Ćwiczenie nr 2

OKREŚLANIE WSPÓŁCZYNNIKA POROWATOŚCI SKAŁ

MARCIN DUDZIŃSKI

GRZEGORZ SZAJNA

Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu

Rok III

Specjalność: gazownictwo

1.Wstęp teoretyczny

Jednych z głównych cech jakościowych skał jest jej porowatość. Porowatość skał jest to całkowita ilość pustek, wolnych przestrzeni w obrębie skały. Wyrażeniem ilościowym tejże cechy jest współczynnik porowatości K.

Z punktu widzenia kształtów porów dzielimy je na:

1. stereo pory - posiadające jednakowe rozmiary w trzech kierunkach;

2. pory kanalikowe - posiadające jednakowe małe rozmiary w dwóch kierunkach, a trzeci dłuższy;

3. szczeliny - posiadające jeden mały rozmiar i dwa duże.

Z punktu widzenia rozmiarów porów dzielimy je na:

1. ponadkapilarne

2. kapilarne

3. subkapilarne

Z punktu widzenia łączności między porami wyróżniamy:

1. pory odkryte (otwarte );

2. pory zamknięte ( zakryte ).

Z punktu widzenia łączności między porami przepływu płynów przez skały ropo- gazonośne wyróżnia się następujące rodzaje i współczynniki porowatości;

1. całkowita - ogólna - pełna;

2. odkryta - otwarta - nasycenia;

3. efektywna - użyteczna statyczna;

4. dynamiczna - efektywna dynamiczna - użyteczna dynamiczna.

Ad.1. Współczynnik porowatości całkowitej - charakteryzuje się objętością wszystkich porów w skale:

Ad.2. Współczynnik porowatości odkrytej charakteryzuje się objętością porów, które mogą zapełniać się płynem złożowym przy nasyceniu suchej skały pod ciśnieniem lub też w próżni:

Ad.3. Współczynnik porowatości efektywnej statycznej charakteryzuje się użyteczną pojemnością skały wyłączając z tego objętość zajętą przez wodę fizycznie związaną:

Ad.4. Współczynnik porowatości efektywnej dynamicznej charakteryzuje część objętości porowej skały w której przy zadanym gradiencie ciśnienia maże nastąpić przepływ - względnie objętość skały w której może wędrować płyn:

2.Opis metody.

W naszym doświadczeniu mamy za zadanie określić współczynnik porowatości efektywnej skał. Jest to ćwiczenie które składa się z kilku czynności. Po pierwsze należy zważyć próbki skalne suche w powietrzu, następnie nasycamy je wodą , co jest procesem dwustopniowym. Zanurzone w wodzie próbki wkładamy do komory ciśnień i za pomocą pompy próżniowej wysysamy z przestrzeni porowej powietrze, które następnie po wyłączeniu pompy zastępowane jest wodą. Po odczekaniu około 20 minut ważymy nasycone próbki najpierw w powietrzu, a następnie w wodzie. Otrzymane wyniki podstawiamy do wzoru i dokonujemy kolejnych obliczeń związanych z doświadczeniem.

gdzie: m₁ - masa próbki suchej w powietrzu;

m₂ - masa próbki nasyconej w powietrzu;

m₃ - masa próbki nasyconej w wodzie;

K_p - współczynnik porowatości

3. Obliczenia

Współczynnik porowatości - K_p

Błąd pomiaru - σ_K

Lp.	Symbol próbki	masa m1	masa m2	masa m3	Współczynnik Kp	Błąd pomiaru σK
1.	1X	68,8	78,4	42,2	0,26	0,0287
2.	2X	77,6	88,8	47,6	0,27	0,0250
3.	3X	55,2	69,4	36,8	0,43	0,0298
4.	4X	22,2	25,2	14,6	0,28	0,1080
5.	3P	61,4	62,2	38,4	0,034	0,0567

ΔG=0,2g

Z otrzymanych wyników możemy na wstępie do dalszych obliczeń odrzucić czwarty pomiar. Mimo że próbka pochodzi z tej samej skały co pozostałe trzy pierwsze to wynik współczynnika jaki otrzymaliśmy odbiega znacznie od pozostałych wyników, i nie można brać go pod uwagę. Również i piąty wynik odrzucamy, gdyż próbka pochodzi z innej skały niż pozostałe.

Do oszacowania dalszych wyników wykorzystujemy metodę średniej ważonej, gdyż:

a.)uśredniamy wyniki

- waga równa się:

• 
  średnia ważona jest równa:

• błąd bezwzględny średniej ważonej wynosi:

Lp.	xi	wi	xi • wi	x	xi-x	(xi-x)^2
1	0,26	1214,04	315,65	0,266	-0,006	0,000036
2	0,27	1600	432		0,004	0,000016
3	0,28	85,73	24,00		0,014	0,000196
Suma		2899,77	771,65

Δx = 0,0038

- błąd względny średniej ważonej:

Δx_w = 0,0143

4.Wnioski:

Wyniki współczynników porowatości wyszły w dość rozsądnych granicach dla próbki skalnej o oznaczeniu X. Błąd lub też odchyłka od reszty stanowi jeden wynik który nie został wzięty pod uwagę przy dalszych rozważaniach, a który wskazywał dwukrotnie większą wartość. Do obliczeń nie została wzięta pod uwagę również próbka o symbolu P, co jest dość zrozumiałe, gdyż pochodziła ona z innej skały.

Jeżeli chodzi o dokładność wykorzystanej przez nas metody , do obliczania to jest ona jak na warunki laboratoryjne w miarę dokładna, lecz nie można ostatecznie ustrzec się błędów w pomiarach, a następnie przy wykonywaniu rachunków.

---