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: 149

Скачиваний: 0

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

 

Приведенная

зависимость поз.

 

золяет

экспериментально,

 

филь­

 

трационным

способом,

 

опреде­

 

лить

а.

 

Результаты

опытов

 

по

 

фильтрации

 

вод

различной

 

 

кон­

 

центрации

представлены

в

табл.

 

13. М а к с и м а л ь н а я

 

 

проницаемость

 

наблюдается

при фильтрации

 

вы­

 

соком ииерализованной

 

 

воды

 

(200

г/л)

 

и

минимальная — при

 

фильтрации

 

дистиллированной

 

воды. В той ж е

табл .

13

приведе­

 

ны значения а, рассчитанные по

 

уравнению

 

(57).

 

 

Величина

 

а

 

уменьшается

с

увеличением

 

кон­

 

центрации,

такая

ж е

зависимость

 

характерна

н

для1

 

коэффициента

tir О Ю

набухания

(рис.

 

14).

 

 

 

 

 

 

Ol Ol CJi

Если известна начальная от-

 

 

крытая

пористость

 

образца,

 

для

-.ScS

которой

а

равняется

0,

 

можно

т с " - ~

т а к ж е

определить

 

ее

текущие

(мгло

значения

при

разной

степени

 

на-

<ч-=-!.

бухания

глинистых

 

минералов

 

по-

 

роды (в данном случае при раз-

g2r.g

ной

минерализации

воды) .

 

Д л я

 

этого

достаточно

 

вычесть

из

 

ве-

ц э с ч е — личины

начальной

 

 

пористости

ее

<яп?1

долю, приходящуюся

на

 

гидрат-

> о о

ный

слон

согласно

 

текущим

 

зна­

 

чениям а. Изменение коэффици­

 

ента открытой пористости относи­

 

тельно величины

 

 

а

для

 

водных

о" о" о"

растворов

NaCl

разной

концен­

трации

и дистиллированной

воды

 

 

изображены

на рис.

15. На

рисун­

 

ке видно,

что

изменение

 

объема

 

порового

пространства,

вследст­

 

вие набухания

глинистого

 

мате­

 

риала,

достаточно

 

большое.

 

 

На­

 

чальные

коэффициенты открытой

 

пористости

в

исследованных

 

об­

 

разцах

1,

2

и 3

уменьшились

в

 

дистиллированной

 

 

воде

соответ­

 

ственно

в

 

пределах

от

14,8

 

 

до

 

8,3%,

от 10,9

до

7,4%

и от

7,8

 

до

 

5,Г%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а, доли един.

О

50

ЮО

150

ZOO С, г/л

Рис. 14. Зависимость доли объема гндратиого слоя а от минера­ лизации водных растворов NviCl.

J, 2, 3 — Лг? образцов согласно табл. 13.

а, доли един

Рис. 15. Связь доли объема гндратио­ го слоя а с открытой пористостью по­ роды.

/, 2, 3 — № образцов согласно табл. 13.

К о э ф ф и ц и е нт набухания Ко дисперсной пробы в жидкости ха­ рактеризует отношение VjVrn объема жидкости V, ушедшей на набухание глинистого материала, к его объему Угл, т. е.

V = K0Vm.

(58)

Величина ос, определяемая с помощью фильтрационного ме­ тода, соответствует отношению VIVaop объема жидкости V к на­ чальному объему пор Vnop образца до набухания, т. е.

 

V=o.Vnop.

 

 

 

(59)

П р и р а в н и в а я

соотношения

(58)

и 59), получим

 

 

 

1'г л

=

_ ! l ™ L ,

 

 

(60)

 

 

 

До

 

 

 

из которого через

величину

а

можно

определить

объем

глин

У г л в породе-коллекторе, участвующий

в набухании.

 

В связи с тем

что набухание глинистого м а т е р и а л а пород за­

висит от многих факторов, изучение этого процесса

д о л ж н о

про­

водиться для к а ж д о й конкретной

разновидности

коллекторов

при температурах и давлениях, отвечающих пластовым их зна­ чениям. Н а б у х а н и е глинистых минералов пород-коллекторов в изученных регионах будет значительно уменьшено, если д л я об­ работки буровых растворов при вскрытии продуктивных пластов использовать химические реагенты и П А В , в водных растворах которых коэффициент набухания глин меньше, чем в пластовой воде.

Целесообразно

т а к ж е

расширять изучение процесса

набуха ­

ния глинистых минералов

в

неразрушенных

образцах

пород,

в частности, предложенным

выше

ф и л ь т р а ц и о н н ы м . способом.

