جزوه درس آزمایشگاه خواص سنگ مخزن

درس آزمايشگاه خواص سنگ

ويرايش سوم

درس آزمايشگاه خواص سنگويرايش سوم

آشنايي با دوره.1اهداف آموزشي.2روش تدريس و ارزشيابي كالسي.3هاي مصوب مروري بر سرفصل.4منابع مورد استفاده.5طرح درس.6ارتباطات.7

روش تدريستعامل استاد و دانشجو و مشاركت دانشجويانمسئوليت پذيري دانشجويان در امر يادگيري ايجاد محيط آموزشي چالشيتسهيل يادگيري و نقش حمايتيآموزش نكات كاربرديلزوم رعايت سكوت و عدم ايجاد اختالل در نظم كالس

8)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

روش مطالعه پيشنهاديهمراهي با كالسمطالعه مستمرهاي كالسي مشاركت در بحثپيش مطالعه و پس مطالعه مطالب ارائه شدهاستفاده از منابع مطالعاتي كمكي


اهداف اصلي )هاي مورد انتظار حداقل مهارت(هاي مصوب وزارت علوم آموزش كامل سرفصل


)ها ساير مهارت(اهداف جانبي هاي ارتباطاتي تقويت مهارت

برقراري ارتباط صحيح و موثر مسئوليت پذيري اخالقي و

تخصصيتوانايي كار در محيط جمعيهاي آموزشي مهارت

مند انجام تحقيق نظامارائه گزارشاتهاي مديريتي مهارت

مديريت پروژه

مديريت زماناي دانش رايانه

يادگيري نحوه استفاده ازهاي هاي نوين و ابزار فناوري

مهندسي پيشرفته


)ها سخنراني(هاي كالسي ارائه نحوه برگزاري جلسات

بندي و تفكيك و سازماندهي مطالب بخشاستراحت بين كالسيدهي مفاهيم تئوري و عملي پوششحجم كل محتواي مورد آموزش

100-200 برگهبندي زمان

،مرور جلسه قبلآموزش محتواي جديدحضور و غياباستراحت


. . . )پروژه، تمارين و(ها ارزشيابيمبناي ارزشيابي كالسي

امتحان پايان ترم)جزوه بسته( نمره نهايي% 70حداقلحضور و غياب

نمره اضافي 3-2حدودفعاليت كالسي

هاي كالسي پروژهتمارين

Last session (Review)

Session Outlook

Presentation ABreak Time

Presentation B

Next Session Topics

Roll Call


قالب تحويل گزارشاتبندي و دستورالعمل خواسته شده رعايت قالبذكر مشخصات مورد نيازبندي رعايت زمان


سرفصل آزمايشگاه خواص سنگ مخزن)مصوب وزارت علوم(گيري مغزه

هاي مغزه برداري روشهاي مغزه آزمايشهاي سنگي نگه داري و آناليز مغزه

تخلخلآزمايشگاهي تخلخلگيرياندازهازاستفادهباو فرجخللتوزيعتعيين

تراواييمطلق تراواييآزمايشگاهيگيرياندازه

)مايع +گاز(

اشباعاشباعتعيينهاي آزمايشگاهي روش

مخزنسنگمعايببيانبيان مزاياهاي اشباع دادهاعتبارارزيابي

تراكم پذيريپذيريتراكمگيري آزمايشگاهياندازه

خواص الكتريكيمقاومتضريبآزمايشگاهيگيرياندازه

سازندالكتريكي


سرفصل آزمايشگاه خواص سنگ مخزن)ادامه) (مصوب وزارت علوم(فشار مويين

گيرياندازههاي آزمايشگاهي روشمويينگي، فشارمويينگي، فشارهاي منحني ويژگيفشار هاي آزمايشگاهي دادهتبديل

ميدان، دراستفادهجهتمويينگيبامويينگيفشارمتوسطتعيين

، Jرابطهازاستفادهبا عمقنفتاشباعميزانتعيين

مويينگي، فشارمنحنيمتوسطمويينگيفشاررياضيرابطهتوسعه

سانترفيوژ، آزمايشدر

تراوايي دو فازي و جابجايي سيالگيرياندازههاي آزمايشگاهي روش

نسبيتراوايي)غير يكنواختويكنواختروش (هاي فشار دادهازنسبيتراواييتعيين

مويينگي، تراواييگيرياندازهبرموثرعوامل

نسبي، هاي تراوايي دادهدرها خاص ويژگي

نسبي، ونسبيهاي تراوايي دادهارزيابي

، Coreyهاي رابطه توانتعييندرنسبيهاي تراوايي دادهاهميت

فازيهاي محاسبه سيستم


سرفصل آزمايشگاه خواص سنگ مخزن)ادامه) (مصوب وزارت علوم(هاي جريان سياالت در محيط

متخلخلده مطالعه جريان سياالت با استفا

هاي ساده الكتريكي و از مدلزنالكتروليتي در شبيه سازي مخ

ناهمگني(Heterogeneity) مخازن دراهميتتعريف

سطحي، ناهمگنيعمقي، ناهمگني

سازي ناهمگنيكميوپارسونرهاي دايكسترا روشاز

لورنز

ترشوندگي وسطحيكششترشوندگي، گيرياندازههاي شاخص آموت روش

، USBMوهارويآموت

تماسزاويهو


منابع پيشنهادي وزارت علوممنابعي ارايه نشده است .


منابع امتحانيهاي كالسي ارائه

منابع معرفي شده در كالس


تعامالتهاي توصيه شده روش

هاي مالقات حضوري در زمانها استراحت و فاصله بين كالس

ارسال رايانامهها پاسخگويي به تمامي درخواست ،صبر در دريافت جواب

بين چند(زمان معقول پاسخگويي )دقيقه تا كمتر از يك هفته

رعايت آداب ارسال ايميلاختصار، پرهيز از فينگليش، •

انتخاب عنوان و محتواي مناسب، ثبت مشخصات فردي، ارسال

ايميل به آدرس مربوطه

هاي زير پرهيز از روش :مالقات حضوري بدون هماهنگي

هماهنگي از طريق ارسال رايانامه علي (برقراري تماس تلفني

)الخصوص در ساعات غير اداريارسال پيامك ارسال پيام فوري بصورت چت در

هاي هاي اجتماعي، شبكه شبكه. . . تلفن همراه و


سواالت شايعبرگزاري جلسات

برگزاري تمامي جلساتموضوعات قابل بررسي

هاي مرتبط با دروس ترم پرسشجاري اينجانب

امور مطالعاتي و تحقيقاتيها و نگارش مقاالت براي همايش

هاي بين المللي كنفرانسنامه كارشناسي راهنمايي پايان

تحت راهنمايي اينجانب

موضوعات غير قابل بررسيهاي مربوط به ساير دروس پرسشمشاوره كنكور كارشناسي ارشد اخذ كارآموزيبرگزاري كالس خصوصيسواالت و مسائل آموزشييطرح مشكالت شخصي و خانوادگ


شركت هاي فعال داخلي و بينالمللي

ايراني توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي(پتروامرتات( توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي(پترو اهورا( توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي(پترو آزما( توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي(ازدياد برداشت فارسي(خارجي

