Определение карбонатности горных пород
Под карбонатностью пород понимают содержание в них солей угольной кислоты: поташа (К2СО3), известняка (СаСО3), сидерита (FеCO3) и др.
Определение карбонатности пород проводят с целью выяснения возможности солянокислотной обработки призабойной зоны скважин для дополнительного увеличения проницаемости призабойной зоны, а также для определения химического состава горных пород, слагающих нефтяной пласт.
Из различных методов определения карбонатности пород наиболее распространенным является газометрический метод. Он основан на химическом разложении солей угольной кислоты под действием действием соляной кислоты и измерении объёма углекислого газа, образовавшегося в результате реакции:
СаСО3 + 2HСl = СaCl2 + Н2О + СО2
При определении карбонатности все расчеты производят на углекислый кальций, как наиболее распространённый в горных породах.
Необходимая аппаратура и принадлежности
Прибор определения карбонатности (АК-4), аналитические весы с разновесами, ступка, барометр, термометр и соляная кислота (1:1) т.е. вдвое разбавленная водой.
Описание аппаратуры и принцип ее работы
Принципиальная схема аппаратуры, для определения карбонатности горных пород, приведена на рисунке 6. Прибор АК-4 состоит из термостата заполненного водой (1), реакционной колбы (2), змеевика (3), бюретки (4), градуированной на 75 см с делениями по 0,2 см, цилиндра (5), уравнительной склянки (6). В реакционную колбу (2) вставляется пробка с мерной бюреткой (7) для соляной кислоты, имеющая сливной кран (8). Выделяющийся из породы углекислый газ (при соприкосновении породы с соляной кислотой), поступает из реакционной колбы через змеевик в измерительную часть аппарата, состоящую из двух вставленных одна в другую стеклянных трубок: бюретка (4) и цилиндр (5). На одной из них (бюретке 4) нанесены деления, позволяющие определять объем поступившего в бюретку газа. По объёму выделившегося в результате реакции углекислого газа путём расчетов определяется содержание карбонатов в горной породе
Рисунок 6 - Установка для определения карбонатности пород
Порядок работы
Перед началом работ необходимо подготовить аппаратуру к работе. Для этого с помощью уравнительной склянки (6) и крана (9) наполняют водой бюретку (4) и цилиндр (5) с таким расчетом, чтобы вода в них находилась на одном уровне. Замеряют уровень воды в градуированной бюретке. Тщательно растирают в ступке образец породы и берут навеску порошка весом около 0,5 г. Точность определения массы породы 0,001 г. Высыпают навеску породы в реакционную колбу, которая затем плотно закрывается пробкой. Наливают в мерную бюретку (7) соляную кислоту, предварительно убедившись, что кран (8) закрыт. Открывая кран (8), впускают в мерную бюретку замеренное количество соляной кислоты (2-3 см 3). Через 15 минут с момента начала реакции кислоты с породой берут второй отсчёт уровня воды в бюретке, устанавливают по барометру барометрическое давление и замеряют температуру воды в термостате.
Открывают пробку реакционной колбы и моют колбу от остатков горной породы и кислоты. Карбонатность горной породы рассчитывают по формуле (8):
(8)
где К - содержание СаСО3 в породе, %;
V1- отсчет по бюретке (4) до проведения опыта, см3;
V2- отсчет по бюретке (4) после проведения опыта, см3;
Vк –объем кислоты, введенной в реакционную колбу, см3;
ρ - плотность СО2, мг/см3;
М – масса породы, взятой для опыта (навески), г.
Величину плотности углекислого газа определяют по таблице 9, где учитываются давление и температура во время опыта.
Таблица 9 - Поправочные коэффициенты для плотности углекислого газа
| Температура, 0С | Барометрическое давление, мм рт. ст. | |||||
| 1,785 1,798 1,810 1,822 1,835 1,847 1,861 1,873 1,886 1,900 | 1,801 1,813 1,825 1,836 1,851 1,863 1,875 1,888 1,903 1,916 | 1,815 1,827 1,840 1,852 1,865 1,877 1,890 1,904 1,917 1,931 | 1,828 1,840 1,853 1,865 1,878 1,890 1,903 1,917 1,930 1,944 | 1,837 1,848 1,862 1,875 1,888 1,900 1,913 1,927 1,940 1,954 | 1,850 1,864 1,875 1,888 1,901 1,913 1,926 1,940 1,953 1,967 |
Все результаты исследования удобнее оформить в виде таблицы 10.
Таблица 10 - Результаты исследования образцов по определению
Карбонатности
| Вид информации | Значение |
| Барометрическое давление, мм рт. ст | |
| Температура, ОС | |
| Плотность СО2, мг/см3 | |
| Масса породы взятой для опыта (М), г | |
| Отсчет по бюретке до проведения опыта (V1), см3 | |
| Отсчет по бюретке после проведения опыта (V2), см3 | |
| Объем кислоты введенный в колбу (Vк), см3 | |
| Содержание СаСО3 в породе (К), % |
Вопросы для самопроверки
1 Что понимается под карбонатностью горной породы?
2 В чем заключается сущность газометрического метода определения карбонтаности горной породы?
3 Порядок выполнения анализа на установке АК-4.
4 Формула расчета карбонатности горной породы.
5 Существует ли взаимосвязь между открытой пористостью и карбонатностью горной породы?
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПЛАСТОВЫХ ФЛЮИДОВ В ПОРОДЕ
Поровое пространство горных пород продуктивных пластов нефтяных месторождений насыщенно пластовыми жидкостями - нефтью и водой. Мерой насыщенности пор этими флюидами служат коэффициенты нефте- и водонасыщенности. Коэффициент нефтенасыщенности характеризует относительное содержание нефти при пластовых условиях в единице объема пор горной породы. Эти коэффициенты применяются на практике при подсчете запасов нефти и газа в залежи и сравнении отдельных участков залежи по продуктивности.