Только при наличии таких исследований и изучения

влияния

других процессов

(закупоривающих

свойств

химических

реаген­

тов, блокирующего действия

воды,

химического взаимодействия

и др.) на проницаемость пород-коллекторов возможен обосно­ ванный подбор рецептур рабочих жидкостей д л я вскрытия про­ дуктивных и перспективных пластов и искусственного воздейст­ вия на их прискважинную зону.

Г л а в а I V

Э К С П Е Р И М Е Н Т А Л Ь Н Ы Е ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН И ОБРАБОТКИ ПЛАСТОВ

П р о б л е м а

освоения скважин

и обработки пластов включает

большой

круг

вопросов,

решение

которых

возможно,

прежде

всего, на

базе

обширных

экспериментальных

исследований.

В данной работе приведены результаты исследований

по изу­

чению особенностей фильтрации жидкости и газа в моделях тре­ щинных пород с целью выяснения вопроса о роли упругих де­ формаций при изменении перепада давлений и определения оп­

тимальных

депрессий при освоении скважин, а т а к ж е по подбору

рецептуры

и технологии кислотных обработок пород-коллекто­

ров.

 

§ 1. Изучение фильтрации флюидов в трещинных породах в связи с определением оптимальных депрессий при освоении скважин

По вопросу определения оптимальных депрессий (перепада

м е ж д у

пластовым и

забойным давлениями) при

освоении тре­

щинных

коллекторов

существуют противоречивые

точки зрения.

В практике обычно создаются большие депрессии вплоть до тех­

нически достижимых (при

отсутствии притока ф л ю и д о в ) .

Одна ­

ко распространено мнение,

что фильтрационные свойства

тре­

щинных пород могут ухудшаться с увеличением депрессии. В ка­ честве причин, вызывающих такое явление, предполагается сужение трещин при значительных перепадах давлений [53], про­ явление упругих деформаций трещинного коллектора при неко­ торых критических депрессиях [56] и др . В доказательство при­ водятся случаи искривления индикаторных линий к оси депрес­ сий и появление гистерезисной петли между индикаторными диа­

г р а м м а м и

прямого и обратного

ходов.

Анализ

индикаторных линий

и всего фактического материала

по опробованию скважин не позволяет оценить величину опти­

мальных депрессий при

вызове

притока

из

пластов. Более того,

д л я условий западной части Крыма, где

в

меловых

отложениях

трещиноватость пород

развита

широко,

а

т а к ж е

д л я Волыно -

37

Подольской окраины Восточно-Европейской платформы н З а ­ карпатского прогиба фактический материал имеется лишь в ог­ раниченном количестве. Немногочисленные индикаторные линии» полученные при исследовании скважин, прямолинейны, пли не­ значительно искривлены к оси перепадов давлений . Техническим ограничением величины депрессии может служить ее предел,, с

которого начинается

разрушение приствольной зоны пласта.

В рассматриваемых

условиях трещинные

и

порово-трещинные

коллекторы представлены

сравнительно

устойчивыми породами,

не р а з р у ш а ю щ и м и с я

д а ж е

при очень больших

депрессиях — д о

300—350 кгс/см3 . Следовательно, задача сводится к выяснению вопроса о влиянии перепада давлений на изменение фильтра ­ ционных свойств трещинного коллектора .

Д л я этого

была предпринята

попытка в лабораторных

усло­

виях оценить

влияние депрессии

на характер фильтрации

флюи­

дов в трещинной среде. Выполнен комплекс опытов по фильтра ­

ции жидкости (керосина)

и газа

(азота)

в трещинных

породах

и идеальных щелях на моделях различной

конфигурации.

Ис­

пользованы

тр.н

типа моделей: первый — цилиндрические

образ ­

цы (диаметр

2,7

см, длина

3 см)

с продольными трещинами,

вто­

р о й — кубические образцы

(2,7X2,7 см) с

продольными

трещи ­

нами и третий — цилиндрические

образцы

(диаметр 2,7 см,

дли­

на 3 см) с радиальными трещинами . Преследовалась цель соз­ дать различные варианты распределения напряжений по отноше­

нию к трещине, в частности, в о б р а з ц а х с радиальными

трещи­

нами высверливалось

центральное круглое отверстие

(диаметр

4 м м ) , модель наиболее

полно п р и б л и ж а л а с ь

к условиям на­

пряжений, возникающих

при притоке

флюида

к скважине .

