Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Особенности вскрытия, испытания и опробования трещинных коллекторов нефти

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.26 Mб
Скачать

ность жидкости в иасадке в г/см3 ; YJплотность жидкости в шприце в г/см3 ; С — константа прибора.

Константа прибора устанавливается по величине поверхност­ ного натяжения эталонной жидкости, например, криоскопического бензола на границе с дистиллированной водой. Для этого на при­ боре определяется объем капли криоскопического бензола в ди­ стиллированной воде, и С рассчитывается по следующему выра­ жению:

С =

(7)

где в — поверхностное натяжение криоскопического бензола на границе с дистиллированной водой; V — объем капли криоскопи­ ческого бензола в показаниях шкалы микрометра; ч — плотность дистиллированной воды; TL плотность криоскопического бен­ зола.

Для измерений межфазного поверхностного натяжения на описанном выше приборе использовалась рекомбинированная проба пластовой нефти Осташковичского месторождения (скв. Р2 и 31, межсолевые отложения), пластовая вода этого же место­ рождения (скв. Р9), а также фильтраты растворов, приготовлен­ ных в лаборатории и аналогичные тем, которые применялись для

Рис. 6. Вискози­ метр ВВДУ.

вскрытия нефтеносных горизонтов Осташ­ ковичского и Давыдовского месторожде­ ний. Измерения проводились в интерва­ лах температур 20—6'5°С. Результаты из­ мерений показаны в табл. 9.

Определение вязкости нефти в услови­ ях, подобных пластовым, было достигнуто за счет использования рекомбинированных проб нефти и применения вискозимет­ ра высокого давления.

Вискозиметр высокого давления типа ВВДУ (рис. 6) представляет собой вы­ полненный из немагнитной стали толсто­ стенный цилиндр 7,, помещенный в термостатирующую рубашку 5. В верхней ча­ сти цилиндра находится проходной шту­ цер /, через который происходит заполне­ ние нефтью трубки из немагнитной стали 6. Внутри трубки под действием силы соб­ ственного веса перемещается стальной шарик 4. Между трубкой и штуцером ус­ тановлен железный сердечник 3, а в верх­ ней части корпуса цилиндра — соленоид­ ная катушка 2, которая в паре с сердеч­ ником составляет электромагнит. При

прохождении электрического тока через обмотку соленоидной ка-

22

тушки стальной шарик удерживается сердечником в крайнем верхнем положении. В нижней части корпуса цилиндров установ­ лены индуктивные катушки 8, связанные с усилителем и электро­ секундомером.

Электрическая схема вискозиметра выполнена таким образом, что в момент отключения электромагнита автоматически включа­ ется секундомер; при этом шарик начинает двигаться вниз. При достижении крайнего положения шарик, попадая в поле индук­ тивных катушек, создает дополнительную электродвижущую си­ лу, увеличиваемую до значения, достаточного для срабатывания

ч

О

 

'SS/////S \

 

•^7/

г

 

Рис. 7. Принципиальная схема прибора.

/ — ручной пресс; 2 — вискозиметр; 3 — усилитель: 4 — тер­ мостат; 5 — электродвигатель с турбипкоп.

реле, которое разрывает цепь секундомера и останавливает его, фиксируя время прохождения шарика по трубке.

Работа с вискозиметром производится следующим образом (рис. 7). Присоединяют вискозиметр 2 стальной трубкой к шту­ церу ручного пресса /. Устанавливают вискозиметр в положение «соленоид внизу» и термостатируют при пластовой температуре 65°С. После установления этой температуры приступают к запол­ нению вискозиметра пробой нефти, поднимая давление до пласто­ вого. Когда в системе устанавливается пластовое давление и тем­ пература, включают усилитель 3. Тумблер «питание» переводят в положение «включено», при этом зажигается сигнальная лам­ почка. Ожидают 12 мин, пока нагреваются лампы усилителя. Затем переключают тумблер в положение «электромагнит». При этом шарик притягивается к электромагниту. Поворачивают вис­ козиметр в рабочее положение — «соленоид наверху». Шарик, притянутый магнитом, находится в верхнем конце трубки. Пере­ водят тумблер в сторону надписи «секундомер»; при этом отклю­ чается электромагнит и шарик начинает двигаться по трубке вниз и одновременно включается электросекундомер.

