Файл: Повышение эффективности вскрытия и опробования нефтегазоносных пластов..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.07.2024

Просмотров: 159

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

от типа жидкости; tgpB и tgpp — постоянные величины для по­ лярной и неполярной жидкостей с одинаковой величиной рас­ клинивания; VV — начальный объем сухой породы.

Величина tgpp может быть определена по одной или смеси нескольких неполярных жидкостей (например, C C U , керосина и др.), которая по отношению к исследуемой полярной жидкости имеет одинаковую величину расклинивания.

Для исключения объема жидкости, участвующей в расклини­ вании дисперсного материала, взята разность уравнений (48) и

(49)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1Л™ -

^кои =

(tg 8n -

tg рр ) V0.

(50)

Разделив правую и левую части уравнения

(49) на VV> получим

 

^ K O H - V " K O H =tgp , —tgBp.

(51)

Коэффициент Ко определяется

также

по

Жигачу — Ярову из

формулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A T = - ^ -

+ tgP —1.

 

(52)

 

 

1

ск

 

 

 

 

 

Как указывалось

выше, этот

коэффициент

включает

коэффи­

циент набухания

Ко и коэффициент

расклинивания Kv

в процес­

се капиллярной

пропитки

 

 

 

 

 

 

 

/С

 

— J -

tgPB — 1;

(53)

 

 

1 ск

 

 

 

 

 

 

K p = - j f -

+ t g P p - l ,

 

(54)

т. е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/С0 =

/Св — / C p

= t g p B - t g P p ,

(55)

где VCK — объем скелета породы соответствующей навески.

Приравнивая уравнения (51) и (55), получаем

К0 = Ка - Кр = v'™-v'™

= tg З В _ tg рр .

(56)

Для практического определения Ко необходимо

на 8—12 при­

борах провести

серию замеров изменения объемов

равных по ве­

су, но с разной

степенью уплотнения,

проб данного

глинопорош-

ка в исследуемой жидкости. Аналогичные исследования произво­ дятся в неполярной жидкости, имеющей одинаковый с изучае­

мой жидкостью

коэффициент

расклинивания

Кр.

Подбор

неполярной

жидкости, с достаточной

для практических

целей

точностью,

можно

осуществлять

на дисперсных пробах ненабу-

хающих материалов, например

кварце. Результаты исследова­

ний наносятся на график, где на

оси

абсцисс

откладываются

74

о б ъ е мы сухой пробы У п в см3 , а на оси ординат — ее конечные объемы в см 3 после взаимодействия с жидкостью VK. Н а графи ­ ке линии зависимостей, согласно уравнениям (48) и (49), сходят­

ся на оси ординат в одной точке (рис. 9, б) . Разница

 

тангенсов

их углов наклона к горизонтали, согласно уравнению

(56), рав­

на коэффициенту набухания Ко.

 

 

Экспериментами установлено, что коэффициенты

расклинива­

ния Кр для технической воды и раствора 40% СС1 4

в

керосине

(табл. 12) одинаковы.

 

 

Т а б л и ц а 12

Результаты экспериментальных работ по изучению изменения объемов дисперсных проб пород при взаимодействии их с жидкостями (навеска пробы 2 г, фракция <0,01 мм)

 

 

 

 

tg Р

 

 

о —:

 

о 2

 

 

н •*

Исследованное

 

 

 

о S & п

вещество

 

 

 

5? о ^ 5

 

X '-

й) о .

S

а, &

о

 

О С1

3

& " о -

и

Ы^.

 

 

о

о о

Ли

 

О S 5 11

:\\

 

 

 

в

С - >^ (-

 

 

Я» +

1 = /V, ~-

ск

 

 

 

 

 

по технической воде, т = 0,995 г/см3

по керосину

по четыреххлорнстому углероду (CCI,)

по раствору 40% четыреххлористого угле­ рода в керосине

по технической воде

Кварц (горный

1,10

0,76

0,285

0,465

0,375

0,375

1,732

1,912

1,822

1,822

хрусталь),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-( = 2,63 гс, см3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аскангель

0,08

0,75

1,04

1,14

1,05

3,724

1,146

1,246

1,156

3,83

месторождения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

„Махарадзе",

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грузинская

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ССР,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-( = 2,66 гс/см3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В последнее время

изучению

набухания глинистых минера­

лов пород-коллекторов

уделяется

большое внимание. Р а з р а б о т а ­

но несколько установок для изучения набухания

в условиях близ­

ких к пластовым [23, 42]. В У к р Н И Г Р И р а з р а б

о т а н а установка,

отличающаяся от вышеуказанных способом наблюдения за про­

цессом набухания (применен

оптический

метод) .

