ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМПЕРАТРИЦЫ ЕКАТЕРИНЫ II Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений ОТЧЕТ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5 Физика нефтяного и газового пласта По дисциплине Тема работы: (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану) Определение гранулометрического состава грунта Выполнили: студент гр. НГС-20-2 Проверил руководитель работы: аспирант (должность) Погребнякова Е.Д. (подпись) Санкт-Петербург 2023 Бондаренко А.А. (Ф.И.О.) Цель лабораторной работы: провести ситовой анализ породы, на основе полученных данных определить коэффициент неоднородности, эффективный диаметр песка нефтесодержащих пород и подобрать размер щелей фильтра, служащего для ограничения песка. Основные теоретические положения Гранулометрическим (механическим) составом породы называют количественное содержание в породе частиц различного размера, выраженное в весовых процентах. Гранулометрический анализ позволяет оценить степень дисперсности минеральных частиц, слагающих горную породу. Пески и слабосцементированные песчаники легко подвергаются разделению зерен по фракциям. Сцементированные разности гранулярных коллекторов изучают по шлифам под микроскопом. Иногда прибегают к дезинтеграции (разрушению) коллектора до зерен. Гранулометрический анализ позволяет оценивать палеогеографические условия отложения пород, т.е. установить условия формирования отложений обломочного материала. От степени дисперсности обломков пород зависят многие свойства пористой среды (пористость, проницаемость, удельная поверхность, капиллярные свойства и т.д.). От размеров частиц гранулярной среды зависит количество нефти, остающейся в пласте после завершения процесса разработки в виде пленок, покрывающих поверхность зерен или цементирующих компонентов среды, или в форме капиллярно удержанной нефти. Данные гранулометрии в нефтепромысловой практике используют для подбора оптимальных конструкций фильтров скважин для рыхлых пластов (в частности в сеноманских водозаборных скважинах Западной Сибири, эксплуатирующих слабосцементированные песчаники). Степень неоднородности несцементированного или слабосцементированного коллектора (песка) характеризуется отношением диаметров частиц с определенными суммами масс фракций: d60 и d10 aнеод. = d 60 d 10 где d60 и d10 – соответственно, диаметры частиц, количество которых 60 и 10 % в навеске. Обработка результатов измерений Таблица 1. Обработка результатов опыта лабораторной работы Суммарная масса навески ∑ mi , г Массовая концентрация (доля) фракции Сm*100% Суммарная массовая концентраци я ∑ Сmi ∗ 100% 0,0498 -1,30 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,117 0,17 0,225 0,375 0,75 -0,93 -0,77 -0,65 -0,43 -0,12 0,031 0,169 10 150 2 0,0311 0,2001 10,2001 160,2001 162,2001 0,0191 0,1042 6,1652 92,4784 1,2330 0,0192 0,1234 6,2886 98,7670 100,0000 0,094 0,14 0,2 0,25 0,5 1 до 100 90 Суммарная масс.конц., % от 0,005 6 0,094 0,14 0,2 0,25 0,5 lg(dcpi) Масса навески mi , г Средний диаметр частиц фракций, dcpi Размеры отверстий сит, мм 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -1,5 -1,4 -1,3 -1,2 -1,1 -1,0 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 lg(d) Рисунок 1. Кривая суммарного гранулометрического состава грунта Масс. конц. (доли) фракции, % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Средний диаметр частиц фракции, d Рисунок 2. Кривая распределения зёрен породы по размерам d 10 = 10−0,63 = 0, 234 мм - эффективный диаметр песка d 60 = 10−0,52 = 0,302 мм d 90 = 10−0,45 = 0,355 мм aнеод. = d 60 0,302 = = 1, 29 d 10 0, 234 Таблица 2. Размеры щелей забойных фильтров Наименование отверстий Формула определения фильтров Ширина прямоугольных щелей щелевидных 2∙d90 фильтров, мм Диаметр круглых отверстий 3∙d90 фильтра, мм Диаметр зерен графия в (10..12)∙d90 гравийных фильтрах, мм Абсолютное значение 0,71 1,065 3,905 Вывод: В ходе данной лабораторной работы был определен гранулометрический состав грунта, построены и проанализированы кривые суммарного гранулометрического состава породы и распределения зёрен по размерам. Также был определен коэффициент неоднородности, который составил 1,29. Приведем классификацию песка: • Песок гравелистый - масса частиц крупнее 2 мм более 25%; • Песок крупный - масса частиц крупнее 0,5 мм более 50%; • Песок средней крупности - масса частиц крупнее 0,25 мм более 50%; • Песок мелкий - масса частиц крупнее 0,1 мм 75% и более; • Песок пылеватый - масса частиц крупнее 0,1 мм менее 75 %. Значит объект исследования относится к песку средней крупности (массовая доля частиц более 0,25 мм составляет >50%).
