Способ исследования водоносного пласта

 

3AQEii". .;,".-! ", ;, --; pe бкйиот н@,-,::5;.

К Н

E О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик рл732517

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270278 (21} 2584608/22-03 с присоединением заявки Мо (51)М. Кл.2

Е 21 В 47/10

G 01 Ч 9/00

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050580. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК 622. 276.1 (088.8) Дата опубликования описания 050580 (72) Авторы изобретения

Н.Н. Ходжибаев, Г.В. Куликов и Б.Л. Ингман

Научно-производственное объединение Узбекгидрогеалогия Министерства геологии Узбекской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА

Поставленная цель достигается тем, что возмущающее воздействие оздают путем возбуждения в пласте

25 упругих колебаний, а в реагирующих скважинах измеряют величину приращения давлени я пластового Флюида и время распространения поперечной волны т с момента возбуждения, по

Зр которым определяют величину парисИзобретение относится к гидрогеологии, в частности к области йсследования характеристик водоносных горизонтов.

Известен способ исследования гидродинамических параметров пласта„ включающий создание импульсов давления в возмущающей скважине и регистрацию процесса гидрадинамического возбуждения пласта в реагирующей скважине. Регистрация процесса воз буждени я о суще ст вл яет ся путем измерения величин потоков пластового флюида в исследуемой или в реагирующей с.к важи не при помощи расходомеров-дебитаметрав (1) .

Известен также способ исследования водоносного пласта, основанный на определении е ro фильтрационных характеристик путем соэ дани я в скважине возмушающего воздействия и измерении параметров пластового

Флюида в реагирующих скважинах, Способ включает создание возмущающего воздействия в скважине и измерение расхода осевого потока в

Функции глубины одновременно в возмущающей и реагирующей скважинах при .двух различных по интенсивности воэ буждени ях, причем измерение расхода .в реагирующей скважине про. изводят также в функции времени, начиная с момента возбуждения (2) .

Все известные способы пазволя5 ют определить единовременно только гидродинамические, а именно фильтрационные характеристики пласта, на основании данных об изменении расхода пласового флюида в процес1р се гидродинамического возбуждения пласта. Вследствие этого процесс гидрогеологического исследования скважин, который включает в себя определение не только фильтрацион15 ных, но и емкостных характеристик, требует больших затрат времени.

Цель изобретения — обеспечение одновременного определения фильтрационных и емкастных характеристик пласт а.

732517 а,«-+)-e г -г„ аа а а р ьР < „() (2), 16

F=- р.окЯ Р (6) где P — давление °

Таким образом (7) (8} .а

К V = grad P

„р („) Я -к„

T1ll3 X

2.. г. <-к („- 1 аа (" 1 аP („

К(;, )а,„ *а„„..i а аа апек(г ) (12) 4,,ЬРтпах (Д к=„— „Ь

) а К Р Д

9лз аР „,, иа НаКоиец тости и коэффициента фильтрации из следующих соотношений: где V — скорость распространения волны;

3 — коэффициент Ляме;

P — плот ност ь пори сто го материала; (5

1 — плотность скелета пороЬ дЫа

Я вЂ” плотность Флюида; Р— пористость

К

С Э коэффициент фильтрации; рО

r r — рассто яни я от возмуща а ющей скважины до ре агирующи х;

К коэффициент диссинации взрыва в среде;

25 аа1ах "1 а. ткхх (х ) — максимальные приращения давления пластового флюида в реагирующих скважинах.

Упругие колебания в пласте возбуждают путем взрыва кумулятивного заряда, гредварительно гидроизолируя возмущающую скважину по обе стороны от заряда на уровне границ исследуемого гласта.

Момент прихода волны определяют по максимальному приращению давления

Зз в реагирующих скважинах.

Осуще ст вление одно временного определения характеристик пласта базируется на соотношениях между скоростью распространения поперечной вол- g() ны упругого колебания и пористостью пласта — с одной стороны и максимальным приращением давления пластового флюида до и после возбуждения пласта и коэффициентом фильтрации — с другой..

Соотношение (2) получено следующим образом.

Рассмотрим пласт, в котором кумуля: тивный заряд представляет собой тонкую нить, Тогда после взрыва в среде распрсастраняется волна сжатия. Если в среде отсутствует диссипация энергии, то величина максимального приращейия давления 6Рщс,„(v) на расстоянии r от заряда будет следующая: где A — кон ст акта, з ави с ящая от мощности взрыва на единицу длины заряда.

В случае наличия диссипации, это соотношение будет иметь дополнительный множитель 5 "" т.е.

Р (")= q. Ж ), где К вЂ” коэффициент диссипации энергии взрыва в среде.

Коэффициент диссипации тесно свя3 ч с величиной коэффициента фильтрации.

Принимаем, что сила трения на единицу объема флюида между флюидом и скелетом породы пропорциональна их относительной скорости V, т.е. т9 K(Vа (5) где К вЂ” коэффициейт, также определиющий диссипационные характеристики среди.