Установка

(рис. 10) состоит из круговой электропечи 6, ла­

бораторного

трансформатора

( Л А Т Р ) 8,

ручного нагнетательно­

го пресса 1, стальной нагнетательной трубки 14, вентилей высо­ кого давления 10, 11, 12 и 13, манометра 9, заправочной емкости 15 с соединительной (заправочной) трубкой 16, микроскопа 4 с регулировочным подъемным винтом 5, оградительного металли­ ческого щитка 3 с окошком из оргстекла 2 и автоклава 7, кото-

р ый включает корпус 23, верхнюю 24 и н и ж н ю ю 17 крышки, гер­ метизирующиеся уплотнительными кольцами 18. В корпусе 23 вмонтирован стеклодержатель 36 со смотровым окном 34 из тер­ мостойкого и высокопрочного стекла с герметизирующими рези­ новыми кольцами 32, 33 и паранитовой прокладкой 35.

Н а

верхней к р ы ш к е

имеются штуцер

29 от

нагнетательной

трубки,

к а р м а н 25 под

термометр и ручка 30, а

на нижней —

штуцер

от заправочной

трубки. В центре

верхней

крышки через

сальниковое уплотнение 28 выведен валик 26, который внутри ав­ токлава укреплен вертикально в центре нижней крышки 17 с по­ мощью упорного подшипника 31 и специальной гайки 27. Н а ва­ лике 26 находится круговая перфорированная подставка 19 с во­

семью

гнездами д л я стаканов 20, в которых

помещены

перфори­

рованные поршни 21 со стрелками 22. Вес

одного

поршенька со

стрелкой составляет 2,5 г. Все герметизирующие кольца

изготов­

ляются

из термо- и бензостойкой резины.

Установка

испытана

при

давлении 800 кгс/см 2 и

температуре + 1 1 0 ° С.

 

 

 

П р и

проведении эксперимента в стаканы 20 засыпаются

на­

вески по 2 г порошка пород, которые предварительно

размель ­

чаются

до фракции ^ 0 , 0 1

мм, просушиваются при температуре

103° С

и уплотняются в стаканах под нагрузками

в

пределах

10—800 кгс/см2 . Одновременно в автоклав 7 з а к л а д ы в а ю т с я

ста­

каны

с

восемью пробами .

Автоклав герметизируется

верхней

крышкой 24 и подогревается

до заданной (пластовой) температу­

ры

электропечкой 6. Температура в автоклаве

регулируется

Л А Т Р о м 8 и контролируется термометром,

помещенным в

кар ­

мане 25 верхней крышки автоклава . Через смотровое окно в оку­ ляр - микрометре (с линейной шкалой) микроскопа фиксируется

начальное положение стрелок в к а ж д о м стакане поочередно по­

воротом

в р а щ а ю щ е й с я

подставки

19

(нулевое положение стре­

лок без

навески глины

определяется

при тарировке

п р и б о р а ) .

Д а л е е при

открытых

вентилях

И,

12, 13 в автоклав самоте­

ком подается

исследуемая жидкость,

предварительно

подогретая

до заданной (пластовой) температуры . П р и появлении жидкости

на выходе з а к р ы в а ю т с я вентили 10, 11,

12 и ручным нагнета­

тельным прессом 1 в автоклаве создается

требуемое (пластовое)

давление .

 

П р и заданных давлении и температуре через

определенные

промежутки времени, выбираемые в зависимости

от скорости

движения поршеньков 21 на

различных этапах процесса набуха­

ния поочередно

фиксируется

изменение

положения

стрелок 22

в к а ж д о м цилиндре. Во время' замеров

поле зрения

микроскопа

подсвечивается сбоку электролампой с рефлектором.

Д л я удоб­

ства работы цена

деления ш к а л ы окуляр-микроскопа

пересчиты-

вается в объемных единицах и непосредственно измеряется при­ ращение объема набухающей навески породы. Преимущество не­ прерывного оптического наблюдения за процессом набухания,

77

в отличие от применяющихся систем с самописцем [23, 42], за­ ключается еще и в том, что данные по кинетике процесса фик­ сируются непосредственно по ходу опыта, четко определяется время его окончания и отпадает потребность в р а с ш и ф р о в к е диа­ грамм .

После окончания опыта отключается обогрев, стравливается давление, сливается жидкость через вентиль 10, отвинчивается

верхняя крышка

автоклава

и производится

смена

навесок.

 

 

 

 

 

 

 

 

Предварительно

в

техни­

 

 

 

 

г-го°с

ческой

воде

на

установке

 

 

 

 

изучалось влияние

термоди­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

намических

условий

на на­

 

 

 

 

 

 

бухание аскангеля . Извест­

 

 

 

 

 

 

но,

что температура

и дав ­

 

 

 

 

 

 

ление

о к а з ы в а ю т определен­

 

 

 

 

 

 

ное влияние на величину ко­

 

 

 

 

 

 

эффициента

набухания

[23,

 

zoo

 

ООО p, кгс/смг

42]. Исследования

показали,

 

 

 

 

 

 

что с ростом давления от 1

 

 

 

 

 

 

до

600 кгс/см2

коэффициент

 

 

 

 

300кгс/смг

набухания аскангеля в тех­

 

 

 

 

 

 

нической

воде

возрастает в

 

 

 

 

 

 

1,4—1,7 раза, а с увеличени­

 

 

 

р~!кгс/смг

 

ем

температуры

от 20

до

 

 

 

 

95° С он уменьшается в 1,6—

 

 

 

 

 

 

го

чо

 

so

80

Т, "С

1,8 раза (рис. 11,- а

и

б).

