Устройство для определения физическихсвойств горных пород гидравлическимразрывом

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>829936

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130779 (21) 2796774/22-03 (51)м. кл. с присоединением заявки ¹

Е 21 С 39/00

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150581. Бюллетень М 18 (5З) УДК 622. 23 (088. 8) Дата опубликования описания 1805,81 (72) Авторы изобретения

Н.Н. Вабошкин, Ф.И. Лестев. и А.К. Ше (73) Заявитель

Волгоградский государственный научно и проектный институт нефтяной проВввцуейнестк. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ГОРНЫХ ПОРОД ГИДРАВЛИЧЕСКИМ РАЗРЫВОМ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и горной промышленности и может быть использовано при изучении методов интенсификации при- тока нефти из пласта к забою скважин, а также в горном деле для определения физических свойств (прочности, пластичности) горных пород.

Известно .устройство для определения проницаемости горных пород под давлением, состоящее из кернодержателя, уплотнительной манжеты, системы бокового гидрообжима,плунжера.и средств контроля (11 .

Однако при использовании подобного устройства в целях исследования физических свойств горных пород путем гидравлического разрыва образца оно не позволяет создавать радиальный поток фильтрующейся жидкости.

Вследствие этого не обеспечивается моделирование физических процессов, имеющих место в пласте вблизи стенок скважины, и поэтому полученные результаты исследования на установках подобного типа не могут обоснованно применяться к определению физических свойств горных пород.

Известно также устройство для определения физических свойств горных 30 пород гидравлическим разрывом, включающее форму для размещения полого цилиндрического образца горной породы, уплотнительную манжету, средства нагружения породы вертикальным и боковым давлением и создания давления разрыва внутри образца, приспособления регулирования и контроля давления (21 .

Недостатком данного устройства является относительно невысокая эффективность моделирования физических процессов, происходящих в пласте горных пород (вблизи стенок скважины) при гидравлическом разрыве пласта, и вследствие этого недостаточная точность определения физических свойств горных пород, так как устройство не позволяет создавать боковое давление на образец, отличное от давления фильтрующейся жидкости.

Цель изобретения — повышение точности определения физических свойств горных пород за счет изучения влияния бокового давления на давление гидравлического разрыва.

Цель достигается тем, что форма для размещения образца и уплотнительная манжета выполнены с равномерно расположенными по их боковой поверх829936 ности радиальными сквозными отверстиями и снабжены герметично вставленными через них патрубками для сообщения каналов фильтрации образца горной породы со средствами регулирова ния и контроля давления. 5

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез. устройство имеет цилиндрическую уплотнительную манжету 1 с радиальными сквозными отверстиями 2 со вставленным в нее полоцилиндрическим о6разцом 3 горной породы, которые помещены в форму 4 с крышкой 5 и с радиальными сквозными отверстиями 6. Через радиальные отверстия 2 и 6 ман- 15 жеты 1 и формы 4 пропущены патрубки 7, снаружи сосуда 4 соединенные в один коллектор, оборудованный дросселем 8 и манометром 9. Через патрубок 10 в полости между стенками сосуда 4 и 39 манжеты 1 создается боковое давление, контролируемое манометром 11. Поршень 12 предназначен для передачи вертикальной нагрузки путем создания соответствующего давления через патрубок 13 с манометром 14. Патрубок 15 служит для нагнетания в образец 3 жидкости разрыва. Давление нагнетания контролируется манометром 16.

Устройство работает следующим образом.

Подготовленный полоцилиндрический образец 3 горной. породы вставляется в манжету 1 и затем вместе с манжетой монтируется в форму 4.. При этом достигается совмещение радиальных сквозных отверстий 2 и 6 манжеты 1 и формы 4.

В каждую совмещенную пару отверстий

2 и 6 пропускаются патрубки 7> при- . соединенные снаружи к общему коллектору, на выходе из которого установ- 40 лен дроссель 8 и манометр 9. В верхнюю полость сосуда 4 вкладывается поршень 12, который устанавливается на торец образца 3, и сосуд герметично закрывается крышкой 5. Затем насо- 45 сами через патрубки 10 и 13 осуществляется нагружение образца горной породы заданными боковым и вертикальным давлениями. Одновременно через патрубок 15 осуществляется нагнетание жидкости разрыва. После возникновения фильтрации жидкости разрыва при помощи дросселя 8 создается зацанное противодавление, которое через патрубки 7 передается на образец породы. Отфильтровавшаяся жидкость направляется для замера ее количества. Нагнетание жидкости разрыва осуществляется до возникновения разрыва образца породы, устанавливаемого по резкому снижению перепада давлений, эамеряемому манометрами 9 и 16.

Исследования на этой установке позволят изучить влияние бокового давления на давление гидравлического разрыва породы известными и разрабатываемыми жидкостями, а их реэультатЫ обоснованно применить к разработке технологии гидравлического разрыва пласта. формула изобретения

Устройство для определения физических свойств горных пород гидравлическим разрывом, включающее форму для размещения полоцилиндрического образца горной породы, уплотнительную манжету,.средства нагружения породы, вертикальным и боковым давлением и создания давления разрыва внутри образца, приспособления регулирования и контроля давления, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения физических свойств горных пород за счет изуче.ния влияния бокового давления на давление гидравлического разрыва, форма для размещения образца и уплотнительная манжета выполнены с равномерно расположенными по их боковой поверхности радиальными сквозными отверстиями .и снабжены герметично вставленными через них патрубками для сообщения каналов фильтрации образца горной породы со средствами регулирования и контроля давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кривоносов H.Â. и др. О влиянич давления закачки воды на проницаемость призабойной зоны.- Нефтяное хозяйство, 1 970, Р 8, с. 43-46.

2. Scott P.Р. und anothe, Rock

Rupture as affected by fluid properties petroleum transactions а ОИЕ, 1953, vol. 198, р. 112.

829936

Заказ 3189/46

Тираж б27 Поднисное

ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и Открытий

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

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

Составитель В; Борисова

Редактор Н. Ромжа Техред Ж. Кастелевич Корректор В. Бутяга