Zastosowanie metody magnetycznego rezonansu jądrowego do jakościowej oceny zwilżalności skał

Abstract

Znajomość zwilżalności skał jest bardzo istotna, gdyż zjawisko to wpływa na ważne właściwości złoża, takie jak: nasycenie resztkowe ropą, względna przepuszczalność i ciśnienie kapilarne. Zrozumienie zwilżalności złoża ma kluczowe znaczenie dla określenia najbardziej efektywnych sposobów wydobycia ropy naftowej. W artykule przedstawiono metodę jakościowej oceny rodzaju zwilżalności skał, w której zasadniczą rolę odgrywają pomiary magnetycznego rezonansu jądrowego. Wykorzystuje się tutaj zróżnicowanie czasów relaksacji podłużnej T1, uwarunkowane rozkładem płynów w skale. Wykonanie badań wymagało użycia jednorodnego materiału skalnego. Badania zostały przeprowadzone na dwóch seriach próbek pobranych z dwóch bloków piaskowca: A (piaskowiec szydłowiecki biały) i B (piaskowiec szydłowiecki czerwony). Obydwa piaskowce charakteryzują się dużą jednorodnością, co potwierdzono pomiarami gęstości właściwej, gęstości objętościowej, porowatości helowej oraz badaniami na porozymetrze rtęciowym. Wykonano również standardowe pomiary czasów relaksacji poprzecznej T2 oraz wyznaczono skład mineralny dla reprezentatywnej próbki z piaskowca A i piaskowca B. Piaskowce te cechuje różny typ zwilżalności, co potwierdzono pomiarami współczynnika zwilżalności n standardową metodą elektryczną. W badaniach zastosowano dwa rodzaje płynów złożowych: solankę o mineralizacji 50 g/l oraz ropę naftową. W przypadku badania oddziaływania piaskowców z ropą naftową użyto dwóch rodzajów ropy o różnej lepkości dynamicznej: 7,43 mPa · s i 1,12 mPa · s. Skały nasycone ropą były przechowywane przez kilka dni w temperaturze około 65°C celem doprowadzenia ich do stanu zwilżenia ropą. Pomiary czasu relaksacji podłużnej T1 wykonano zarówno dla obu serii próbek skał, jak też dla zastosowanych płynów złożowych. Skały badano w stanie pełnego nasycenia, w stanie resztkowego nasycenia oraz po nasiąkaniu (ang. imbibition). Wykonane badania wykazały, że dystrybucja czasów relaksacji podłużnej T1 dobrze obrazuje rozkłady wody i ropy w skałach i może być wykorzystana do jakościowego opisu rodzaju zwilżalności.