فرانسوي و توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي(وينسي(


ابيشبكه هاي تخصصي كاري بين المللي

شبكه اجتماعي ليكنداينLinkedin.com ايران تلنت

www.irantalent.com


نرم افزارهاي مرتبط


هاي كالسي و محتواي اين درس پوشه ارائه.1)94بهار -آزمايشگاه خواص سنگ(

1. http: //1drv. ms/1yr4t2fپوشه منابع آزمايشگاه خواص سنگ.2

1. http: //1drv. ms/1Eu9la4)يهاي كالس ارائه(هاي آكادميك دروس مختلف كليه فايل.3

1. http: //1drv. ms/14bFKClمنابع ديجيتالي دروس مختلف.4

1. http: //1drv. ms/1vbqbzV

انواع سنگ ها سنگ

اجتماعي از يك يا چند كاني است .انواع سنگ ها

،آذرينigneousناشي از مواد مذاب و ماگما

دروني :intrusiveسرد شدن داخل زمين

گرانيت، گابرو: مثالبيروني :extrusive

، سرد شدن در خارج كوه آتشفشانيبازالت، زيوليت: مثال

دگرگونيmetamorphicهاي ناشي از تغيير شكل سنگ

يزيكي قبلي به علت تغيير شرايط فو يا شيميايي هستند) دما-فشار(

. آيند در حالت جامد به وجود مي ،دگرگوني مجاورتي

Contact metamorphismدر تماس با آذرين دروني است

دگرگوني ناحيه ايRegional metamorphism، dynamic metamorphism

ا ب(آيد در گستره زيادي به وجود مي)تدفين در اعماق زمين


نمونه سنگ آذرينآذرين درونيآذرين بيروني


)ادامه(ها انواع سنگ ،رسوبيsedimentary rocks

بر اثر ته نشين شدن مواد موجود آب )ريگ، شن(به وجود مي آيد

تقريبا تمام سطح قاره ها اهميت باال به خاطر سنگ منشا و

سنگ مخزن بودنيباتتقسيم بندي بنابر منشا و ترك

رسوبات سيليسي تخريبي و •: Clasticآواري،

ها و ناشي از تخريب ساير كانيهاي ديگر حين انتقال با سنگ

: تقسيم بندي. سيال متحركo ،كنگلومراها

Conglomerateso ،برش هاbreccias

o ،ماسه سنگ هاSandstones

o ،گل سنگ هاMudrocks شامل شيل ها

ي و رسوبات بيوژنيك، بيوشيمياي• :Biochemicalآلي،

رسوب گذاري جانوري و گياهيo ،سنگ هاي آهكي

limestoneoچرت هاoذغال و شيل نفتي

: رسوبات شيميايي•oتبخيري هاoسنگ هاي آهن دار

)آذر آواري(ساير رسوبات •


نمونه سنگ دگرگونيدگرگوني مجاورتيدگرگوني ناحيه اي


نمونه سنگ رسوبي، رسوبات سيليسي تخريبي و آواري،

كنگلومرا و برش هاها و گل سنگ ها ماسه سنگ


، نمونه سنگ رسوبي، رسوبات بيوژنيكبيوشيميايي و آلي، شيميايي

هاي آهك، شيل نفتي سنگهاي تبخيري و سايرين سنگ


هاي شكل دهنده سنگ ها مروري بر كانيها خواص فيزيكي و شيميايي سنگ

. ها است هاي آن نتيجه تركيب كانييعي كاني، مواد غير آلي تبلور يافته طب

است با خواص فيزيكي و شيمياييا كه ممكن است ثابت باشد ي(مشخص

در محدوده خاصي تغيير كندهاي تشكيل دهنده مورد توجه كاني

: مهندسي نفت عبارتند از ،سيليكاته هاSilicates

)هاي پوسته زمين فراوان ترين كاني( ،كربناته هاCarbonates ،اكسيدهاOxides ،سولفاته هاSulfates، Sulphates ،سولفيدهاSulfides، Sulphides ،كلرايدهاChlorides


سنگ مخزنسنگ مخزن

د نفت، سنگي است كه قابليت تولي. گاز و آب را داشته باشد

د سنگ براي اقتصادي بودن باي: شرايط زير را داشته باشد

ضخامت كافي گستردگي سطحي فضاي خالي كافي براي داشتن

حجم باالي هيدروكربننگام توانايي توليد با دبي مناسب ه

حفر چاه

رسوبي، آذرين يا (هر سنگبا شرايط ذكر شده ) دگرگوني

ا ه تواند با مهاجرت هيدروكربن مي. سنگ مخزن باشد

ها گرچه اكثر سنگ مخزن. هاي رسوبي اند سنگسنگ (ها ها و كربناته ماسه سنگ

معمول ترين ) ها آهك و دولوميتهاي مخزن اند سنگهر كدام تقريبا نيمي از مخازن •

شوند، نفت دنيا را شامل ميها يك چهارم گرچه كربناته

هاي رسوبي اند سنگ


گنمونه سنگ مخزن نفت از جنس ماسه سن


ناتهنمونه سنگ مخزن نفت از جنس كرب


سنگ مخزن نفتسنگ مخزن نفت

محيط متخلخلي است كه با تراوايي كافي اجازه جريان يافتن

. دهد سيال درون آن را ميها و در حضور سياالتي با چگالي

آب و (هاي متفاوت گرانروي)ها هيدروكربن

حركت سياالت متاثر از نيروهايگرانشي و مويينگي است

پس از تفكيك و جريان سياالت ، اي با تراوايي ها در ناحيه حركت آن

پايين متوقف شده و تله نفتي. گيرد شكل مي

مخزن نفت از منظر زمين شناسي، مجموعه

هاي متخلخل و تراواي حاوي سنگتجمعات هيدروكربوري در شرايط

زير زميني است كه با توجه به نيروهاي موئينه و گرانشي مانع

. شود حركت مي


پتروفيزيكتعريف :

پتروفيزيك دانش مطالعه خواص ها با ها و برهم كنش آن سنگ

ها و گازها، هيدروكربن(سياالت . است) هاي آبي محلولهاي مخزن نفتي بايستي سنگ

متخلخل و تراوا باشند، لذا عمده . ها است تمركز بر آن

خواص پتروفيزيكي سنگ هاتخلخلتراوايي مطلقتراوايي موثر و نسبي اشباع

اشباع آباشباع آب غير قابل كاهشاشباع هيدروكربناشباع نفت باقيماندهفشار مويينگيتر شوندگيحفرات

اندازه حفرهتوزيع اندازه حفرهساختمان حفرهضخامت خالص اليهضريب تراكم پذيري هم دمامساحت سطح مخصوص حفره


هاي ارزيابي سنگ سازند آزمونهاي مورد نياز در ارزيابي خصوصيات سنگ مخزن آزمون

،شستشو و آماده سازي نمونه مغزه با تولوئن ،شستشوي مغزه با گازكربنيكسيال، /اندازه گيري درصد اشباع آب ،اندازه گيري تخلخل با جيوه ،اندازه گيري تراوايي سنگ با گاز ،اندازه گيري مقدار اشعه گاماي طبيعياندازه گيري حجم توده به روش هندسي و تصويربرداري ديجيتال مغزه


1.Peters، Ekwere J. Advanced Petrophysics: Geology، porosity، absolute permeability،

heterogeneity، and geostatistics. Vol. 1. Greenleaf Book Group، 2012.

ريگي شرايط الزم جهت انجام عمليات مغزهزير عمليات مغزه گيري تفاوتهايي با حفاري معمولي دارد كه به قرار

: باشد ميليات گردش چاه قبل از عمليات مغزه گيري بايستي پاكيزه باشد، بنابراين با عم

ي انجام نماييم و بعد مغزه گير گل، قبل از عمليات مغزه گيري چاه را پاكيزه مي. شود مي عمليات مغزه گيري به تعداد كمتريDrill collar اغلب دو عدد . احتياج دارد

DC بايد چون مغزه بسيار حساس و شكننده است. گيرد مورد استفاده قرار مي. عمليات بسيار با دقت و ماليمت انجام گيرد

زماني كهCore barrel رسد چاه بايد پاكيزه باشد به ته چاه مي .باشد در زمان مغزه گيري در نظر داشتن پارامترهاي زير ضروري مي :

دور در دقيقه 65تا 50چرخش مته مغزه گيري به ميزان)RPM). وزن روي مته كاهش يابد .سرعت پمپ گل حفاري كاهش يابد .


گيري انواع نمونهاز چاه) مغزه(گيري سنگ انواع نمونه

گيري ته چاهي نمونه(گيري حين حفاري مغزه( ،coring while drilling (bottom hole sample )

گيري از ديواره چاه نمونه(گيري بعد از حفاري مغزه(coring after drilling ( side wall sampling )


گيري از ته چاه نمونهگيري ته چاهي براي تهيه مغزه چگونگي نمونه

: جهت محاسبه خواص پتروفيزيكي آن عمليات حفاري را متوقف كنيم وهاي حفاري را بيرون بكشيم تمام شاخه .ه، گيري تعويض كرد سپس مته مخصوص حفاري را با مته مخصوص نمونه

رار دارد گيري، بالفاصله محفظه مخصوص نگه داشتن نمونه ق بعد از مته مخصوص نمونهدهد كه نمونه گرفته شده را در خود جاي مي

گيري را انجام دوباره تمامي شاخه حفاري را به درون چاه فرستاده و نمونه. دهيم ميهاي حفاري، نمونه از داخل آن خارج شده و پس از باال آوردن تمامي شاخه

به هاي مخصوص قرار گرفته و شود و در جعبه هاي مناسب پيچانده مي پوشش. گردد آزمايشگاه منتقل مي


گيري از ديواره چاه نمونهد گير گيري از ديواره چاه كه غالبا پس از حفاري صورت مي در نمونه

از شود كه نمونه به دليل عدم وجود اطالعات الزم از اليه حفاري شده الزم مي. آن اليه داشته باشيم

دستگاه مورد استفاده در اين روششود و هاي عبور دهنده جريان به درون چاه فرستاده مي بر روي سيم

اصطالحا( gun sampling ) شود كه گفته ميهاي توخالي نصب شده و بر روي آن يك سري گلوله

) چاه ( پس از قرار گرفتن در برابر عمق مورد نظر با كنترل از روي سطح . شود گيري كرده و به سطح منتقل مي به درون سازند پرتاب شده و نمونه

گيري، هاي گرفته شده در اين نوع نمونه نمونهباشد بسيار كوچك بوده كه غالبا معرف خوبي براي خواص اليه مورد نظر نميولي براي ارزيابي جنس سازند مناسب هستند .


