Счетчик газовый;

Вентили игольчатые из коррозионноустойчивых материалов;

Трубки медные или латунные диаметром 3´1, 4´1, 6´1 по ГОСТ 11383-75, 13548-77;

Посуда стеклянная по ГОСТ 1770-74E: мерные цилиндры вместимостью 10 мл ценой деления 0,1 мл; 250, 500 мл ценой деления 0,5 мл; колбы вместимостью 200 и 500 мл по ГОСТ 25336-82Е;

Мембранные фильтры марки МФА-МА N 4 по ТУ 6-05-1903-81;

Белая лента по ТУ 6-09-1676-76 или фильтровальная бумага по ГОСТ 12026-76;

Бензол х.ч. по ГОСТ 5955-75;

Спирт этиловый по ГОСТ 18300-87;

Керны (горные породы) отобранные из продуктивного пласта;

Закачиваемая вода;

Дистиллированная вода.

5. Подготовка к испытанию

5.1. Кернодержатель, контейнеры, баллон со сжатым гелием, вакуумный насос, измерительные приборы соединяют между собой по схеме в соответствии с чертежом.

5.2. Собранную схему проверяют на герметичность под избыточным давлением сжатого гелия не менее 0,5 МПа.

5.3. Контейнер III заполняют пластовой водой через вентиль 5, контейнер IV - закачиваемой водой через вентиль 9 при открытых вентилях 2 и 6.

5.4. Образец породы, насыщенный пластовой водой устанавливают в кернодержатель.

5.5. Кернодержатель с образцом породы помещают в водяную баню.

5.6. Включают термостат и поддерживают температуру в водяной бане на уровне температуры продуктивного горизонта.

5.7. Трубки, соединяющие контейнеры с кернодержателем, вакуумируют до остаточного давления в них менее 1 кПа.

 

Схема изучения совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой продуктивного пласта

6. Проведение испытания

6.1. В контейнер с пластовой водой направляют сжатый гелий под избыточным давлением 0,3-0,4 МПа, следя за манометром на редукторе.

6.2. Пластовую воду фильтруют через образец породы. Вентилем 14 устанавливают скорость фильтрации не выше 0,2 см/сек.

6.3. При установившейся скорости фильтрации измеряют время истечения из образца 150¸200 см³ пластовой воды, ее плотность по ГОСТ 3900-85 и вязкость по ГОСТ 33-82, регистрируют показания манометров V и VI в начале и конце фильтрации для вычисления среднего значения перепада давления.

6.4. Определяют коэффициент водопроницаемости образца (К) до взаимодействия в его поровых каналах закачиваемой воды с пластовой водой и породой по формуле Дарси:

где Q - объем пластовой воды, прошедшей через образец породы, см³;

t - время фильтрации воды, сек;

m - вязкость воды, мПа ´ с;

L - длина образца породы, см;

F - площадь поперечного сечения образца, см²;

DР - средний перепад давления на длине образца, МПа.

 

6.5. Допустимые погрешности прямых измерений параметров, входящих в формулу Дарси, не должны превышать величин, указанных в таблице 1.

Таблица 1

 

6.6. Сжатый гелий под давлением не более 0,1 МПа подают в контейнер с закачиваемой водой.

6.7. Осторожно открывая вентиль 14, вытесняют закачиваемой водой из образца 40-50% пластовой воды.

6.8. Образец породы, насыщенный пластовой и закачиваемой водами, выдерживают в течение 2-3 часов для их взаимодействия в поровых каналах. После этого вытесняют полностью пластовую воду из образца, пропуская через него закачиваемую воду в количестве не менее 6 поровых объемов.

6.9. Образец породы, насыщенный закачиваемой водой, выдерживают в течение 8-10 часов для ее взаимодействия с породой в поровых каналах, затем фильтруют закачиваемую воду, как описано в п.п. 6.2 и 6.3.

6.10. Определяют коэффициент водопроницаемости образца после взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой.

6.11. Для оценки совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой проводят не менее трех опытов.

6.12. Допустимые расхождения параллельных измерений коэффициентов водопроницаемости не должны превышать 7,5%.

7. Обработка результатов

7.1. Определяют приращение коэффициента водопроницаемости (DК) каждого из трех образцов пород за счет взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой.

DK₁ = K₁ – K₁' (2)

DK₂ = K₂ – K₂' (3)

DK₃ = K₃ – K₃' (4)

где K₁ , K₂ , K₃ - коэффициенты водопроницаемости образцов до взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой, мкм²;

K₁', K₂', K₃' - коэффициенты водопроницаемости образцов после взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой.

Допускаемые расхождения результатов параллельных определений приращения водопроницаемости образцов пород указаны в таблице 2.

Таблица 2

 

7.2. Вычисляют абсолютную погрешность определения коэффициента водопроницаемости (E_к) каждого из трех образцов породы до взаимодействия закачиваемой воды с пластовой водой и породой по формуле, описывающей закон накопления средних квадратичных погрешностей прямых измерений.

                                   (5)

где

E_a, E_m, E_L, E_t, E_F, E_DP – допускаемые погрешности измерений параметров (см. табл. 1)

 

7.3. Закачиваемая вода с пластовой водой и породой пласта

совместима, если DК₁ £ E_К1 ; DК₂£ E_К2 ; DК₃ £ E_К3;

несовместима, если DК₁ £ E_К1 ; DК₂£ E_К2 ; DК₃ £ E_К3;.

8. Требования безопасности

8.1. К работе на лабораторной установке допускается инженерно-технический персонал, прошедший проверку знаний по технике безопасности ее обслуживания.

8.2. При работе со сжатым гелием соблюдать меры предосторожности, предусмотренные правилами эксплуатации баллонов со сжатыми газами.

8.3. Все работы, проводимые в химических лабораториях, должны осуществляться в соответствии с "Основными правилами безопасной работы в химических лабораториях" - М., Химия, 1979.

8.4. Приготовление растворов реактивов производить в вытяжном шкафу.

8.5. Растворы реактивов следует отбирать пипеткой с помощью груши.

Приложение 1

рекомендуемое

Форма записи результатов оценки совместимости закачиваемой воды с пластовой водой и породой пласта

 

Информационные данные

1. Утвержден приказом Министерства нефтяной промышленности от 6 февраля 1989 г. N 100

 

2. Исполнители

А.Д. Ли, к.т.н., с.н.с. (руководитель темы); Ю.Н. Волков, с.н.с; Л.К. Порман, н.с.; Е.Ф. Романова м.н.с; Т.И. Игаева, ведущий инженер.

 

Соисполнители

В.Г. Перевалов, д.т.н., профессор; В.С. Уголев, к.т.н., с.н.с; И.И. Малкина, к.т.н.; Т.М. Максимова, н.с.

 

3. Зарегистрирован

за N  от 19 г.

 

4. Сведения о сроках и периодичности проверки стандарта:

"Срок первой проверки 1993 г.

периодичность проверки 1996 г. 1999 г."

 

5. Введен впервые

 

6. Ссылочные нормативно-технические документы