Файл: Мищевич, В. И. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции.pdf

При наличии водопроявлений исследования можно проводить методом кратковременных установившихся отборов или методом прослеживания за подъемом уровня в бурильной колонне после снижения уровня в скважине (рис. 30, б и д). При этом устье

скважины должно быть оборудовано с помощью устьевого пакера или превентора.

Во всех случаях результаты будут достоверными, если иссле­ дуется только один поглощающий пласт, действия других погло­

вочного раствора в скважине и жидкости, закачиваемой в сква­ жину для исследования, или равенства плотностей пластовой и находящейся в скважине жидкостей.

5 В, И. Мищевич

Глава VII

Обобщенный закон фильтрации жидкости в проницаемых средах. Определение основных параметров поглощающих горизонтов по данным гидродинамических исследований

§ 11. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ О ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТИ в ПОГЛОЩАЮЩИЕ ПЛАСТЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ КАВЕРНОЗНЫМИ, ТРЕЩИНОВАТЫМИ И ПОРИСТЫМИ ПОРОДАМИ

При объяснении форм индикаторных линий, полученных при ис­ следовании пористых, трещиноватых и кавернозных пластов, мно­ гие исследователи принимали во внимание действие только одного какого-либо закона фильтрации —Дарси [4, 20], одночленного квадратичного или двучленного квадратичного закона [16, 27, 28, 43] с учетом упругого режима. При движении неньютоновских жидкостей принимается закон, в котором учитывается начальный градиент давления [31].

При расхождении фактических данных с данными, принятыми для анализа по законам фильтрации, замеры в определенной сте­ пени корректировали или при больших отклонениях считали де­ фектными. Вогнутые индикаторные линии объяснялись влиянием различных механических взвесей, находящихся в закачиваемой жидкости [23], изменением проницаемости в зависимости от ре­

скольких десятков метров), индикаторные линии расшифровы­ вали с достаточной степенью точности с применением прямолиней­ ного, в том числе с начальным градиентом давления, закона Дарси (в случае преобладания пористых коллекторов) или дву­ членного квадратичного закона Краснопольского — Шези (в слу­ чае преобладания трещиноватых коллекторов). При значительной мощности проницаемых пластов (от нескольких десятков до сотен метров) расшифровать индикаторные линии с помощью извест­ ных одночленных законов фильтрации не представлялось воз­ можным, так как проницаемые среды (поглощающие) в большей

66

степени представлены совокупностью сред — мелкопористой, пори­ стой и трещиновато-кавернозной.

Отнесение большинства замеров исследуемых проницаемых горизонтов к дефектным было бы прямым отрицанием невыяснен­ ных, но реально существующих в природе законов фильтрации жидкостей в проницаемые среды, представленных совокупностью мелкопористых, пористых и трещиновато-кавернозных пород.

Так как проницаемые пласты представлены трещиновато­ кавернозными, пористыми и мелкопористыми отложениями, наи­ более вероятно предположить, что фильтрация жидкости по ним происходит по различным законам одновременно: в трещиновато­

диентов давления в порах разного размера.

Рассмотрим отдельно влияние всех трех сред на общий рас­ ход жидкости, так как все они относятся к одной и той же' мощ­ ности проницаемого пласта.

К первой среде были отнесены трещиновато-кавернозные участки, течение жидкости через которые подчиняется закону

первой среды, характеризующий проницаемость первой среды, мощность пласта, радиус скважины, инерционные сопротивления, размер трещин и каверн и т. д., в м3/сут-ат0'5; р — плотность жид­ кости в г/см3; с — коэффициент, характеризующий инерционные сопротивления; h — мощность, принятая одинаковой для всех трех сред, в м; Rc — радиус скважины в м.

Расход жидкости для первой среды определяется исходя из закона Краснопольского—Шези:

где Kz — коэффициент продуктивности (приемистости) второй среды в м3/сут-ат; k2-—коэффициент проницаемости второй среды

вД; /?к — радиус контура питания в м.

Ктретьей среде отнесены самые мелкопористые участки, филь­ трация жидкости через которые происходит с преодолением на­ чальных градиентов давления. Для того, чтобы процесс фильтра­ ции происходил по единичным поровым каналам, необходим не­

который перепад давления, который зависит от напряжения сдвига то, дли­ ны канала /, и радиуса поровых кана­ лов г. Для капилляра, например, име­ ющего цилиндрическую форму, связь между этими величинами имеет вид:

. Г

фильтрации. Вначале при некотором градиенте давления жид­ кость начинает двигаться по самым крупным порам этой среды. По мере увеличения градиента давления в процесс фильтрации вовлекаются все более мелкие поры, и при градиенте давления (dp/dr)о фильтрация уже происходит по всем поровым каналам третьей среды. Коэффициент подвижности k3/p при этом изме­ няется от нуля при нулевом значении градиента давления до ■&оз/Цо при градиенте давления (dp/dr)0. Если в первом прибли­ жении принять зависимость коэффициента подвижности k3/\i от градиента давления dp/dr линейной, то имеем (рис. 31):

68

Проинтегрировав уравнение (24) в пределах от рк до рс и от RK до Rc, получим окончательную формулу расхода для третьей среды:

2р0 (VR^ - /ДГ)2

Здесь К з — коэффициент продуктивности (приемистости) треть­ ей среды, характеризующий мощность пласта, параметры жидко­ сти ро, со и т. д., в м3/сут (ат)2.

Из предположения, что движение жидкости происходит по всем средам одновременно, можно сделать вывод, что общий расход будет равен сумме расходов в каждой среде в отдельности:

из уравнений (18), (19) и (25), получим обобщенный закон фильт­ рации в тройных средах:

Вполне вероятно, что от преобладания влияния той или иной среды индикаторные линии могут быть выпуклыми к оси расходов (преобладает влияние первой среды), прямыми к оси расходов (преобладает влияние второй среды), вогнутыми к оси расходов (преобладает влияние третьей среды) и S-образными, когда влия­ ние всех сред соизмеримо.

Следовательно, предлагаемая модель тройной среды при одно­ временном действии трех законов фильтрации в пласте, представ­ ленном трещиновато-кавернозными, пористыми и мелкопористыми породами, наиболее полно описывает встречающиеся при исследо­ вании проницаемых сред формы индикаторных линий.

Индикаторные линии, получаемые при исследовании гидроди­ намическими методами скважин, отображают суммарный расход Qc в зависимости от перепада давления, поэтому необходимо вна­ чале найти метод определения составляющих Qi, Q2 , Q3 , т. е. ре­ шить обратную задачу.

По полученной в результате исследования индикаторной линии найдем количество жидкости, поступающей отдельно в трещино­ вато-кавернозные, пористые и мелкопористые среды.

Для определения коэффициентов К\, К2, Кз, характеризующих приемистость (продуктивность) каждой среды, на индикаторной линии принимают три точки и для них выписывают уравнения, аналогичные уравнению (28):

69