دستگاه برش مغزه، Core Cutting saw

و اين دستگاه براي برش طولي. شود ها استفاده ميعرضي مغزه

برخي از اجزا دستگاه :تيغه الماسهمحافظ تيغهموتورسيستم خنك كننده

دانشگاه صنعتي اميركبير شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي72)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

دستگاه برش مغزه Core Slabbing Saw

اينچ 5: حداكثر قطر مغزهحداكثر طول مغزه :

680 ميلي مترزه اين وسيله به منظور برش مغ

در ابعاد مشخص و با مقاطع . رود كامالً صاف بكار مي

ه اي طراحي شد دستگاه به گونهاست كه مغزه در حين برش حركت نداشته باشد و نيروي تا وارد بر آن نيز يكنواخت باشد

. مغزه در حين برش ترك برنداردانستيتو مهندسي نفت دانشگاه تهران


هاي برش مغزه ساير ارهاره تراش مغزه بصورت شعاعيRadial core slabbing

saw

اره تراش خودكار مغزهAutomated core

slabbing saw

شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي74)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

Plugging Machineدستگاه پالگ گيري،

اين دستگاهز گيري ا براي نمونه

ها مغزههاي در اندازه

مختلف با توجه به قطر و

عمق مته مورد نياز، به كار

. رود مي

مشخصات دستگاه قطر داخلي مته

: گيري مغزه يك، يك و نيم و

دو اينچحداكثر عمق مغزه :

5 ،12,7اينچ سانتي متر

خنك كننده :آب و روغنسرعت حفر :

قابل تنظيم

گاهيدانشگاه صنعتي اميركبير و شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايش


گير هاي دستگاه مغزه ساير نمونهماشين پالگ گيري خودكار

Automated plugging machine

انستيتو مهندسي نفت دانشگاه تهران شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي76)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

Plug Parallelاره مرتب سازي پالگ ها، Dressing Machine (Trim Saw)

براي برش مغزه در ابعاد مشخص و با دو انتهاي كامال موازي

هاي حاصل از دو انتهاي نمونهدكن گير پيرايش مي دستگاه مغزه

اينچ 2: حداكثر قطر مغزهاينچ 3: حداكثر طول مغزه

هاي اره كيفيت باالي تيغههاي مغزه در منجر به دقت زياد لبه

پنج صدم(حدود دو هزارم ميلي متر . شود مي) ميلي متر

اجزايي مرتبط با رطوبت از جنس . شود فوالد ضد زنگ ساخته مي

دانشگاه صنعتي اميركبير77)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

نمونه ديگري از اره مرتب سازيTrimming / End Face

GrinderTrim saw


دستگاه صيقل دهنده مغزهEnd face Grinder

هاي حاصل از دستگاه اگر مغزه برش موازي مغزه براي آزمايشي

خاص مورد نياز باشد، اي كه ابعاد دقيق مغزه به گونه

بسيار اثرگذار باشد، در اين ها با دقت زياد به دستگاه مغزه

شوند ابعاد مشخص درآورده مياينچ 0,001: دقتاينچ 2: حداكثر قطر مغزه

انستيتو مهندسي نفت دانشگاه تهران79)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

دستگاه سنگ زني و پرداخت نمونه، End Face Grinder Machine

زماني كه هندسه نمونه برايآزمون پيشرفته خواص سنگ

بحراني باشد، براي ايجاد سطحي صاف و وجوه

. شود موازي از آن استفاده مياجزا دستگاه :

،نگه دارنده مغزهپوشش دستگاهسامانه خنك كنندهچرخ تيغه الماسه

گاهيدانشگاه صنعتي اميركبير، شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايش


غزههاي صيقل زني و پرداخت م ساير دستگاهصيقل زن تمام مغزه

Full size core endface grinder

شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي81)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

هاي نامستحكم، سامانه نصب مغزهUnconsolidated core mounting system

هاي اين سامانه مغزهكم شكننده و نامستح

هاي را داخل لولهتفلن انقباضي

heatحرارتي، shrinkable

Teflon tubing داراي دو صفحه

انتهايي مستحكم . كند مي

مشخصات دستگاه1,5و 1: قطر مغزه

اينچ2تا : طول مغزه

اينچ

شركت وينچي، توليد كننده تجهيزات آزمايشگاهي


استخراج گر سوكسلهSoxhlet extractor

براي انحالل واستخراج نفت و آب نمك از نمونه سنگ

مغزه به كمك حالل . شود استفاده مي

ميزان تميز شدننمونه از روي رنگ

حاللي كه بطور پيوسته از سيفون

كند عبور مي. شود مشخص مي

مشخصات دستگاهبراي پالگ مغزه

قطر مغزه : اينچ 1,5تاطول مغزه :

اينچ 4تا

براي تمام مغزهقطر مغزه :

اينچ 4تاطول مغزه :

اينچ 6تا



دستگاه تقطير بازيافت حالل، Recovery still for solvent

از اين ابزار براي بازيافت حالل تميز

از حالل ) تولوئن(ب كثيف حاوي تركينفت خام و حالل

. شود استفاده مياساس كار دستگاه

تقطير جزئي، fractional distillation با

استفاده از اختالف دماي نقطه جوش

ل سيال نفتي و حال. باشد ميدستگاه شامل يك

ديگ بخار عايق كاري شده مجهز به

گرم كن در پايين آن به همراه يك ده مبرد استفاده كنن

. باشد از آب مي95: بازيافت%5تا 3: زمان الزم

30ساعت براي ليتر



ربن دستگاه شوينده با حالل و دي اكسيد كCO2/Solvent core cleaner

10000: فشار حالل200: فشار دي اكسيد كربنت تميز سازي مغزه از نف: كاربرد

و گل حفاري مقداري گازCO2 در حالل حل

شده و با سيستم تحت فشار . كند مغزه را احاطه مي

حالل داخل مغزه با نفت تركيب شده و كاهش فشار به فشار

اتمسفريك، باعث خارج شدن . گردد نفت باقيمانده از مغزه مي


ربن دستگاه شوينده با حالل و دي اكسيد كCO2/Solvent core cleaner )ادامه(

ده اين مراحل چندين بار تكرار شها تميز و مغزه از هيدروكربن

. گردد ميده تولوئن مصرف شده بازيافت ش

و مجددا به مخزن حالل تميز باز . گردد مي


استخراج گر گريز از مركز، Centrifugal extractor

اين ابزار حالل تميز و گرم را از به نمونه stillيك تقطير كننده،

. پاشد مغزه مي نيروي گريز از مركز باعث

ها شود تا حالل داخل نمونه ميرا ) و آب(جريان يابد و نفت

. جابجا و استخراج نمايدسرعت گردشي بر حسب تراوايي

. شود و استحكام مغزه انتخاب ميها قابل استفاده است اكثر حالل .

مشخصات :اينچ 3و 2تا : قطر و طول مغزه


تميز كننده مغزه با جريان داخلي، Flow through core cleaner

ز ابزاري سريع و كارا براي تميسازي مغزه و استخراج

هاي سنگ ها و نمك هيدروكربني مخزن بر مبناي جابجايي متواليك يا چند حالل در فشار و

. دماي متوسط است تابعيت فشار مورد استفاده از

تراوايي مغزهپام 1000: حداكثر فشاراينچ 1,5: قطر مغزهاينچ 3تا : طول مغزه


Drying Ovensهاي خشك كن، كوره مغزه هايي كه با استفاده از

حالل شسته شده اند يا در ه، دستگاه استخراج سيال از مغز

Dean Stark سيال از آنهااستخراج شده است،

جهت انجام آزمايشات ديگر در. شوند ها خشك مي اين كوره

ليتر 108و 53: ظرفيت220: حداكثر دما


ساير خشك كن ها ،كوره خشك كن تحت رطوبت

Humidity drying oven ،كوره خشك كن تحت خال

Vacuum drying oven


)ادامه(ها ساير خشك كن ،كوره خشك كن با هوا

Air forced drying oven ،دسيكاتور خال گرم شده

Heated vacuum dessicator


اشباع گر ها ،اشباع گر دستي

Manual saturator اشباع گر خودكار

Automated saturator


اشباع گر مغزه بارگران، Overburden core saturator جهت اشباع نمونه

هاي تميز و مغزه كثيف تحت فشار

بارگرانقطر مغزه :

1 اينچ 1,5وطول مغزه :

اينچ 12تا


تجهيزات مربوطه ،جعبه ماورا بنفش

Ultra violet boxميكروسكوپ دو چشمي

Stereomicroscope


Core washing، شستشوي نمونهزمايش شستشوي سنگ يكي از اعمال ابتدايي و مهم است كه قبل از آ

. بايد روي سنگ انجام گيردچه ( ها از يك نمونه در آزمايشگاه به علت محدود بودن نمونه

شود چندين بار استفاده مي )مصنوعي و چه طبيعيوده به شود سنگ آل بديهي است كه وقتي يك آزمايش بر روي سنگ انجام مي

بايد شود كه براي استفاده دوباره از سنگ مواد هيدروكربني من جمله نفت مي. نمونه كامال از اين مواد پاك و خشك شود

از نمونه تميز شده براي آزمايشات مختلف از جمله اندازه گيري تخلخل و . شود تراوايي استفاده مي


مواد الزم براي انجام آزمايشمغزه آلوده نفتيحالل مناسب

ها حتي براي آسفالتن(تولوئن(نزن هم توان از تترا كلريد كربن يا ب در صورت عدم دسترسي به تولوئن مي

. استفاده كردگرچه بنزن سميت بااليي دارد .

