izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-6-63-69izmertech-1878Research ArticleФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯPHYSICOCHEMICAL MEASUREMENTSКоэффициент абсолютной газопроницаемости образцов со встроенными стеклянными капиллярами: сравнение результатов измерений и теоретических расчётовAbsolute gas permeability coefficient of samples with embedded glass capillaries: comparison of measurement results and theoretical calculationshttps://orcid.org/0000-0001-8617-7445АроновИ. П.AronovI. P.

Илья Петрович Аронов

Екатеринбург

Ilya P. Aronov

Yekaterinburg

AronovIP@uniim.ruУральский научно-исследовательский институт метрологии – филиал Всероссийского научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. МенделееваРоссияUNIIM – Affiliated branch of the D. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202321072023066369Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1878

Изучена возможность применения образцов со встроенными стеклянными капиллярами различного диаметра в качестве образцов-имитаторов горных пород с заранее известными значениями коэффициента абсолютной газопроницаемости. Выполнено сравнение результатов измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости и теоретических расчётов значений коэффициента проницаемости образцов. Результаты измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости получены на Государственном первичном эталоне единиц удельной адсорбции газов, удельной поверхности, удельного объёма пор, размера пор, открытой пористости и коэффициента газопроницаемости твёрдых веществ и материалов ГЭТ 210-2019. Теоретические значения коэффициента проницаемости получены в результате измерений диаметров капилляров с помощью оптического микроскопа. По значениям этих диаметров рассчитаны коэффициенты проницаемости образцов с капиллярами в соответствии с объединённым уравнением Пуазёйля и Дарси. Доказано, что результаты измерений, полученные на ГЭТ 210-2019, в пределах неопределённости согласуются с теоретически рассчитанными значениями коэффициента проницаемости. В соответствии с полученными данными подтверждена возможность применения цилиндрических образцов со встроенными стеклянными капиллярами для измерений коэффициента газопроницаемости твёрдых веществ и материалов. Результаты работы будут полезны специалистам нефтегазодобывающей промышленности, например, при петрофизических исследованиях, геологоразведочных работах.

To study the possibility of creating samples with known values of the absolute gas permeability coefficient, a comparison was made between the results of measurements of the absolute gas permeability coefficient and theoretical calculations of the values of the permeability coefficient of samples with built-in glass capillaries of various diameters. The results of measurements of the absolute gas permeability coefficient were obtained on the State primary standard of units of specific gas adsorption, specific surface area, specific pore volume, pore size, open porosity and gas permeability coefficient of solid substances and materials GET 210-2019. The theoretical values of the permeability coefficient were obtained by measuring the diameters of capillaries with an optical microscope. Using these diameters, the permeability coefficients of samples with capillaries were calculated according to the combined Poiseuille and Darcy equation. It is proved that the measurement results obtained at GET 210-2019 are consistent with the theoretically calculated values of the permeability coefficient within the limits of uncertainty. The results obtained will be useful to specialists of the oil and gas industry, for example, in petrophysical research, geological exploration.

газопроницаемостьзакон Дарсизакон Пуазёйляэффект Клинкенбергакоэффициент абсолютной газопроницаемостистеклянные капиллярыgas permeabilityDarcy's lawPoiseuille's lawKlinkenberg effectabsolute gas permeability coefficientglass capillariesReferencesКобранова 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.)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.2020-12-3-12Sobina E. P. Measurement Techniques, 2021, vol. 63, no. 12, pp. 927–939. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01875-8Klinkenberg 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.2019.05.060Аронов И. П., Собина Е. П. Разработка стандартных образцов газопроницаемости // Эталоны. Стандартные образцы. 2021. Т. 17. № 2. С. 5–18. https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18Aronov I. P., Sobina E. P. Measurement standards. Reference materials, 2021, vol. 17(2), pp. 5–18 (In Russ.) https://doi.org/10.20915/2687-0886-2021-17-2-5-18Аронов И. П., Аронов П. М., Собина Е. П., Повышение точности измерений коэффициента абсолютной газопроницаемости методом стационарной фильтрации // Измерительная техника. 2022. № 6. С. 67–72. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-6-67-72Aronov I. P., Aronov P. M., Sobina E. P. Measurement Techniques, 2022, no. 6, pp. 67–72. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-6-67-72Carlos A. Grattoni, Samuel Allshorn, Quentin J. Fisher, Determining gas permeability in tight rocks: How do we know if we are obtaining the right value? International Symposium of the Society of Core Analysts held in Snowmass, Colorado, USA, 21–26 August 2016, paper SCA2016–010 (2016).Carlos A. Grattoni, Samuel Allshorn, Quentin J. Fisher, Determining gas permeability in tight rocks: How do we know if we are obtaining the right value? International Symposium of the Society of Core Analysts held in Snowmass, Colorado, USA, 21–26 August 2016, paper SCA2016–010 (2016).Sinha S., Braun E. M., Passey Q. R., et al, SPE/EAGE European Unconventional Resources Conference & Exhibition – From Potential to Production, March 2012, cp-285-00034. https://doi.org/10.3997/2214-4609-pdb.285.spe152257Sinha S., Braun E. M., Passey Q. R., et al, SPE/EAGE European Unconventional Resources Conference & Exhibition – From Potential to Production, March 2012, cp-285-00034. https://doi.org/10.3997/2214-4609-pdb.285.spe152257

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