izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-6-67-72izmertech-1617Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSПовышение точности измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости методом стационарной фильтрацииIncreasing the accuracy of measurements of the coefficient of absolute gas permeability by the steady-state methodhttps://orcid.org/0000-0001-8617-7445АроновИ. ИAronovI. P.

Илья Петрович Аронов

Екатеринбург

Ilya P. Aronov

Yekaterinburg

AronovIP@uniim.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0601-0704АроновП. М.AronovP. M.

Петр Михайлович Аронов

Екатеринбург

Peter M. Aronov

Yekaterinburg

AronovPM@uniim.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8489-2437СобинаЕ. П.SobinaE. P.

Егор Павлович Собина

Екатеринбург

Egor P. Sobina

Yekaterinburg

251@uniim.ruУральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияUNIIM – Affiliated branch of the D. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202213052023066772Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1617

Рассмотрено метрологическое обеспечение измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости горных пород. Показано, что в ряде случаев невозможно определить абсолютный коэффициент газопроницаемости с требуемой точностью. Разработан алгоритм обработки результатов измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости горных пород методом стационарной фильтрации. Алгоритм основан на объединении уравнений, описывающих закон Дарси и эффект Клинкенберга, применение алгоритма позволяет повысить точность измерений указанного коэффициента абсолютной газопроницаемости. Представлены результаты экспериментальных и модельных (теоретических) исследований. Методом Монте-Карло теоретически доказано, что использование предложенного алгоритма обработки первичных данных обеспечивает уменьшение неопределённости измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости в 1,5 раза по сравнению с существующим алгоритмом. Теоретические данные согласуются с экспериментальными результатами измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости 50 корундовых образцов. Полученные результаты будут полезны специалистам нефтедобывающей и газодобывающей промышленности, геологам при научных и прикладных исследованиях.

The metrological support of measurements of the absolute gas permeability coefficient of rocks is considered. It is shown that in some cases it is impossible to determine the absolute gas permeability coefficient with the required accuracy. An algorithm has been developed for processing the measurement results of the absolute gas permeability coefficient of rocks by the stеady-state method. The algorithm is based on the combination of equations describing Darcy's law and the Klinkenberg’s effect, its application makes it possible to increase the accuracy of measurements of the specified absolute gas permeability coefficient. The results of experimental and model (theoretical) studies are presented. Using the Monte Carlo method, it is theoretically proved that the use of the proposed algorithm for processing primary data reduces the uncertainty of measurements of the absolute gas permeability coefficient by 1.5 times compared to the existing algorithm. The theoretical data are consistent with the experimental results of measurements of the absolute gas permeability coefficient of 50 corundum samples. The scope of application of the results obtained: oil and gas industry, geology, scientific research.

газопроницаемостьзакон Дарсиэффект Клинкенбергакоэффициент абсолютной газопроницаемостиобработка данныхметод Монте-Карлоgas permeabilityDarcy's lawKlinkenberg effectabsolute gas permeability coefficientdata processingMonte Carlo methodReferencesКобранова В. Н. Петрофизика. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1986. 392 с. [Kobranova V. N., Petrofizika, Moscow, Nedra Publ., 1986, 396 p. (In Russ.)].Кобранова В. Н. Петрофизика. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1986. 392 с. [Kobranova V. N., Petrofizika, Moscow, Nedra Publ., 1986, 396 p. (In Russ.)].Аронов И. П., Собина Е. П. Разработка стандартных образцов газопроницаемости // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17. № 2. С. 5–18. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18 [Aronov I. P., Sobina E. P., Measurement st andards. Reference materials, 2021, vol. 17 (2), pp. 5–18. (In Russ.)].Аронов И. П., Собина Е. П. Разработка стандартных образцов газопроницаемости // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17. № 2. С. 5–18. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18 [Aronov I. P., Sobina E. P., Measurement st andards. Reference materials, 2021, vol. 17 (2), pp. 5–18. (In Russ.)].Собина Е. П. Государственный первичный эталон единиц удельной адсорбции газов, удельной поверхности, удельного объёма пор, размера пор, открытой пористости и коэффициента газопроницаемости твёрдых веществ и материалов ГЭТ 210-2019 // Измерительная техника. 2020. № 12. С. 3–12. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-12-3-12 [Sobina E. P., Measurement Techniques, 2021, vol. 63, no. 12, pp. 927–939. https://doi.org/10.1007/s1101 8-021-01875-8].Собина Е. П. Государственный первичный эталон единиц удельной адсорбции газов, удельной поверхности, удельного объёма пор, размера пор, открытой пористости и коэффициента газопроницаемости твёрдых веществ и материалов ГЭТ 210-2019 // Измерительная техника. 2020. № 12. С. 3–12. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-12-3-12 [Sobina E. P., Measurement Techniques, 2021, vol. 63, no. 12, pp. 927–939. https://doi.org/10.1007/s1101 8-021-01875-8].ASTM D 4525-90 (Reapproved 2001) Standard Test Method for Permeability of Rocks by Flowing Air (American Society for Testing and Materials).ASTM D 4525-90 (Reapproved 2001) Standard Test Method for Permeability of Rocks by Flowing Air (American Society for Testing and Materials).Recommended Practices for Core Analysis, Recommended practice 40, American Petroleum Institute, 2nd edition, February 1998.Recommended Practices for Core Analysis, Recommended practice 40, American Petroleum Institute, 2nd edition, February 1998.Torsæter O., Abtahi M., Experimental Reservoir Engineering. Laboratory workbook, Department of Petroleum Engineering and Applied Geophysics, Norwegian University of Science and Technology, 2000.Torsæter O., Abtahi M., Experimental Reservoir Engineering. Laboratory workbook, Department of Petroleum Engineering and Applied Geophysics, Norwegian University of Science and Technology, 2000.Klinkenberg L. J., The permeability of porous media to liquids and gases, Am. Petroleum Inst. Drilling and Production Practice, 1941, pp. 200–211.Klinkenberg L. J., The permeability of porous media to liquids and gases, Am. Petroleum Inst. Drilling and Production Practice, 1941, pp. 200–211.Kazemi M., Takbiri-Borujeni A., International Journal of Coal Geology, 2015, vol. 146, pp 188–197. https://doi.org/10.1016/j.coal.2015.05.010Kazemi M., Takbiri-Borujeni A., International Journal of Coal Geology, 2015, vol. 146, pp 188–197. https://doi.org/10.1016/j.coal.2015.05.010Wang S., Wu Y. S., Lukyanov A. A., Fuel, 2019, vol. 235, pp. 1275–1286. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.08.113Wang S., Wu Y. S., Lukyanov A. A., Fuel, 2019, vol. 235, pp. 1275–1286. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.08.113Okwananke A., Hassanpouryouzband A., Vasheghani Farahani M., Yang J., Tohidi B., Chuvilin E., Istomin V., Bukhanov B., Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, vol. 180, pp. 435– 444. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.05.060Okwananke A., Hassanpouryouzband A., Vasheghani Farahani M., Yang J., Tohidi B., Chuvilin E., Istomin V., Bukhanov B., Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, vol. 180, pp. 435– 444. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.05.060

The authors declare that there are no conflicts of interest present.