Способ определения проницаемости горной породы,слагающей стенки скважины и устройство для его осуществления

 

1. Способ определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, включающий равномерное создание внешнего радиального давления сжатия на образец с центральным отверстием, его нагре.в и нагнетание жидкости или газа, отличающийся тем, что,, с целью повышения достоверности измерений путем полноты воспроизведения геолого-технических условий залегания горных пород, на образец воздействуют из раздельных источников одновременно с внешним радиальным нагружением, осевым сжатием и поровым давлением до значений, соответствующих пластовым условиям, с последующим созданием давления фильтрации жидкости или газа в радиальном направлении образца. 2.. Устройство для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, coдejзжaщee корпус , кольцевую эластичную камеру, перфорированный стакан, зернистый (Л материал, рабочую головку, резьбовые крышки и фланец, отличаюе щееся тем, что, элас.тичная камера выполнена герметичной, а ,отверстия перфорированного стакана меньше размеров зернистого материала , который размещен в зазоре между камерой и стаканом,, причем рабочая головка имеет дополнительную эласо тичную герметичную камеру. 00 СП со

590 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

П9) {П) 3GD Е 2 В 49 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

НИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3402526/22-03 (22) 26. 02. 82 (46) 23.01.84. Бюл. )) 3 (72) A.È. Булатов; P.A. Ахметов, Е.П. Ильясов, A.Ô. Дзюба и A.В; Письменный (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (53) 622.242(088.8) (56) 1. Горайн В.И. и др. Методические рекомендации. М., 1978, с ° 158, п. 3.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 732518, кл. Е 21 В 49/00, 1980 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНОЙ ПОРОДЫ, СЛАГАЮЩЕЙ СТЕНКИ

СКВАЖИНЫ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57).1. Способ определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, включающий равномерное создание внешнего радиального давления сжатия на образец с центральным отверстием, его нагрев и нагнетание жидкости или газа, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности измерений путем полноты воспроизведения геолого-технических условий залегания гор ных пород, на образец воздействуют из раздельных источников одновременно с внешним радиальным нагружением, осевым сжатием и поровым давлением до значений, соответствующих пластовым условиям, с последующим созданием давления фильтрации жидкости или газа в радиальном направлении образца.

2,. Устройство для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины. содержащее корпус, кольцевую эластичную камеру, перфорированный стакан, зернистый материал, рабочую головку, резьбовые крышки и фланец, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, эластичная камера выполнена герметичной, а,отверстия перфорированного стакана меньше размеров зернистого материала,который размещен в зазоре между камерой и стаканом,. причем рабочая головка имеет дополнительную эластичную герметичную камеру..1068590

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств горных пород и может быть использовано при исследовании взаимодействия горных пород, жидкостей и газов, насыщающих их, с жидкостями, приме.няемыми при строительстве, освоеиии и эксплуатации буровых скважин.

Известен способ определения проницаемости образцов горной породы, основанный на насыщении образца жидкостью.и снятия показаний 513;

Недостатком данного способа является низкая достоверность данных о их проницаемости в зоне нарушения целостности горных пород пробуренной скважиной.

Известен также способ определения проницаемости горной породы,слагающей стенки скважины, включающий равномерное создание внешнего ради- 20 ального давления сжатия на образец, с центральным отверстием, его нагрев и нагнетание жидкости или газа и устройство для его осуществления, содержащее корпус, кольцевую эласФич-25 ную камеру, перфорированный стакан, .зернистый материал, рабочую головку, резьбовые крышки и фланец 22.

Недостатком указанных способа и устройства является нивками досто- у) верность измерений, связанная с неполным воспроизведением геолого-технических условий залегания горных пород.

Цель изобретения - повышение дос- 5 товерности измерений за счет полно ты воспроизведения геолого-технических условий залегания горных пород.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения . 40 проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, включающему равномерное создание внешнего радиального давления, сжатия на образеЦ с центральным отверстием, его нагрев и нагнетание жидкости или газа, на образец воздействуют из раздельных .источников одновременно с внешним радиальным нагружением, осевым сжатием и поровым давлением до значений, соответствующих пластовым условиям, с последующим созданием давления фильтрации жидкости или газа в радиальном направлении образца.

В устройстве для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, содержащем корпус, кольцевую эластичную камеру, перфорированный стакан, зернистый материал, рабочую головку, реэьбовые крышки и фланец, эластичная камера выполне- 60 на герметичной, а отверстия перфорированного стакана меньше размеров зернистого материала, который размещен в зазоре между камерой и.стака.ном, причем рабочая Головка имеет доцолннтельную эластичную герметичную камеру.

