Естественная электрохимическая активность

1.

ПЕТРОФИЗИКА
(ПРЕЗЕНТАЦИЯ ЛЕКЦИЯ № 8)
ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ
АКТИВНОСТЬ
Лектор: доцент Дахнов А.В.
Состояние разработки
Кафедра исследования
нефтегазовых пластовых
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
систем
Лаборатория физики пласта
ВНИИГАЗ 2014
1

2. ЕСТЕСТВЕННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ (Е.Э-Х.А.)

Е.Э-Х.А. –
способность горных пород
создавать естественные поля в
результате возникновения в
породе различных
электрохимических процессов
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
2

3. ЕСТЕСТВЕННАЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ (ЕЭА)

Процессы
ЕЭА
Диффузия
солей на
границе двух
растворов
разной концентр.
ОкислительноФильтрацивостаноонная
вительная
активность
активность
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
3

4. ДИФФУЗИОННАЯ Э.Д.С.

ВОЗНИКАЕТ НА КОНТАКТЕ
ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
РАЗЛИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ
(ПРИМЕР- ПЛАСТ-СКВАЖИНА)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
4

5. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
5

6. ДИФФУЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Э.Д.С. ДИФФУЗИИ
ОПРЕДЕЛЕЯТСЯ ФОРМУЛОЙ
НЕРНСТА
Ед =2.3[RT/F ](Nк –Nа)lg(C 1/C2),
где R – универсальная газовая постоянная
T – температура, К
F – число Фарадея
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
6

7. ДИФФУЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

где R – универсальная газовая
постоянная
T – температура, К
F – число Фарадея
Nк – число переноса катионов
Nа - число переноса анионов
C1- концентрация раствора 1
C2 – концентрация раствора 2
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
7

8. ДИФФУЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Nк =nкu/(nкzкu + nаzаv),
Nа =nаv/(nкzкu + nаzаv), где
nк, na – число катионов и анионов в электролите;
zк ,zа – валентности;
u, v – подвижности катиона и аниона
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
8

9. ДИФФУЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Для одновалентного электролита
(NaCl)
Kд = 2.3(RT/F)[(u – v)/(u + v)]
Ед = Kдlg(C 1/C2)
При Т = 293оК (20оС)
коэффициент 2.3(RT/F) = 58 мВ
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
9

10. ДИФФУЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Электролит
Коэффициент
диффузии Кд. мВ
NaCl
CaCl2
MgCl2
NaHCO3
Na2SO4
KCl
- 11,6
- 19,7
- 22,5
- 2,2
+ 2,0
+0,4
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
10

11. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
11

12. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

ДИФФУЗИОННО – АДСОРБЦИОННАЯ Э.Д.С.
ВОЗНИКАЕТ
МЕЖДУ ДВУМЯ ЭЛЕКТРОЛИТАМИ,
НО
ПОСЛЕДНИЕ РАЗДЕЛЕНЫ ПОРИСТОЙ
ПЕРЕГОРОДКОЙ ИЗ ДИЭЛЕКТРИКА
(НАПРИМЕР, ОБРАЗЦОМ ПОРОДЫ)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
12

13. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

ПО АНАЛОГИИ С Kд
Еда =2.3[RT/F ](Nк –Nа)lg(C 1/C2)
Еда = Kдаlg(C 1/C2)
Kда = 2.3(RT/F)[(u – v)/(u + v)]
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
13

14. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

СПОСОБНОСТЬ ПОРОДЫ
ВЫЗЫВАТЬ ОТЛИЧИЕ
ДИФФУЗИОННОАДСОРБЦИОННОЙ Э.Д.С.
НАЗЫВАЕТСЯ
ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННОЙ
АКТИВНОСТЬЮ
Ада =Кда – Кд
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
14

15. РАСЧЕТ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ

Ада = Кда- Кд =
= (Еда – Ед)/ lg(C 1/C2);
Измеренная Е*да = Еда +Еэл (электродная
разность потенциалов)
lg(C 1/C2) =lg(ρ2/ρ1)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
15

16. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
16

17. ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
17

18. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Зависимость
диффузионноадсорбционной
активности Ада от
относительной
глинистости ηгл.
1 - экспериментальные точки;
2 – линия регрессии для
С1=0,3н NaCl; 3 – для С1=3н
NaCl.
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
18

19. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Зависимость
диффузионноадсорбционной
активности Ада песчаноглинистых коллекторов от
коэффициента
пористости Кп
1 – железисто-сидеритовый
цемент; 2 – глинистосерицитовый цемент; 3 опалово-халцедоновый цемент
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
19

20. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Зависимости
диффузионноадсорбционной
активности Ада
от параметра
пористости Рп (а)
и
поверхностной
проводимости Пп
(б).
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
20

21. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВЯЗИ

Зависимость между
диффузионноадсорбционной
активностью Ада и
коэффициентом
проницаемости Кпр.
Песчаноалевролитовые
породы
(Краснодарский
край)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
21

22. ТЕМПЕРАТУРНАЯ ПОПРАВКИ В Ада

Номограммы для
внесения
температурных
поправок в Ксп, Кда,
Кд, Ада и
определения аt
при температуре
породы или
раствора
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
22

23. ФИЛЬТРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

УСЛОВИЯ:
Фильтрация жидкости через капилляр(ы)
возникает фильтрационная э.д.с. Еф
Уравнение Гельмгольца:
Еф = εζρвΔр/4πμ,
где ε диэлектрическая проницаемость, ζ- дзетапотенциал ДЭС, ρв и μ- удельное сопротивление и
вязкость фильтрующейся жидкости; Δр – перепад
давления между концами капилляра.
Еф = АфΔр
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
23

24. ФИЛЬТРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Аф – фильтрационная
электрохимическая активность
– способность пористой среды, в
частности, образца горной породы
создавать разность потенциалов
течения при фильтрации жидкости
через образец
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
24

25. ФИЛЬТРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Зависимость
потенциала –Uф
фильтрации от
дзета- потенциала
ζ породы
(по М.А.Белякову)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
25

26. ФИЛЬТРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Зависимость
–U/p = =f(ρв)
(по М.А.Белякову)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
26

27. ФИЛЬТРАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ

Зависимость потенциалов
фильтрации от
коэффициента
проницаемости при
продавливании через
образец раствора NaCl (а)
и необработанного
глинистого раствора (б)
(по М.А.Белякову)
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
27

28. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Природа потенциалов собственной
поляризации горных пород.
2. Диффузионные и диффузионноадсорбционные потенциалы горных пород.
3. Связь диффузионно-адсорбционной
активности с фильтрационно-емкостными
свойствами горных пород.
4. Фильтрационные потенциалы и их связь с
ФЕС горных пород.
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) на 01.01.2007
Лаборатория физики пласта
28

29.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
internet: www.vniigaz.ru
intranet: www.vniigaz.gazprom.ru
e-mail: [email protected]
телефон: (+7 495) 355-92-06
Состояние разработки
Мыльджинского газоконденсатнонефтяного месторождения (Томской области) факс:
на 01.01.2007
(+7 495) 399-32-63
Лабораторияфизики
физикипласта
пласта
Лаборатория
29