Файл: Особенности вскрытия, испытания и опробования трещинных коллекторов нефти..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.10.2024
Просмотров: 71
Скачиваний: 0
щин были несколько омяты и начальная раскрытость трещин на рушилась. При последующих депрессиях (Проницаемость значи тельно уменьшилась, а депрессия 200 вдгс/см2 привела к полной закупорке каналов фильтрации.
Таким образом, проведенные эксперименты подтвердили на личие связи между проницаемостью призабойной зоны и величи ной депрессии при опробовании.
§ 7. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНОЙ ПО ВЕЛИЧИНЕ ДЕПРЕССИИ
НА ДЕФОРМАЦИЮ ТРЕЩИННОГО КОЛЛЕКТОРА
В отличие от предыдущих исследований в этих эксперимен тах преследовалась цель установления особенностей деформации трещинного коллектора в зависимости от величины депрессии при постоянных пластовых условиях. Причем нагрузки на модель трещинной среды выбирались намного ниже предела (упругости образцов керна, из которого изготавливались блоки моделей.
Модель подвергалась нагрузкам, соответствующим пласто вым условиям залегания продуктивных пластов в межсолевых отложениях Припятской впадины. Горное давление было приня то равным 600 кгс/см2 , а пластовое 300 кгс/см2 . Выполняемые эксперименты представляли интерес с двух позиций: оценки по ведения трещинной среды в условиях межсолевых отложений и при нагрузках, не превышающих предел упругости горной по роды.
Эксперименты проводились в двух типах пластовых условий.
Первый |
тип — всестороннее сжатие рй =600 тогс/см2, второй |
|
тип—рг |
=600 кгс/см2 , рй =350 кгс/см2 . В обоих случаях |
плас |
товое давление принималось равным 300 кгс/см2 . В первом |
случае |
преобладали боковые нагрузки (всестороннее сжатие), а во вто ром— осевая нагрузка (горное давление).
Замеры деформаций проводились при различных депрессиях: 50, 100, 150, 200, 250, 300 кгс/см2 . С целью снижения влияния зна копеременных нагрузок на механические свойства моделей на
каждой депрессии делался |
только один замер. |
Эксперименты |
|||||
проводились в следующей |
последовательности. |
рй =600 |
|
||||
1. Создавали |
условия |
всестороннего |
сжатия |
кгс/см2 |
|||
и поднимали давление в трещинах до рпл =300 |
кгс/см2 . |
течение |
|||||
2. Выдерживали модель в пластовых условиях 3 ч, в |
|||||||
которых проверяли отсутствие деформаций. |
|
р6 |
|
||||
3. Измеряли упругие деформации при изменении |
(сниже |
||||||
ние— подъем давления) в пределах 100 кгс/см2 . |
|
|
|
||||
4. Выдерживали модель в пластовых условиях 1,5—2,0 ч, в те |
|||||||
чение которых |
убеждались в отсутствии деформаций. |
|
|||||
5. Измеряли |
деформации |
модели |
при имитации |
процессов |
|||
опробования испытателем |
с депрессиями: 50, 100, 150, 200, 250, |
||||||
300 кгс/см2 . |
|
|
|
|
|
|
|
6* |
83 |
|
6. Создавали .пластовые условия второго типа: р,- =600 кгс/см2 , |
|||||||
pt |
=350 кто/ом2 , рш |
=300 мгс/см2. |
условиях 3 >ч, в течение 'ко |
|||||
|
7. Выдерживали |
модель в |
этих |
|||||
торых проверяли отсутствие деформаций. |
|
|||||||
рт |
8. Измеряли упругие |
деформации |
модели |
при изменении |
||||
(снижение—подъем |
давления) |
в пределах |
100 тагс/ем2. |
|||||
|
9. Выдерживали |
модель в пластовых условиях 1,5—2 ч, что |
||||||
бы убедиться в отсутствии деформаций. |
|
|
||||||
|
10. Измеряли деформации |
модели |
при имитации процессов" |
|||||
опробования с депрессиями: 50, 100, 150, 200, 250, 300 кгс/см2 . |
||||||||
|
Для исследований |
применялись |
модели с |
горизонтальными |
||||
трещинами, которые |
изготавливались |
из различных горных по |
||||||
род, слагающих продуктивную |
толщу |
нефтяных месторождений |
БССР. В данных экспериментах горная порода нас интересова ла только как материал для изготовления 'блоков моделей. Поэ тому предпочтение отдавалось наиболее прочным и плотным раз ностям. Краткое описание образцов, использованных для иссле дований, дано в табл. 22.