В качестве лабораторных образцов использовались туфоген-

ные породы нижнего мела и верхнемеловые известняки

западной

части Крыма, реже карбонатные породы из девонских

отложе ­

ний Волыно-Подольской окраины Восточно-Европейской

плат­

формы. Подбирались разновидности с непроницаемой

матрицей,

трещины создавались

искусственно.

Одновременно

изучалась

фильтрация в идеальных моделях аналогичной конфигурации, из­

готовленных

из нержавеющей стали марки 1Х18Н9Т, с

плоско­

параллельными пришлифованными щелями . Д л я наглядного со­

поставления

результатов аналогичные опыты проведены

т а к ж е

на моделях поровых пород

(мелкозернистые

песчаники) .

 

Л а б о р а т о р н а я установка включала

камеру

высокого давления

(кернодержатель), ручной

пресс д л я

создания гидрообжима,

си­

стему подачи флюидов в керн и контрольно-измерительные

при­

боры с устройством д л я замера расходов жидкости и газа.

Исследуемые

образцы

помещались

в

к е р н о д е р ж а т е л ь н у ю

трубку из маслобензостойкой резины, в

которой их положение

фиксировалось

упорными

цилиндрическими

плунжерами .

Руч ­

ным прессом жидкость для

о б ж и м а п о д а в а л а с ь в полость за

кер -

88

н о д е р ж а т е л ь н ой трубкой и одновременно в гидропривод плунже ­

ров, чем создавалось равномерное

всестороннее

давление

р о б ж

на образец, имитирующее геостатнческое давление. Р о д а ч а

флю ­

ида к образцу

и

отвод после

 

образца

осуществлялись

через

осевые отверстия

и растекателн

в п л у н ж е р а х (к радиальным

т р е ­

щинам флюид

дополнительно

подводился через боковое кольцо5

из сетки галунного плетения) .

 

 

 

 

 

Газ на вход

в

образец подавался

из

баллона

со с ж а т ы м га­

зом (давление

150 кгс/см2 ,)

а

входное

давление,

имитирующее

пластовое рал,

поддерживалось

на заданном постоянном уровне

с помощью редуктора. Подача жидкости в образец т о ж е осуще­ ствлялась с ж а т ы м газом через поршневой разделитель . При ра­ боте с жидкостью последняя, равно как образец и рабочие тру­ бопроводы, предварительно дегазировалась путем вакуумирова - ния. Д а в л е н и е на выходе из образца регулировалось с помощью игольчатого вентиля тонкой регулировки, посредством которого

устанавливались различные

перепады

 

(депрессии

Ар)

м е ж д у

давлениями — постоянным

на

входе и

регулируемым

на

выходе

образца . Д л я упрощения

опыты велись

при температуре

20° С,

так как при увеличении температуры законы фильтрации флюи­

дов остаются неизменными — за

счет различной вязкости

ме­

няется лишь наклон индикаторных линий.

 

 

В ходе опытов исследовались зависимости

между расходом

жидкости или газа Q и перепадом давлений Ар

(индикаторные

линии) Q=f(Ap).

П р и расчете

расходов газа

его объемы,

за­

меренные при атмосферных условиях, приводились к среднему давлению в образце . Зависимости Q=f(Ap) при постоянных все­ стороннем и входном давлениях снимались после полной стаби* лизации потока. К а ж д а я индикаторная линия обеспечивалась обязательной проверкой точек на прямом и обратном ходах из-*

менения

Ар.

Одновременно было установлено, что

индикаторные

д и а г р а м м ы

оставались неизменными независимо

от темпа из­

менения

депрессии (плавное или резкое) . Д л я к а ж д о г о исследу­

емого образца снималась серия индикаторных линий при сту­

пенчатом наращивании всестороннего давления, то

есть

при и з ­

менении эффективного давления рЭф ( в ы р а ж а ю щ е г о

превышение

геостатического давления над п л а с т о в ы м ) . Результаты

экспери­

ментов с использованием жидкости и газа показаны соответст­

венно на рис. 16 и 17.

 

 

 

Рассмотрим

вначале

вопросы, связанные с

конфигурацией

индикаторных

линий. Н а

исследуемых моделях получены разно­

образные

их типы (рис.

16 и 17): искривленные к оси перепадов'

давлений,

к

оси расходов и прямолинейные. Д л я

моделей поро-

вых пород,

почти во всех

случаях, характерны

прямолиней­

ные зависимости Q-f(Ap),

 

свидетельствующие о сохранении ли­

нейного закона

фильтрации

Д а р с и . Незначительное отклонение

от прямой пропорциональности отмечено по жидкости лишь в ра­ диальной модели, д л я которой была характерна высокая линей-.

89.-

Смотрите также файлы