При определении проницаемости об разца горной породы, представляющей касть продуктивного пласта, нарушенного пробуренной скважиной, характерно нарушение равенства напряжений в околоствольной зоне, т.е. б /<4 8; . При этом напряжения и С„ o pe e Tc o o составляющей горного давления (P@<), а 8 — вертикальной составляющей горного давления, т.е. весом вышележащих пород (Р ). В связи с тем, что

Pg+ ф Р для воспроизведения одновременного и пропорционального бокового и вертикального составляющих горного давления необходимы раэ дельные источники давления, например в риде компрессора, гидравлического пресса, насоса и т.д,. Также одновременно и пропорционально с воспроизведением давления горных пород должно производиться насыщение пор образца под давлением жидкостью или газом (в зависимости от поставленных задач ) до значения пластового давления. В связи с тем, что значения давления горных пород (боковое и вертикальное) отличаются от значения давления пластовых, воспроизведение порового (пластового давления должно производиться также от отдельного источника давления (гидравлического пресса, насоса или компрессора). Одновременно с созданием приращений укаэанных давлений должен производиться пропорциональный нагрев испытуемого образца до: пластовых температур. Нагрев образца одновременно и пропорционально с воспроизведением бокового и вертикального горного давления, пластового давления предупреждает. в отличие от известного устройства возникновение температурных напряжений в теле образца. Эти напряжения могут внести дополнительную погрешность в измерение проницаемости особенно трещинных образцов горной породы. Затем создается давление нагнетания, обеспечивающее фильтрацию газа или жидкости, созданной постоянным перепадом давления на испытуемом образце горной породы при условии сохранения и поддержания порового (пластового) давления.

На чертеже представлена схема устройства для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины.

Устройство состоит иэ кор-, пуса 1с резьбовыми крышками 2, рабочей головки 3, фланца 4 со штуцерами 5 и б, Внутри корпуса располагается образец горной породы 7, боковую поверхность которого облегает перфорированный стакан 8, вы1068590 полненный из ленты. Лента изготовлена из прочного материала, например нержавеющей стали. Зазор между эластичной герметичной кольцевой камерой 9 и перфорированным стаканом 8 заполнен зернистым материалом

10 шарообразной формы, например чугунной дробью. К торцу образца через прокладку 11 прилегает фланец 12. Устройство дополнительно снабжено кольцевой камерой 13, прилегающей к торцу образца через фланец 12. Устройство в сборе распола.гается в термобане 14. Герметичность отДельных узлов устройства обеспечивается при помощи уплотнительных 15 колец 15-17. После сборки устройство подключается к прибору или установке для определения проницаемости.

Через штуцера 18 .и 19.в камерах 13 и 9 создаются равномерно пропорциональные давления с целью воспроизведения вертикального и бокового давления горных пород а через штуцеI оа 5 и 6 воспроизводится полковое пластовое ) давление. Также одновере- 25 менно создают пропорциональное при- . ращение температуры до заданного значения посредством прокачивания теплоносителя через штуцера термобани.

При создании бокового горного дав30 ления РЯ» на.образец горной породы давление жидкости или газа через штуцер 19. передается в эластичную герметичную кольцевую камеру 9. Затем давление через стенки камеры 9 передается через тела 10 шарообразной формы, перфорированный стакан 8 на внешнюю боковую поверхность образца горной породы. Пазы, выполненные на стакане 8, имеют геометрические размеры меньше чем тело шарообраз- ной формы, поэтому при передаче давления предупреждается деформация образца телами шарообразной формы, тем самым сохраняется его естественная проницаемость. Прочность и.фор- ма тел шарообразной формы позволяют сохранять проницаемость кольцевого зазора. заполненного телами шарообразной формы при различных действующих давлениях, что в свою очередь позволяет проводить измерения с высокой точностью.

По достижению заданных давлений

Pg<<, Р порового(пластового) давлейия и температуры через штуцера

5 и б и образец горной породы при постоянном перепаде давления, прокачивается определенное количество жидкости или газа.

Экономический эффект от внедрения изобретения достигается за счет сокращения времени освоения эксплуатационных скважин в. среднем на 3 сут.. 10б8590

Составитель И, Карбачинская

Техред Л.Пилипенко Корректор А. 3имокосов

Редактор В. Иванова

3аказ 11436/27 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

"Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. Ул, Проектная, 4