Т а б л и ц а 22 Описание керна, использованного для выполнения экспериментов
Л* скважины Давыдовской площади
5
7
7
7
7
7
7
9
10
10
Интервал отбора керна,
м1 §
3104,1-3129,8
2825,8-2836,0
2838,9 - 2849,8
2858,8-2868,21
2877,8-2983,4
3410,5-3422,0
3435,0 - 3452,9! 2829,0—2840,0
3147,0-3184,0]
3198,0-3205,0, 42,
с с. OI й» «
^ ЭКС1с мепh
2
5
11
1
12
10
Лнтологнческое описание
Доломит |
пепельно-серы ft, очень |
креп |
||
кий, |
массивный |
|
|
|
Известняк |
белый, |
комковатый, |
креп |
|
кий, |
сильно |
перекристаллизован |
||
ный |
|
|
|
|
Известняк серый с коричневым от тенком, очень крепкий, массивный Известняк серый с коричневым оттен ком, сильно перекристаллизован
ный, с большим количеством стилолитов и трещин, создающих брекчированную текстуру
Известняк светло-серый, сахаровидный, массивный
Доломит массивный, серый, очень крепкий
То же Доломит-ангидритовая порода, серая
скоричневым оттенком, мелкозерни стая, неслоистая
Доломит коричневато-серый, мелко зернистый, массивный с редкими глинистыми пропластками типа бу горчатых стилолитов
Доломит серый с зеленоватым оттен ком, микрозернистый, брекчиевидный, глинистый
84
Результаты измерения упругих свойств моделей показаны в
табл. 23. Здесь |
Р/—продольная |
сжимаемость блока; P d — |
попе |
||||||
речная |
сжимаемость |
блока; |
р т |
р — сжимаемость |
трещинной |
сре- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
23 |
|
|
Упругие свойства моделей с горизонтальными трещинами |
|
|
||||||
Номер |
Пластовы е условия |
|
|
Ptp-io-. |
|
|
Р т р |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
экспери |
Рг, кгс/см* |
" б ' |
кгс/см' |
кгс/см' |
кгс/см' |
|
|
h |
|
мента |
|
|
|||||||
|
|
кгс/см' |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
600 |
350 |
0,08 |
• |
— |
0,13 |
— |
|
1,6 |
2 |
— |
600 |
0,03 |
|
0,09 |
|
3,0 |
||
5 |
600 |
350 |
0,04 |
|
0,03 |
0,82 |
0,7 |
21,0 |
|
5 |
— |
600 |
0,01 |
|
0,05 |
0,68 |
5,0 |
58,0 |
|
6 |
600 |
350 |
0,09 |
|
0,19 |
0,16 |
2,1 |
|
1,8 |
6 |
— |
600 |
0,12 |
|
0,48 |
0,22 |
4,0 |
|
1,8 |
7 |
— |
600 |
0,05 |
|
0,05 |
0,10 |
1,0 |
|
2,0 |
7 |
600 |
350 |
0.14 |
|
0,08 |
0,14 |
0,5 |
|
1,0 |
9 |
600 |
350 |
0,15 |
|
0,08 |
0,55 |
0,5 |
|
3,7 |
9 |
— |
6оО |
0,12 |
|
0,65 |
0,06 |
5,4 |
|
0,5 |
11 |
600 |
350 |
0,42 |
|
0,08 |
0,19 |
0,2 |
|
0,5 |
11 |
— |
600 |
0,22 |
|
0,10 |
0,53 |
0,5 |
|
2,4 |
ды и их отношения. Отношения сжимаемостей позволяют су дить о состоянии моделей трещинных сред перед экспериментом. Например, при соотношении Рт р /Р/ равном или близком к еди
нице наблюдалось полное смыкание трещин |
и отсутствие про |
|
ницаемости. Резкое увеличение соотношения |
РтР/Р/ |
свиде |
тельствовало об увеличении раскрытое™ трещин или о высокой
исходной раскрытое™ трещин (в этом случае р т р |
можно |
счи |
тать сжимаемостью трещин). Резкое увеличение |
pd/p, |
гово |
рит о развитии вертикальной системы трещин. |
|
|
Данные табл. 23 показывают, что сжимаемость моделей под
действием торного |
давления в 'большинстве случаев выше, |
чем |
при всестороннем |
сжатии, но отношения р^/Р/ и Рт р /Р;, |
как |
правило, выше при всестороннем сжатии, чем при действии гор ного давления. Трещины в большинстве случаев из-за меньших контактных напряжений при всестороннем сжатии имеют боль шую раскрытое™, что подтверждается большей величиной сжи маемости.