دستگاه سوكسله


tolueneتولوئن، در آب انحالل ناپذير مواد آلي زيادي را در خود

كند حل مي به عنوان حالل خيلي

رود بيشتر از بنزن بكار مي زيرا سميت كمتري دارد فرمول شيميايي آن

C6H5CH3 مي باشدآيوپاك: (ساير نام ها(

نمتيل بنزن يا فنيل متا مايعي صاف و نامحلول در

آب با بويي شبيه بوي تينرهاي رنگ معمولي

. استهاي از هيدروكربن

آروماتيك است و به مقدار زيادي در قطران

.زغال سنگ يافت مي شود مايعي بي رنگ و آتش گير است وبه عنوان حالل در صنايعي

چون رنگ و رزين كاربرد . دارد110٫6: نقطه جوش °C غلظت مجاز براي محيط

ppm200كار حجم مورد نياز :

400 سي سي


soxhletشرح و شكل دستگاه سوكسله، اجزا دستگاه :

،گرم كننده برقي electro mantel : فراهم سازي

گرماي الزم براي تبخير حالل

ئن تولو: بالن ته گردالزم براي اين

آزمايش را در اين بالن ته گرد قرار

. دهند مي500 سي سي

انگشتانهThimble:

محفظه نگهدارندهها نمونه

كندانسور(مبرد :( داراي شير ورودي

و خروجي آب براي ميعان

بخارات تولوئن رود بكار مي


دستگاه سوكسله


ا نمونه واقعي آزمايش شستشوي مغزه باستفاده از دستگاه سوكسله


شرح انجام آزمايش ،ابتدا چند نمونه كثيفdirty

sample كه حاوي نفت خاماده باشند را داخل انگشتانه قرار د

و قطعات سوكسله را به هم وصل كرده و

،با روشن كردن گرم كنندهگرماي الزم براي تبخير حالل

را فراهم ) درجه 110براي تولوئن (. كنيم ميه بخارات تولوئن پس از برخورد ب

مبرد كه باالي انگشتانه استهاي ميعان شده و بر روي نمونه

ريزد كثيف ميدر مبرد آب سرد در گردش استفت اختالف غلظت بين تولوئن و ن

شود كه نفت خام خام سبب مي. در تولوئن حل شود


شرح انجام آزمايش ا كشد ت دقيقه طول مي 20حدودا

ها را تولوئن كامالً روي نمونهشكل لوله ∩بپوشاند و به قسمت

سيفون برسد، در اين هنگام بخاطر ايجاد فشار

مكش عمل سيفون اتفاق افتاده ه اين عمل را چندين بار تكرار كرد

تا نمونه كامال تميز شود و براي .انجام آزمايشات بعدي آماده باشد

عالمت تميزي نمونه آن است كهگ و رنگ تولوئن در انگشتانه كم رن

. روشن باشد

ها تولوئن موجود در قسمت نمونه(). تميز باشد

مدت زمان پاكسازي به عوامليچون غلظت مواد هيدروكربني داخل حفرات و تراوايي سنگ

. بستگي دارده مواد تولوئني كه به بالن برگشت ب

آلي آلوده است اما براي، تكرار آزمايش قابل استفاده است زيرا

درجه ي جوش مواد در بالن بسيار شده باال است و تولوئن زودتر تبخيرننده و فقط تولوئن به درون تقطير ك

يابد انتقال مي


مسير حركت تولوئنهاي حاوي نفت نمونه

را در نگهدارنده قرار دهيم ميتولوئن

،با گرم شدن توسطElectromantle

شود و تبخير مي ،به كندانسور خورده

ميعان شده و وارد محفظه

هاي نگهدارنده نمونهشود و لذا نفتي مي

قطرات نفت داخل نمونه در آن حل شده

ن پس از رسيدن تولوئشكل، ∩به قسمت

تولوئن به همراه ده سياالت نفتي حل ش

در آن، دوباره به بالن محتوي تولوئن بر

گردد مي اين عمل چندين بار

نه گردد تا نمو تكرار مي. كامال تميز شود


مالحظات ه حالل به مرور زمان به سيال آلود

شود و در نتيجه غلظت حالل ميزياد شده

سيكل كه با توجه به اختالفر كند ب غلظت حالل و سيال كار مي

شود كه اثر اين عامل تكرار نميرا از براي رفع اين نقيصه بايد بالن

. ردحالل تازه و استفاده نشده پر ك فشار (اختالف فشار

)هيدرواستاتيك عاملي است كه باعث حركت

ها در نمونه شده و سيال ،انجام اين آزمايش

هاي الزم براي انجام برخي نمونهآزمايشات از قبيل

Resaturation تعيين حجم فضاي خالي، تعيين تخلخلو . . .ا هاي تميز دارد ر كه نياز به نمونه

. دهد در اختيار ما قرار مي


1.Amyx، James W.، Daniel M. Bass، and Robert L. Whiting. Petroleum reservoir engineering:

physical properties. Vol. 1. McGraw‐Hill College، 1960.

اشباع سياالتا در مخازن نفت و گاز، همواره بيش از يك فاز سيال فضاي حفرات ر

. كند اشغال ميكند در مخزن نفت، نفت و آب فضاي حفره را اشغال مي .كند در مخزن گازي، گاز و آب فضاي حفره را اشغال مي .فره تواند فضاي ح اي خاص در توليد مخزن نفتي، نفت، آب و گاز مي در نقطه

. را اشغال كندضروري است كه مقدار هر كدام از اين سياالت مشخص باشد .

ره خاصيت پتروفيزيكي كه مقدار هر كدام از اين سياالت را در فضاي حف. كند، اشباع سيال نام دارد مشخص مي

ده اشباع سيال كسري از فضاي اشباع شده است كه توسط يك فاز سيال اشغال ش


هاي اندازه گيري اشباع روشزن هاي مخ دو روش براي تعيين اشباع سياالت بصورت درجا در سنگ

. نفت و گاز وجود داردها است روش مستقيم، اندازه گيري اشباع سياالت از مغزه .

،روش تقطيرRetort با استفاده از دين استارك، (استخراج به كمك حاللDean Stark(ت كه روش غير مستقيم، اندازه گيري برخي خواص فيزيكي ديگر سنگ اس

. مرتبط با اشباع سياالت هستندهاي فشاري هاي الكتريكي، اندازه گيري استفاده از نگاره: مانند


شرح ابزار تقطير ريتورتالمنت حرارتي :

كند و انرژي الكتريكي را به حرارتي تبديل ميده اي پيچي داراي سيم پيچي است كه دور آجر نسوز استوانه

شده و آجر نسوز از داخل خالي بوده و مغزه نگه دار درون آن يابد قرار گرفته، حرارت از سيم پيچ تا مغزه نگه دار انتقال مي

ش به المنت از يك پوسته فلزي تشكيل شده كه ضمن آزماي. شود دليل دماي باال داغ مي

،مغزه نگه دارCore holder :محل نگهداري نمونه است .

ي شود تا بخارات از باال از باال توسط در پوش كامال مسدود ميه آن خارج نشود و در قسمت پايين آن يك لوله تعبيه شده ك

بخارات را به طرف كندانسور بفرستد

،كندانسورCondenser : از دو قسمت تشكيل شده پرهاي حرارتي كه بخارات نفت و آب در حين عبور از مسير)

Contacting pass ) كنند و در با اين پرها برخورد ميضمن حركتشان كندتر و مقداري از حرارت خود را به اين

. دهند پرها مي اطراف اين پرها كه درون مسير عبور بخارات قرار دارند را آب

ه گرفته و بخارات با تبادل حرارت با آب در نهايت خنك و بصورت مايع از پايين كندانسور خارج شده و درون استوانه

شوند جمع مياستوانه مدرج :

جهت اندازه گيري حجم نفت و آب است كه در نهايت درون. شوند آن ريخته مي

Retort distillation apparatusابزار تقطير ريتورت، 135)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

محاسن و معايب معايب روش

به علت دماي بسيار باال، )درجه سانتي گراد 1200(

پس از تبخير باال و سريع آب و نفت،

سنگ مخزن به شدت گرم شده و ن هاي آ تمامي آبي كه در كريستال

قرار دارد تبخير شده كه باعث يك جهش در حجم آب

. شود توليدي مي

محاسن روش ريتورتاين روش بسيار تند است . حجم نفت و آب را به صورت

. كند مستقيم اندازه گيري مي


حجم آب توليدي گآب درون كريستال سن

)دقيقه(زمان

دستگاه استخراج سيال از مغزه Dean Stark

راج اين دستگاه به منظور استخسياالت موجود در مغزه بكار

. شود گرفته مي اين عمل با استفاده از عبور

متوالي حالل داغ از سنگ انجام . پذيرد مي در خروجي، آب و حالل سرد

و شده و مقادير آب و نفت توزينمقادير اشباع سياالت در مغزه

. آيند بدست مي150: حداكثر دما


Retortروش تقطير، : اندازه گيري اشباع

خير و كنيم تا ابتدا آب و نفت آن تب در اين روش نمونه مغزه را گرم مي. كنيم سپس هر كدام ميعان شده و در استوانه مدرجي جمع آوري مي