 

Следовательно,

изучение на­

 

 

 

 

 

 

бухания

глинистых

минера­

Рис. 11.

Изменение

коэффициентов

лов пород-коллекторов це­

набухания

аскангеля

в

технической

лесообразно проводить

толь ­

воде при

изменении.

 

ко при давлении и темпера­

а — всестороннего давления;

б — темпера­

туре,

соответствующих

их

 

туры.

 

 

 

пластовым значениям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В процессе набухания проб аскангеля

определялись

 

скорость

w и период набухания Z. Рост давления

и температуры

вызывает

увеличение скорости и уменьшение периода набухания . С увели­

чением

температуры

от 20 до 95° С при постоянном

давлении

1 кгс/см 2 период набухания уменьшается

от 71 до 18 мин, а ско­

рость

увеличивается

от 0,0142 до 0,0375

см 3 /г - мин .

С

увеличе­

нием

давления от 1

до 600 кгс/см2 , при постоянной

температуре

20° С, Z уменьшается от 71 до 46 мин,

a

ш

увеличивается

от

0,0142 до 0,0395 см 3 /г • мин.

 

 

 

 

 

 

 

К а к

п о д т в е р ж д а ю т эксперименты,

величины w и

Z

зависят

т а к ж е

 

и от веса поршенька прибора.

Так, с

ростом

веса

пор­

шенька скорость w уменьшается, а период набухания Z увели­ чивается. Нетрудно заметить, что их величины имеют относи­ тельное значение. Изучение набухания необходимо проводить приборами с одинаковым весом поршеньков.

78

П о

методике

Ж и г а ч а — Ярова,

усовершенствованной в

У к р Н И Г Р И ,

изучалось

набухание глинистых минералов

пород-

коллекторов

на з а п а д е

и юге Украинской нефтегазоносной

обла­

сти. Исследования

выполнены в пластовой и технической

водах,

а т а к ж е

в водных

растворах химических

реагентов и поверхност­

но-активных веществ (ПАВ) средних концентраций, применяе­ мых в практике обработки буровых растворов. П р е д в а р и т е л ь ­ но проводился гранулометрический анализ пород-коллекторов и

изучался

минералогический

состав их

глинистого материала .

П о данным гранулометрического анализа содержание глини­

стых

минералов

(фракции

менее 0,01 мм) в

песчаио-глинистых

породах изменяется от 3,5

до 87%. Н а и б о л е е

высокий процент

глинистых

минералов (от 10 до 87%) содержат породы-коллек­

торы

сарматских

отложений Внешней

зоны

Предкарпатского

прогиба. Коллекторы палеогена Внутренней зоны П р е д к а р п а т ­

ского и мела

З а к а р п а т с к о г о прогибов, а т а к ж е

кембрия

Волыно-

Подольской

окраины Восточно-Европейской платформы

содер­

ж а т меньшее

количество глин, соответственно

8—67; 5,5—74 и

3,5—26%.

 

 

 

С о д е р ж а н и е глинистых минералов в породах - коллекторах нижнего мела западной части К р ы м а составляет 10,4—34,5%, увеличиваясь в мелкозернистых разностях пород.

Минералогический состав глин изучался термическим и рент­ генометрическим методами, а т а к ж е в шлифах . Основная масса глинистых образований кембрия, мела и палеогена составлена гидрослюдистыми и хлоритовыми минералами (в палеогене при­ сутствуют примеси каолинита и редко монтмориллонита) . С а р ­ матские отложения содержат в основном монтмориллонитовые глины с примесью гидрослюды, каолинита и хлорита.

Туфогенные и туфопесчанистые породы нижнего мела запад ­ ной части Крыма с о д е р ж а т в основном гидрослюдистые и хло­ ритовые глины. Очень редко и в незначительном количестве при­ сутствуют следы монтмориллонита (скв. 4 Серебрянской площа ­ ди, интервал 3718—3725 м) . Цемент в породе по типу контакто­ вый и поровый. П о составу он кремнисто-глинистый. Кремнистое вещество состоит из халцедона и зереи кварца .

Исследования по изучению набухания проводились на песча- но-алевритовых породах кембрия (площадь Б у ч а ч с к а я ) , сарма ­

та (площадь

З а л у ж а н с к а я ) , палеогена

(площадь

Семигинов-

с к а я ) , мела

(площадь

Тереблянская) со

средним

содержанием

глинистых минералов .

П о западной части

К р ы м а

исследования

проводились на туфогенных породах нижнего мела из площадей: Бакальской, Задорненской, Серебрянской и Северо-Серебрян- ской. Величины температуры и давлений принимались согласно их средним значениям дл я к а ж д о г о исследуемого стратиграфи ­ ческого комплекса пород.

Результаты лабораторных исследований на з а п а д е Украин­ ской нефтегазоносной области приведены на рис. 12. По данным

79

Смотрите также файлы