Сопоставление сжимаемостей и их отношений для одной и той же модели показало, что деформационные свойства непре рывно изменялись из-за смятия контактов искусственных тре щин, развития естественных систем микротрещин блока и обра зования новых микротрещин. Наличие напряжений сжатия или растяжения в моделях определялось анализом направлений де формаций. В табл. 24 приведены направления деформаций, по
лученные при понижении пластовых нагрузок: Рь, |
р г и р п л . |
Во всех случаях три повышении нагрузок деформации |
происхо- |
85
та (-
К
0*
S пер nepi
rU (ft 1
5
7+
8+
9
10
11
12 —
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
24 |
|
|
Направление деформаций при понижении р& |
р т |
, р„п |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Пластовые |
условия |
|
|
|
|
|
||
р 6 = |
600 кгс/см =; рпл=Ш |
1 |
кгс/см" |
|
|
р г = 6 0 0 |
кгс/см2; р—350 |
кгс/см |
|
||||
|
|
|
|
|
= 300 |
кгс/см* |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Л , л |
|
|
||
+ |
|
|
|
Л . л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+1 |
|
1 |
|
|
|
|
Ь |
d |
|
|
1 |
d |
|
d |
тр |
1 |
< |
тр |
|
тр |
|
TP |
|||||
I |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 1 |
- к |
1 |
|
+ |
|
+ |
|
— |
+ |
|
|
+ |
— |
1 |
|
1 |
|
|
|
+ |
|||||||
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
+ |
+ |
|
1 |
|
+ |
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
+ |
|
1 |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
— |
|
|
|
+ |
|
— |
+ |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
— |
+ |
|
+ |
|
|
— |
|||
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
дили в обратном направлении. В таблице знак |
— (минус) обо |
|
значает 'уменьшение размера, а знак + |
(плюс) |
увеличение. Де |
формации обозначены следующим |
образом: / — продольная, |
|
d— поперечная, тр — деформация трещинной |
среды (трещин). |
Данные табл. 24 показывают, что наиболее стабильно проис ходили деформации при понижении горного давления. Пониже ние рг приводило к удлинению блока, снижению диаметра и увеличению раскрытости трещин. При всестороннем сжатии по нижение давления (р6) приводило к деформациям различного направления. Снижение длины модели сопровождалось увели чением диаметра. Раскрытость трещин в большинстве случаев увеличивалась, но имелись случаи деформаций противополож ного направления. Очевидно, при всестороннем сжатии направ ление деформаций зависит от внутреннего строения блока моде ли, структуры горной породы и наличия микротрещин.