گيرد با توجه به اختالف چگالي، نفت در باال و آب در پايين قرار مي .تهاي نفت و آب تقسيم بر حجم حفره نمونه مغزه اشباع نفت و آب اس حجم اشباع گاز بصورت غير مستقيم

. آيد ها بدست مي با الزام يك شدن حاصل جمع اشباع


Retortمزايا و معايب روش تقطير، مزاياي اين روش عبارتند از :

گيرد خيلي سريع است و در كمتر از يك ساعت انجام مي .دهد حجم نفت و آب را مستقيما به ما مي .دقت قابل قبولي است .2 ايراد تعيين اشباع به روش تقطير ريتورت :

تا 1000براي خروج تمام نفت، الزم است تا مغزه را تا دمايي در حدودگرم كنيم ) درجه سانتي گراد 593-538(درجه فارنهايت 1100شود ها آب تبلور سنگ خارج شده و اشباع آب باالتري تخمين زده مي در اين دما .هاي باال تمايل زيادي به كراكينگ و كوك شدن نفت گرم شده در اين دماCracking

& coke دارد .. شود ها منجر به كاهش اشباع نفت نسبت به مقدار واقعي آن مي اين فرآيند•

تبراي افزايش دقت، اندازه گيري ها، منحني هايي براي تصحيحات الزم اس .


ل روش استخراج با حال: اندازه گيري اشباع)به كمك ابزار دين استارك(مغزه را به نحوي داخل دين استارك

دهيم كه بخار حالل قرار ميد از داخل مغزه باال رو) مثال تولوئن(

. و مجددا روي مغزه ميعان شودو اين فرآيند باعث شسته شدن نفت

. شود آب نمونه مي آب و حالل ميعان شده و در گيرنده

. افتد مدرجي به دام ميآب در پايين گيرنده ته نشين •

. شود ميحالل مجددا به لوله گرم كننده •

. شود اصلي بازگردانده مي تا زماني كه ديگر آبي جمع آوري

يابد نشود، استخراج ادامه مي

اشباع آب مستقيما از حجم آب خارج شده از

. گردد نمونه محاسبه ميز اشباع نفت بطور غير مستقيم ا

با توجه به يك فاز شدن نفت وتولوئن، اختالف وزن

نمونه اشباع قبل از تقطير با نمونه خشك بعد از تقطير و وزن آب

. شود خارج شده از نمونه محاسبه مي اشباع گاز مجددا

دن بصورت غير مستقيم از الزام يك شآيد ها به دست مي مجموع اشباع


مزاياي روش دين استارك محاسن روش

: دين استارك دقت در درصد

اشباع آب نمونه سنگي

.بيند آسيب نمي


دين استارك براي اطمينان از

خروج تمام نفت از نمونه، نمونه را از ابزار دين

استارك به ابزار استخراج سوكسله

براي استخراج بيشتر انتقال

. دهيم ميمعايب

به كندي انجامگيرد و چندين مي

روز به طول انجامد حجم نفت بصورت

ت غير مستقيم بدسآيد مي

هاي سيال ويژگي: مورد استفاده

ر نقطه جوشي باالتاز آب

از آب سبك ترباشد قابل امتزاج با آب

. باشدابزار دين استارك


سوكسله استخراج گر

زار سوكسله مشابه ابدين استارك است

با اين تفاوت كهمحلي براي به دام انداختن سياالت

استخراج شده پيش. بيني نشده است

دستگاه استخراج سوكسله144)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

جاتفاوت اشباع مغزه و اشباع سنگ درغزه هاي مستقيم روي م هاي تعيين شده بوسيله اندازه گيري اشباع

بايستي با هوشياري مورد استفاده قرار گيرندهاي درجاي سيال نباشند زيرا به داليلي ممكن است نماينده اشباع .

ها با گل حفاري پايه آبي برش خورده باشند، اگر مغزه. هاي باالتر آب نسبت به شرايط اوليه خواهد شد فيلترات گل منجر به اشباع•زني آبي اشباع نفت اندازه گيري شده در اين شرايط، اشباع نفت باقي مانده بعد از سيالب•

. خواهد بود كه كمتر از اشباع نفت اوليه درجا استها با گل پايه نفتي بريده شده باشند، اگر مغزه

با فرض داشتن اشباع غير قابل كاهش براي آب، اشباع آب بدست آمده از اندازه گيري•. مستقيم صحيح خواهد بود

ل قادر اگر اشباع آب درجاي اوليه در سطح غير قابل كاهش نبوده باشد، فيلترات نفتي گ•خواهد بود تا بخشي از آب را جابجا نموده و اشباع آب اندازه گيري شده را كمتر گزارش

. كندع با آوردن مغزه از فشار و دماي باالي مخزن به فشار و دماي پايين سطح زمين، اشبا

. دسياالت تغيير يافته كه ممكن است تفاوت فاحشي با اشباع درجا داشته باش


ترازو الكترونيك با دقت باال ترازو ديجيتال براي اندازه

هاي دقيق مغزه مورد نياز گيري. است تراز معمول براي نمونه مغزه در

اندازه پالگگرم 600تا 0: بازه وزنييك هزارم گرم: دقت تراز معمول براي نمونه مغزه در

اندازه پالگگرم 6000يا 2500: بازه وزنييك صدم گرم: دقت


تخلخل سنج هليومي، Helium porosimeter (HEP‐P)اقطر نمونه پالگ ه :

1 اينچ 1,5وطول مغزه :

اينچ 3تا


ساير تخلخل سنج هاتخلخل سنج هليومي آموزشي

Helium porosimeter for educational purpose

(HEP‐E)

تخلخل سنج جيوه ايMercury porometer


سنجش حجم كل استغراغيImmersed bulk volume meter IBV

هدف اندازه گيريحجم كل پالگ با

دقت باالمستغرق : روش كار

كردن مغزه در جيوه و اندازه گيري

دقيق وزن نيروي شناوري

ا تعيين حجم كل باستفاده از اصل

ارشميدس

مشخصاتدقت اندازه گيري :

0,01 گرمحداكثر وزن :

6000 گرم



سنجش حجم كل ثقليGeometric bulk volume meter GBV

هدف اندازه گيري حجم كلنمونه در اندازه پالگ يا تمام

ق مغزه بر اساس اندازه گيري دقي. باشد طول و قطر نمونه مي

ت تواند بصور محاسبات الزم ميزار دستي يا با استفاده از نرم اف

. صورت گيرد


تراوايي سنج گازيدارتراوايي سنج گازي حالت پاي

Steady state gas permeameter

(Gasperm)

دار تراوايي سنج گازي حالت پايبراي تمام مغزه

Whole core steady state gas permeameter

(Wholeperm)


دستگاه تخلخل سنج و تراوايي سنج، Gas Permeameter and Porosimeter

د ازقابليت اساسي اين دستگاه عبارتن : اندازه گيري تخلخل مغزه

)0,1 درصد 60درصد تا( اندازه گيري تراوايي مغزه

1μD to 10D ،اندازه گيري ضريب لغزشb اندازه گيري اثرات مربوط به اينرسي

βحركت سيال، ،اندازه گيري تراكم پذيري سنگ

Confining pressure: 400 psi to 10، 000 psi

هاي قابل آزمايشمغزه اينچ 1,5و 1دو قطر مختلف اينچ 3تا حداكثر 0,5طول استفاده از گازهاي هليوم يا نيتروژنكار در دماي محيط

دانشگاه صنعتي اميركبير165)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

ارتراوايي و تخلخل سنج گازي حالت پايدSteady state gas

permeameter and porosimeter (Poroperm)

اين ابزار تراوايي گازي حالتحجم پايدار، تراوايي كلينكربرگ،

هاي نمونه حفره و حجم دانهمغزه در اندازه پالگ و شرايط

. كند اتاق را اندازه گيري مي


يدارتراوايي و تخلخل سنج گازي حالت ناپاUnsteady state gas

permeameter and porosimeter (Coreval

30)

Unsteady state gas permeameter and

porosimeter (Coreval 700)


يدار تراوايي و تخلخل سنج گازي حالت ناپاچند نمونه اي

Multi sample unsteady state

gas permeameter

and porosimeter

(Keyphi)


هاي گازي ساير تراوايي سنجGas shale Nano‐Darcy

permeameter (Nanoperm)

Probe permeameter (Properm)


تراوايي سنج مايع ،تراوايي سنج مايع

Liquid Permeameterسامانه تراوايي سنج روميزي

Bench top permeameter system

(BPS 350)


كيهاي اندازه گيري خواص الكتري ابزار سامانه خواص الكتريكي در

شرايط محيطيElectrical properties

system @ ambient conditions (EPS‐A)

سامانه خواص الكتريكي درشرايط فشار بارگران

Electrical properties system @ overburden

pressure (EPS 700)


ابزار اندازه گيري فشار مويينهه سلول فشار موئينه چند نمون

ايMulti sample capillary

pressure cell

سامانه جيوه فشار مويينهCapillary pressure

mercury system (CPM 140)