Кроме того, при установившемся движении, т.е. когда V = const„ должно соблюдаться равенство сил трения и сил, вызывающих движение флюида F, и, наконец„ а а — qrad Р ( кл (9)

Сравнивая выражение (7) с записью закона Дарси, можно сделать вывод, что коэффициент фильтрации К, об— ратно пропорционален величине K и, следовательно, коэффициенту диссипации К.

Отсюда, если известны величины максимальных приращений давлений флюида в скважинах, удаленных, соответственно, на расстояния r è r

2. от возмущающей скважины, то

732517

Для создания в пласте упругих колебаний необходимо перед взрывом кумулятивного заряда гидроиэолировать возмущающую скважину по каждую сторону от заряда на уровне границ исследуемого пласта.

Определение фильтрационных и емкостных характеристик по указанному способу происходит следующим образом.

На уровне нижней границы пласта скважину гидроизолируют. Затем закладывают кумулятивный заряд и гидроизолируют скважину на уровне верхней границы исследуемого пласта. Начиная с момента взрыва в измерительных скважинах . начин ают из мер ят ь величины давления„Времена распространени я поперечных волн о предел яют с я по первому вступлению. Затем определяют величину максимального приращения давления в каждой реагирующей скважине по разности максимальной величины давления после взрыва и величины давления до начала возмущения, Зная величины времен распространения поперечных волн и максимальных давлений для двух скважин с помощью приведенных расчетных или находимых при калибровке эмпирических зависимостей находят как емко ст ные, т ак и фильтрационЯ к

40 скорость распространения

Р— ксзффициент Ляме .. плот ност ь пористого мат ери ала;

Д вЂ” плотно ст ь скелет а породы;

5 плотност ь флюида;

Ф вЂ” пори стост ь;

К вЂ” коэффициент фильтрации;

r r — расстояния от возму4 с 2 щающей скважины до реагирующих;

К вЂ” коэффициент диссинации ввзрыва в среде; еа д — макси— мальные приращения давления пластового флюида в реагирующих скважинах.

60 2. Способ по п.1, о т л и ч аюшийся тем, что упругие колебания в пласте возбуждают путем взрыва кумулятивного заряда, предварит ельно ги дрои з олиру я возмущающую

55 скважину по обе стороны от заряда

В предлагаемом способе наличие в каче ст ве во з буждающе го воз дейст ви я упругих колебаний позволяет по измеряемым в реагирующих скважинах временам распространения поперечных волн и по известным расстояниям между скважинами определять пористость пласта. При этом объем влаги в закрытых порах, а также занятый конституционной водой в пористостb не входит. Следовательно, найденная величина будет отражать значение активной пористости, т.е. емкостные характеристики пласт а, Вместе с тем, поперечная волна, распространяясь, создает в пласте приращение давления, которое измеряется в реагирующих скважинах. По. максимальному приращению давления, измеренному в двух сКважинах разно— удаленных от во з мущений, определяют коэффициент фильтрации пласта.

Время рас пространени я поперечной волны от возмущающей скважины до реагирующей определяется по моменту появления максимального приращения давления пластового флюида в реагиРующей скважине.

Таким образом, возмущение пласта посредст вом упругих коле бани и дает возможность одновременного изменения двух величин, по которым определяются фильтрационные и емкостные характеристики, причем измерение одной величины тесно связано с из— мерением другой. ные характеристики исследуемого водоносного пласта.

Предлагаемый способ не требует для осуществления специально разработанной аппаратуры и позволяет

5 при помощи известных технических средств осуществить определение фильтрационных и емкостных характеристик исследуемого пласта одновременно, т. е. с меньшими зат 0 ратами времени по сравнению с иэве ст ными спосо бами .

Формула изобретения

1. Способ исследования водоносного пласта, основанный на определении его фильтрационных характерис-. тик путем создания в скважине возмущающего воздействия и измерении

20 параметров пластового флюида в реаГирующих скважинах О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспе чени я одновременного о пределе ни я фильтр ацио нных и емко ст ных х ар акт еристик пласта, возмущающее воздействие создают путем возбуждения в пласте упругих колебаний, а в реагирующих скважинах измеряют величину приращения давления пластового флюида и время распространения поперечной волны с момента воз— буждения, по которым определяют величину пори стости и коэффициента фильтрации из следующих соотношений:, 732517 .оставнтель Н. Чижикова

Редактор В. Эарванская Техред И.Асталош КорректоРВ. Синицкая

Тираж 626 Подпи сное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 1547/8

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,4 на уровне границ исследуемого пласта.

3. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и Я с я тем, что момент прихода волны рпределяют по максимальному приращению давления в реагирующих скважинах.

Ист очни ки н н формации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское, свидетельство СССР

9 185806, кл. Е. 21 В 47/10, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 533898, кл. G 01 Ч 9/00, 1976.