При понижении давления пластовой жидкости (депрессии) в искусственных трещинах направления деформаций для обоих ти пов пластовых условий в основном были одинаковы. При этом
процессе происходило |
снижение |
раскрытости |
трещин, увеличе |
||||
ние длины блока модели и уменьшение диаметра. |
|
|
|
||||
|
Анализ диаграмм, полученных |
при выполнении |
эксперимен |
||||
тов, показал, что при |
изменении |
внешних |
нагрузок |
(рг |
или |
||
р6) |
все деформации полностью повторяют характер |
изменения |
|||||
этих давлений. Совершенно по-другому происходили |
деформации |
||||||
при изменении давления в трещинах. В этом случае |
почти |
каж |
дая модель имела свои характерные особенности, которые выра жались в степени деформации блоков. Характер деформации блоков изменялся с увеличением депрессии, но для трещин оста вался неизменным. Очевидно, деформация трещин во многом за висит от напряжений на контактах, которые непосредственно свя заны с давлением жидкости в трещинной среде. В отличие от
86
трещин, деформация блока происходит с одной стороны от на
пряжений |
на |
контактах, |
а |
с другой — от |
напряжений |
в скелете |
|||||||||||||
блока, возникающих от внешних нагрузок и давления |
насыщаю |
||||||||||||||||||
щей |
жидкости. При |
создании |
депрессии |
жидкость, проникшая |
|||||||||||||||
ранее в поры и трещины моде- |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ли, начинает постепенно, скорее |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
или |
медленнее, в |
зависимости |
|
Мл |
|
|
|
|
|
||||||||||
от проницаемости |
горной |
поро |
|
n£_j- |
|
|
|
|
|||||||||||
ды, |
поступать |
в |
вертикальное |
|
Ad |
|
|
|
|
|
|||||||||
отвер стие |
модели |
|
(скв аж и ну). |
|
At |
|
|
|
|
|
|||||||||
При этом возникают два типа |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
напряжений: |
|
напряжения |
за |
|
up, |
|
|
|
|
|
|||||||||
счет |
гидравлических |
сопротив |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
лений |
в фильтрационных |
кана |
|
лл Г |
|
|
|
|
|||||||||||
|
Л mp |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
лах |
модели |
|
и |
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
вследствие снижения |
давления |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
насыщающей |
|
жидкости, |
кото |
|
At |
|
|
|
|
|
|||||||||
рое |
приводит |
к |
увеличению |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
напряжений |
в |
скелете |
модели |
|
Ар«я г— |
|
|
|
|
||||||||||
под |
действием |
внешних |
нагру |
|
|
|
|
|
|||||||||||
зок. Таким образом, |
деформа |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ция, которую |
фиксировали |
тен |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
зометры, |
являлась |
совокуп |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ностью |
|
одновременного |
|
прояв |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ления |
различных |
напряжений: |
|
Мл |
г |
|
|
|
|
||||||||||
напряжений |
на контактах |
ис |
|
|
|
|
|
||||||||||||
кусственной |
трещины |
и |
|
напря |
|
4mp |
г |
|
|
|
|
||||||||
жений внутри модели. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
На рис. 32 показаны основ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ные типы |
записей |
деформаций, |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
полученных |
при этих |
исследо |
|
4gm |
|
|
|
|
|
||||||||||
ваниях. |
На |
рис. 32, а |
показан |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
4mp |
г |
|
|
|
|
|||||||||||||
пример, |
когда |
характер |
дефор |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
маций |
|
полностью |
соответство |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вал изменению давления в ще |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
ли. На рис. 32, б, в, г и д изо |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
бражены |
осциллограмы, |
когда |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
характер |
деформаций |
не |
соот |
Рис. 32. Основные |
типы |
осцилло |
|||||||||||||
ветствовал |
изменению |
рпл |
— |
грамм, |
полученные |
при |
изучении |
||||||||||||
после |
|
создания |
депрессии и |
влияния депрессии на деформацию |
|||||||||||||||
|
|
трещинного коллектора. |
|||||||||||||||||
восстановления |
давления |
мо |
а — эксперимент |
1 п 5; |
б — эксперимент |
||||||||||||||
дель |
продолжала |
|
деформиро |
5; |
в — эксперимент 9; |
г — эксперимент |
|||||||||||||
|
|
|
10; |
д — эксперимент |
И. |
||||||||||||||
ваться. |
|
|
Очень |
|
характерны |
|
|
||||||||||||
|
|
|
рис. 32, в |
и д. |
|
|
|
||||||||||||
диаграммы, |
показанные |
|
на |
Деформации на |
|||||||||||||||
рис. 32, в |
получены |
для |
модели, |
имеющей |
слабую |
проницае |
мость и высокую сжимаемость за счет наличия микротрещин. При резком снижении давления сначала происходила деформа ция, совпадающая с изменением /?1л,— уменьшение раскрытое™