استخراج گر دين استاركبراي تعيين اشباع

سيال مغزه استفادهشود مي نمونه وزن شده و

سپس وارد دين شود استارك مي

آب نمونه توسطدماي جوش حالل تبخير، ميعان و درنهايت جمع آوري

شود مي ،حالل تبخير شده

ها را ميعان، نمونهدر خود شناور و نفت را استخراج

كند ميره سپس نمونه با كو

خشك و وزن شود مي مقدار نفت با

اختالف وزني و مقدار آب به روش

حجمي بدست آيد مي



Retort Ovenكوره تقطير، از اين ابزار

براي تعيين اشباع نفت و آب با دماي باالشود طي فرآيند تقطير استفاده مي . ،نفت و آب نمونه

تبخير، ميعان و در ظروفشود اي جمع آوري مي شيشه

ها متناوبا گرم شده تا آب نمونه آن خارج شود سپس تا دماي

درجه سانتي گراد حرارت 650

ودبيند تا نفت نمونه خارج ش مي اشباع گاز

با قرار دادن نمونه مغزهدر تخلخل سنج جيوه و

به اندازه گيري مقدار جيوه تزريقينمونه در حضور نفت و آب درجا

. آيد بدست ميمشخصات ابزار

گرم مواد مغزه 100: ظرفيت نمونهخرد شده

عدد 10حداكثر : تعداد نمونه ها


)ادامه( Retort Ovenكوره تقطير، ،شركت وينچي

توليد كننده تجهيزات

آزمايشگاهي


ه، دستگاه تصويربرداري ديجيتال از مغزDigital core photography system DCP

ه اين دستگاه تمام اتوماتيك بمنظور تهيه تصاوير از تمام مغزه ها يا برش هاي مغزه با

استفاده از نور معمولي يا نور . ماورا بنفش طراحي شده است

مغزه در جايگاه مخصوصبا دستگاه قرار گرفته و دوربين

حركت خطي در باالي آن به كمك نور سفيد يا ماورا بنفش. شروع به تهيه تصاوير مي كند

تصاوير بطور خودكار، رقومي. شده، در رايانه ذخيره مي گردند


ه، دستگاه تصويربرداري ديجيتال از مغزDigital core photography system DCP

نوع دوربين :35 ميلي متريوضوح دوربين :

5616*3744 پيكسل

اندازه تصوير :21 مگا پيكسلپسوند فايل :

jpg

فرانسه ) Vinci(محصول شركت وينچي 182)ويرايش سوم(آزمايشگاه خواص سنگ نيا اعلمي. ح -94بهار

دستگاه تصويربرداري اشعه گاما Gamma Ray Logger

تو دستگاه تحليل كاملي از پرطيفي اشعه گاما كه به طور

ود طبيعي از مغزه ها منتشر مي ش. را بدست مي دهد

اين دستگاه قادر به تفكيك پرتوهاي اورانيوم، توريوم و

. پتاسيم مي باشد اطالعات حاصله را مي توان به

منظور تصحيح عمق ثبت شدهبراي مغزه ها و عمق حاصل از نمودارگيري حفره باز چاه ها

. استفاده كرد


نگارنده اشعه گاما، Gamma ray logger NGR200

اين ابزار تحليل كل و طيفي سنجي تشعشعات گاماي طبيع

هاي مغزه در ساطع شده از نمونهآورد آزمايشگاه را فراهم مي

هاي پتاسيم، توريم و بين شدت كند اورانيوم تمييز ايجاد مي

هاي دريافتي از اين ابزار دادهو تواند براي تنظيم عمق مغزه مي

ه مطابقت آن با نمودارگيري حفر باز و تشخيص نواحي كه مغزه از

. بين رفته استفاده شود

اجزا تشكيل دهنده دستگاه : ،حامل مغزه متحرك پوشش براي كاهش تشعشعات

گاما پس زمينهآشكار ساز اشعه گاماتواند داخل هاي مغزه مي نمونه

،بشكه ،فايبرگالسfiber glassآلومينيوم آستري)liner ( يابدون آنها باشد .


مشخصات ابزار نگارنده اشعه گاما، Gamma ray logger NGR200

متر 4: طول تسمها مناسب براي مغزه ت

اينچ 5,5قطر سرعت نمودارگيري:

فوت بر دقيقه 2تا

محصول شركت) Vinci(وينچي فرانسه


تعريف تخلخل ري ضرواز دو پارامتر تخلخل يكي

. هيدروكربني استمخزن سنگ عبارت است از نسبت تخلخل

كل به حجم فضاهاي خالي حجم سنگ، حجم هيدروكربني مخازن در

ظير سياالتي نتوسط فضاهاي خالي . استاشغال شده نفت، گاز و آب

نشان حرفمعموال با تخلخلو بصورت كسري يا داده شده . شود بيان ميدرصد برحسب

ي كمك يكبه توان را ميتخلخل: از روابط زير بدست آورد

Q=(Vp / Vb)*100Q=[(Vb ‐ Vg) / Vb]*100Q=[Vp / (Vg + Vp)]*100كه درآن :

منافذ حجم =Vp دانه حجم =Vg كل حجم =Vb


عوامل تاثير گذار بر تخلخلعوامل تاثير گذار بر تخلخل

دانه بندي

چيدمان

شكل

تخلخل باال تخلخل پايين


بازه تخلخل مخازن نفتي و هاي تعيين تخلخل روش

از لحاظ مهندسي نفت تقسيم : بندي زير وجود دارد

،تخلخل قابل اغماض و بي ارزش0% 5%درصد به 5هاي كمتر از تخلخل

ندرت انباشته اقتصادي ايجاد كنند و مي

تخلخل ضعيف5% 10%تخلخل مناسب

10% 15%تخلخل خوب

15% 20%

تخلخل بسيار خوب20% 25% درصد خيلي 35بيشتر از تخلخل

. استنادر تخلخل هاي تعيين روش

ها و روي مغزهاز آزمايشگاه در چاه نمودارهاي با استفاده از

پيمايي و چگالي، صوتي خصوصا نمودار

نوترون و هاي لرزه اي دادهاز همچنين .


امقايسه تخلخل مغزه و تخلخل سنگ درجهاي بدست به داليل زير تخلخل

آمده از مغزه ممكن است متفاوت : هاي درجا باشد از تخلخلممكن است در حين بازيافت مغزه

. دستخوش تغييراتي شده باشدهاي مخازن، مغزه برخالف سنگ

در آزمايشگاه در معرض تنش هاي فوقاني و جانبي نيست اليههاي كوچكي تخلخل براي نمونه

شود در حالي كه اندازه گيري ميممكن است نماينده كل مخزن

. نباشند

ها علي رغم اين محدوديت تحليل مغزه تنها اندازه گيري

. مستقيم تخلخل است غالبا، نتايج تحليل مغزه براي

ار هاي چاه به ك كاليبره كردن نگاره. رود مي


بازه تخلخل مخازنها كربناته

15تا 3معموال بين% 8با ميانگين% آن ها، تخلخل موثر% 90تقريبااي است عموما تخلخل بين دانه . مشخصه سازي سخت تري دارد و

ممكن است حاوي بين دانه اي، بين كريستالي،

Intercrystalline ،شكاف ها ،fractureها ، تركfissure و

. باشد vugularاي حفره

ها تخلخل ماسه سنگ 38تا 8معموال بين % 18با ميانگين% آن ها، تخلخل موثر% 95تقريبااي است عموما تخلخل بين دانه .


شماتيك فضاي داخل نمونه سنگ


هاي سنگي دانهSand grain

مواد سيماني، Cement material

تخلخل بهم مرتبط يا موثر، Effective / connected porosity (25%)

تخلخل غير موثر Ineffective Porosity (5%)

تخلخل كل Total Porosity (30%)حفرات مسدود

Dead‐end or cul‐de‐sac pore

هاي تعيين حجم كل سنگ روشهاي تعيين حجم كل سنگ روش :

روش ابعادي و اندازه گيري خطيروش جابجايي مايع

اندازه گيري حجمي يا ثقلي سيال جابجا شده توسط نمونه وروش ثقل سنجي•

o مشاهده افت وزن نمونه زماني كه داخل سيال غرق شده است ياoمشاهده تغيير وزن پيكنومتر پر از جيوه با زمانيكه حاوي جيوه و نمونه است .

روش حجمي •oاندازه گيري تغيير حجم سيال با مستغرق شدن نمونه

ممانعت از نفوذ سيال به حفرات نمونهپوشش سنگ به كمك پارافين•اشباع سنگ با همان سيالي كه قرار است در آن غرق شود•استفاده از جيوه به عنوان سيال•


روش ابعادي محاسبه حجم كل براي نمونه هايي با شكل هندسي منظم و مشخص

كنيم و هاي محاسبه حجم استفاده مي از فرمول ابعاد الزم از نمونه مورد نظر را توسط كوليس اندازه گرفته و حجم آن را

. كنيم محاسبه ميحجم استوانه :Vb = ( π / 4 ) * (D² * H )


تئوريقانون ارشميدس :

ت وزن مايع جابجا شده هنگام غوطه ور شدن يك جسم در يك سيال برابر اس. و در حال غوطه وري) هوا(با اختالف وزن آن جسم در حالت غير غوطه وري


تجهيزات مورد نياز استوانه مدرج


هاي اندازه گيري حجم دانه ها روشهاي مستقيم روش

وزن نمونه خشك تقسيم بر چگالي ماتريكسهاي مخرب روش)Melcher‐Nutting ياRussell(

نيازمند خرد كردن نمونه ها تها را ياف توان حجم دانه بصورت ثقلي مي) با دقت پايين تري(طبق اصل شناوري

هاي انبساط گاز روشتخلخل سنج قانون بويلروشي غير مخرب و با دقت قابل قبول


تخلخل سنج قانون بويل ،در روش قانون بويل براي اندازه گيري حجم دانه ها

كنند گاز متراكم نظير هليوم را به داخل منافذ وارد مي .كند و هليوم به دليل كوچكي، به سرعت در منافذ ريز نفوذ مي

. شود به علت خنثي بودن، جذب ديواره و سطوح سنگ نمي

مزاياي اين روششود داراي دقت باال خواهد بود و در صورتي كه صحيح انجام ميروش نسبتا سريعي است .مالحظات اين روش

ها الزم است كه تميز و خشك باشند نمونهشود در غير اين صورت مقادير تخلخل كم محاسبه مي .


ازها با استفاده از گ نحوه محاسبه حجم دانههاي با فرض ثابت بودن كل مول

گاز، لبا جايگزيني معادله گاز ايده آ

با فرض شرايط هم دما

با جايگزيني حجم ها

ها با مرتب كردن، حجم دانه: عبارتند از


شرح دستگاه شامل

دو محفظه كه به هم توسط يك لوله مرتبط هستند و يك فشار سنجgage و همچنينيك سيلندر گاز به دستگاه متصل است .ند توان مان ها كه بايد درون آن نمونه قرار گيرد را مي يكي از محفظه

. يك پيچ به داخل محل خود قرار داد


شماتيك تخلخل سنج هليوميمثال :


دستگاه اندازه گيري تخلخلHelium Porosimeter

اين دستگاه به سادگي و بااستفاده از تزريق گاز هليم، ميزان تخلخل مغزه را اندازه

. نمايد گيري ميان نرم افزار متصل به دستگاه امك

ا كاليبره كردن ساده دستگاه ر فراهم نموده، نتايج را به شكل

يك گزارش آماده، تحويل كاربر. دهد مي

10000: حداكثر فشاراينچ 1,5و 1: قطر مغزهاينچ 3تا 0,75: طول مغزه


هاي تعيين حجم فضاي حفرات روش ،روش اشباع سيالsaturation method

غير مخربجاي در اين موارد بايستي از نفت ب(هاي حساس به آب نامناسب براي سنگ

. )آب استفاده نمود روش تزريق جيوه

آلودگي نمونه(مخرب(دقت پايينتخلخل سنج هاي

Washbum‐Bunting، Kobe، Mercury porosimeters

روش تخليه ناشي از اعمال خالPorosity measurement by vacuum Extraction


اندازه گيري حجم فضاي حفرات به كمكاشباع مجدد

شود استفاده ميبه منظور اشباع مجدد سيالي كه ورم متيا از نظر انحالل واكنشي نوع كه هيچ شود اي انتخاب گونهبه بايد

. ذرات رسي را باعث نگرددنمودن ،به بيان ديگر ساختار هندسي نمونهPore geometry دهد را نبايد تغيير ي همان اليه نفتغالبا از نفت خام كه باشد بايد داراي دانسيته مشخصي )

كردن به منظور اشباع) شده باشد يك اليه توليدي گرفته چنانچه نمونه از . گردد استفاده مي


لهاي آزمايشگاهي اندازه گيري تخلخ روشاندازه گيري مستقيم تخلخل موثر با تحليل متعارف مغزه

اندازه گيري حجم كلابعاديجابجايي سيالاندازه گيري حجم دانه ها

جابجايي سيالانبساط گاز و تخلخل سنج قانون بويلاندازه گيري حجم حفرات

تفاوت وزن نمونه اشباع و خشك(اشباع سيال(تزريق جيوه

اري رايانه اندازه گيري غير مستقيم تخلخل با تصوير برداري مقطع نگcomputed tomography Imagingاي،


اندازه گيري غير مستقيم تخلخل يبا تصوير برداري مقطع نگاري رايانه ا

اشعه ايكس) سي تي(هاي تصوير برداري مقطع نگاري با سامانه . توان توزيع تخلخل را اندازه گيري نمود ميتصوير برداري سي تي گاهي منجر به توليد حجم زيادي از داده ها، بطور

. شود داده تخلخل مي 600000مثال ان داده لذا راحت تر آن است كه نتايج اندازه گيري بصورت تصاوير يا هيستوگرام نش

. شود


ي تياي از نتايج تصوير برداري س نمونه


هيستوگرام تخلخل


شرح اسباب اشباع مغزه از سيال اين دستگاه متشكل از

اي محكم يك ظرف شيشهاي محكم كه با يك درپوش شيشه

در درون درپوش يك عدد لوله جا سازي شدهاين لوله توسط شلنگ به پمپ خالء متصل است و • همچنين شامل يك لوله كوچك كه در مركز درپوش ظرف قرار دارد كه

. به يك قيف كه در باالي ظرف حاوي آب است متصل است•o بايد داراي سه ويژگي باشد) آب(سيال تزريقي

. نبايد با سنگ واكنش دهد•بايد دانسيته ي معلوم داشته باشد•. بايد فاز تر كننده داشته باشد•

دبا دقت خاص بايد پوشش دا) گريس خالء ( بين درپوش و ظرف را با يك گريس .


Apparatusشكل اسباب، ،مغزه را در ارلن تخليه جاي داده پمپ خالء هواي درون آن را تخليه

كرده و پس از تخليه كامل روش تشخيص خال كامل :

هنگامي كه ارلن تخليه از هوا خاليهر كند و شده صداي پمپ تغيير مي

چه پمپ كمتر صدا بدهد خالء شود درون دسيكاتور بيش تر مي

ل آب را به درون ارلن تخليه منتقكنيم ميتا تمام مغزه در آب غوطه ور شود .


پمپ خالء

آب حاوي يم تنظشير

سنگ نمونه

)قليث(تعيين تخلخل به روش جابجايي حجم فضاي خالي

20(اندازه گيري وزن نمونه خشك )گرم اندازه گيري وزن نمونه اشباع از

)گرم 22,5(سيال محاسبه وزن آب داخل حفرات

وزن نمونه اشباع منهاي وزن نمونه)گرم 2,5(خشك

محاسبه حجم فضاي خالي =وزن سيال = حجم سيال وارد شده

)گرم 2,5(وارده تقسيم بر چگالي محاسبه حجم كل

غوطه ور كردن نمونه اشباع در

همان سيال و اندازه گيري آن با توجه به نيروي بويانسي وزن

نمونه اشباع در سيال كمتر از وزن )گرم 12,6(نمونه خشك است

محاسبه وزن سيال جابجا شده وزن نمونه اشباع در هوا منهاي وزن

)گرم 9,9(نمونه اشباع در سيال محاسبه حجم سيال جابجا شده

وزن سيال جابجا شده تقسيم بر)گرم 9,9(چگالي سيال

محاسبه تخلخلم حجم فضاي خالي تقسيم بر حج

%) 25,3=9,9تقسيم بر 2,5(كل


محاسبه تخلخل به روش اشباع محاسبه حجم فضاي خاليمحاسبه حجم كل نمونه


: پرسش آزموني براي تعيين تخلخل

اي با شكل نامنظم انجام نمونه. شده است

نمونه خشك تميز در هوا وزن شد . سپس هواي آن تخليه و كامال با

گرم بر سانتي 0,85نفتي با چگالي . متر مكعب اشباع گرديد

بعد از آن مجددا در هوا وزن شدال سپس نمونه اشباع زمانيكه كام

د در نفت مستغرق شده، وزن گردي نتايج آزمايش به شرح زير

: باشد مي

42,4: وزن نمونه خشك در هوا گرم45,49: وزن نمونه اشباع در هوا

گرمتوزن نمونه اشباع مستغرق در نف :

گرم 28,8تخلخل مغزه را بيابيد آيا اين آزمايش اطالعات كافي

ونه را براي تعيين كاني شناسي نمدهد؟ در اختيار قرار مي

در اين صورت كاني را مشخص. درباره جواب بحث كنيد. كنيد


: راهنمايي


1.Peters، Ekwere J. Advanced Petrophysics: Geology، porosity، absolute permeability،

heterogeneity، and geostatistics. Vol. 1. Greenleaf Book Group، 2012.

هاي نسبي انواع تراوايي سنج سامانه تراوايي سنج نسبي

ناپايدار روميزيBench top unsteady

state relative permeameter system

(BRP 350)

سامانه تراوايي سنج نسبيناپايدار و پايدار روميزي

Bench top unsteady state and steady state relative permeameter

system (SRP 350)


تراوايي سنج نسبي حالتناپايدارUnsteady state relative

permeameter (AUTOFLOOD 700)

ايدار تراوايي سنج نسبي حالت پو ناپايدارSteady state and

unsteady state relative permeameter (RPS700)


ع درجاپايشگر اشعه ايكس براي پايش اشباX‐ray scanner for in situ

saturation monitoring اين ابزار اشباع درجاي مايع و

گاز نمونه مغزه حين آزمايش . دهد جريان را نشان مي

مشخصات دستگاه :اينچ 1,5: قطر مغزهاينچ 12تا 4: طول مغزه


و فازي دستگاه اندازه گيري تراوايي نسبي دX (XRP500)با اشعه

سيستم اتوماتيكXRP قادر به اندازه گيري منحني هاي تراوايي

مايع در/مايع و گاز/نسبي مايعشرايط دما و فشار مخزن به دو

. روش پايا و غير پايا مي باشد150: حداكثر دما7500: حداكثر فشار


XRP500تعيين درجاي اشباع سيال به كمك

اين سيستم مجهز به اسكنر اشعهx بوده كه امكان تعيين اشباع. درجاي سياالت را در مغزه و در حين انجام آزمايش، فراهم مي كند

ب اين قابليت موجب افزايش دقت و سرعت آزمايشات شده و به اين ترتي ،برخالف روش هاي غير درجا جهت تعيين اشباع سياالت ديگر نيازي به توقف آزمايش و خروج مغزه از محل اصلي آن واندازه گيري اشباع آن به صورت وزني يا حجمي نمي باشد .


XRP500امكانات دستگاه در اين سيستم از يك توليد كننده اشعهX ،بجاي يك منبع دائمي

Permanent Source اشعهX استفاده شده .توليد كننده اشعهX داراي ايمني بيشتري بوده و در هر لحظه اي مي توان توليد

. كننده را خاموش كرد همچنين از نظر زماني و طول انجام آزمايشات مقرون به صرفه بوده و نياز به

تعميرات و هزينه نگهداري كمتري دارد، زيرا دچار مسائل مربوط به منبع دائمي اشعهx و زمان نيمه عمر آن نمي باشد . يكي ديگر از مزاياي سيستمXRP، هاي جابجائي مثبت پمپ)Positive

Displacement Pump) آن مي باشند كه داراي سيلندر دوگانه دما و فشار باال. بوده و قادر به كنترل دقيق فشار، شدت جريان و حجم سياالت مي باشد

ا مجهز شده اين سيستم به كنترل كننده كامپيوتري و ثبت و ذخيره اتوماتيك داده ه. اشدو داراي نرم افزار مخصوص به خود جهت آناليز و تفسير اطالعات ثبت شده مي ب


دستگاه اندازه گيري فشار موئينه و مقاومت مخصوص

Capillary pressure and resistivity system

(CAPRI) به منظور تعيين فشار(منحني هاي فشار موئينه

و نيز ) موئينه مثبت و منفيكي تعيين شاخص مقاومت الكتري

بر حسب اشباع نمونه مغزه در . شرايط مخزن، طراحي شده

همچنين توان اشباعn در رابطه mآرچي و فاكتور سيمان شدگي

. نيز محاسبه مي شوند


دستگاه اندازه گيري فشار موئينه و )ادامه(مقاومت مخصوص

حداكثر دماي كاري :175 سانتي گرادي حداكثر فشار جانب

: و حفره10000 پام محدوده فشار

: مويينه-10 بار 10+تا)پام 145(

طول مغزه :2 اينچ 3تاقطر مغزه :

يك و نيم اينچ



تكاربردهاي فشار موئينه و شاخص مقاوميكي دانش مربوط به فشار موئينه نفت ـ آب و شاخص مقاومت الكتر

ست برحسب اشباع در بسياري از محاسبات مهندسي مخزن مورد نياز ا: كه از آن جمله مي توان به موارد زير اشاره نمود

ارزيابي اشباع آب همزاد جهت محاسبه نفت درجاقالي مجاور كاليبراسيون نمودارهاي مقاومت الكتريكي تعيين ارتفاع ناحيه انت

با سطوح تماس سياالت در مخزن مدلسازي جابجائي نفت توسط فرآيند آشام خودبخودي آب يا تزريق آب


ار بررسي ساير تجهيزات اندازه گيري فشمويينهه از نفت شايان ذكر است كه سيستم مذكور قادر به انجام آزمايشات با استفاد

ستقيم زنده و نيز نفت تصفيه شده بوده و مقادير فشار موئينه را به صورت م. اندازه گيري مي كند

عي در دستگاه هايي نظير سانترفيوژ، مقادير بدست آمده در حين آزمايش، داده هاي واق Pcاقعي فشار موئينه نبوده و نياز به مراحل تفسير جهت تبديل اين داده ها به مقادير و

. مي باشد اما در سيستمCAPRI با استفاده از غشاهاي نيمه تراوا در برابر سياالت، امكان

ير واقعي دستيابي به اشباع ثابت در طول مغزه ها ميسر بوده و اندازه گيري مستقيم مقادPc مقدور مي باشد .ت به اين سيستم به صورت تمام اتوماتيك و بدون جيوه بوده و قادر به انجام آزمايشا

. صورت همزمان بر روي چندين نمونه مغزه مي باشد


ن، سانتريفيوژ خنك شده فشار موييمشخصات ابزار

Capillary pressure

refrigerated centrifuge

آب-ريزش نفت :0 پام 213تاآب-آشام نفت :

0 پام -213تاآب-ريزش هوا :

0 پام 639تاآب-آشام هوا :

0 پام -639تا


ابزار، Aging cell apparatus (ACA 700)

بازيابي : كاربردترشوندگي مخزن

روش كار : ابتدا مغزه تميز

اشباع از آب نمك شود ميت بطور تدريجي نف

شود وارد نمونه مي


Amott cell for spontaneousابزار، imbibition and drainage tests


آشام گر خودكار، Automatic imbibiometer

در دماي محيط

در دماي باال


اي بار گران، تخلخل سنج جيوهOverburden mercury porosimeter

كاربرد :نه تعيين فشار موئي

جيوه نمونه مغزه موجود در مغزه نگه دار در فشار بارگران

و دماي محيطهاي داده

: بدست آمده حجم جيوه وارده در

هاي مختلف فشار براي محاسبه

خواص، توزيع اندازه حفرات و

حجم كل حفرات


دستگاه سيالب زني مغزهCore Flooding System

فاده از هاي مغزه با استسيالبزني نمونه قابليت اساسي اين دستگاهرا در اين قابليت امكان انجام آزمايشات متعددي. سياالت مختلف است

: آورد كه عبارتند از اين آزمايشگاه فراهم مي و ) از جمله آب، نفت و غيره(تزريق تك فازي مايعات

. هاي مغزه به درون نمونه. . . ) نيتروژن، هوا، متان و(يا گازها گيري و محاسبه تراوايي مطلق نمونه ها، اين قابليت امكان اندازهAbsolute

Permeability نمايد را ايجاد مي . گيري و گيري تراوايي موثر نمونه سنگ مخزن امكان اندازه اندازه

هاي سنگ مخزن هاي تراوايي نسبي دو فازي براي نمونه محاسبه منحني) در حالت گازـ مايع و يا مايع ـمايع(

با انجام آزمايش وانجام مكرر آزمايش براي چندين درجه اشباع مختلف .


بزني آزمايشات قابل انجام با دستگاه سيالمغزه الزم به ذكر است كه روش انجام اين آزمايش در اين دستگاه در شرايط

. باشد مي Unsteady State Methodناپايدار، ختلف هاي نفتي در اثر تزريق سياالت م محاسبه ضريب بازيافت نفت از مغزهبه هاي مربوطكه امكان ارزيابي ) آب، گازها و يا محلولهاي شيميايي مختلف(

. سازد برخي از فرآيندهاي ازدياد برداشت نفت و مقايسه آنها را فراهم ميها از نفت و يا آب، سازي نمونه اشباعSample Saturation و يا كاهش ،

، با جابجايي سيال موجود در Sample Desaturationدرجات اشباع، حفرات در اثر تزريق سيال جديد


هاي سيالبزني هاي دستگاه محدوديتتفاده از توان با اس هاي مشتمل بر تزريق گاز را مي قابل ذكر است كه آزمايش

GIP (Gas Injection Panel)واحد مكمل مخصوص به اين كار يعني . انجام دادGIP پام كنترل و با 2000بار معادل 140جريان گاز ورودي را تا فشار حداكثر

. نمايد دقت باال به نمونه سنگ مغزه تزريق مي و حداكثر ) بار 690(پام 000، 10انجام آزمايشها با خود دستگاه تا فشار

. باشد امكان پذير مي) درجه فارنهايت 350( درجه سانتي گراد 175دماي ل ميهاي قابل آزمايش با اين دستگاه در دو قطر مختلف و به شرح ذيمغزهباشد :

1 ( اينچ 6تا حداكثر 1اينچ و طول 1,5قطر2 ( اينچ 12تا حداكثر 1اينچ و طول 4قطر


اميركبير دستگاه سيالبزني، دانشگاه صنعتي


جزوه درس آزمایشگاه خواص سنگ مخزن

Documents