23

\

При достижении шариком крайнего нижнего положения се­

кундомер автоматически

отключается, фиксируя время

каче­

ния

шарика. Определение

времени качения шарика произво­

дят

несколько раз, для чего вискозиметр поворачивают

в по­

ложение «соленоид внизу» и повторяют все вышеизложенные операции.

Расчет вязкости нефти производят по формуле

 

Р = * (рш — р„) С,

(8)

где т — время качения шарика в с; р ш — плотность

шарика в

г/см3 ; рн — плотность нефти в г/см3 , С — постоянная вискозимет­ ра, установленная калибровкой для каждого из трех углов. Ве­ личина вязкости для каждого давления вычисляется как средняя арифметическая значения вязкости, полученных для двух или трех углов.

Рекомбинированная проба пластовой нефти из межсолевых (задонских) отложений Осташковичского месторождения, ис­ пользуемая нами при экспериментальных исследованиях, в свя­ зи с ее расходом приготовлялась трижды. И все 3 раза определя­ лась вязкость при пластовых параметрах: £ = 65°С; р „ „ — =300 кгс/см2 . Вязкость нефти при этом составляла: 3,95; 4,14,

6,65 сП'з, что с некоторыми расхождениями соответствует

вязко­

сти нефти в пластовых условиях.

 

Для набора модели пласта-коллектора использовали керн из

скв. 13 Осташковичского месторождения из межсолевых

(задон­

ских) продуктивных отложений (интервалы 2648—2653; 2667— 2661; 2687—2693; 2695—2699; 2699—2704 и 2704—2711 м). Из об­ разцов керна пород-коллекторов с их остаточной водо-нефтена- сыщенностью вытачивали параллельно напластованию цилиндры диаметром ~3 см и длиной 2,5—3 см, которые затем помещали в аппараты Сокслетта и эстрагировали. После эстракции и высу­ шивания образцов определяли их абсолютную проницаемость по

воздуху на специальной установке

(рис. 8) в условиях

стационар­

ной линейной фильтрации

при

избыточном давлении (2,0—

2,5 кгс/см2 )

на входном торце

образца.

 

Образец

керна 6, прошедший

предварительную

обработку,

упаковывался в резиновую манжету и помещался в кернодержатель 5. Затем по системе трубопроводов в кернодержатель пода­ вался сжатый воздух и образец подвергался боковому аэрообжи­ му под давлением 15—20 мгс/см2. Конструкция кернодержателя обеспечивала надежное уплотнение, что исключало проскальзы­ вание игаза вдоль боковой поверхности образца. После аэрообжи­ ма на торец образца через понижающий редуктор / подавался воздух под давлением 2,0—2,5 кгс/см2 , расход которого фиксиро­ вался с помощью газового счетчика 4 или бюретки на противопо­ ложном/ торце образца в условиях установившейся фильтрации газа через образец керна.

24

Рис. 8. Схема прибора для определения проницаемости по воздуху.

' — понижающий

редуктор; 2 — манометр, показывающий давление воз­

духа в баллоне;

3 —рабочий манометр; 4 — газовый счетчик; 5 —керно-

 

держатель; 6 — керн.

Коэффициент абсолютной

газопроницаемости

рассчитывали

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к _

2gp^.b,, 1000-

д

 

 

 

 

(9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где F — площадь поперечного сечения

образца

в см2 ; Т — время

фильтрации

газа в с; Q — расход газа,

проходящего через

обра­

зец за время

Т, в см3 ; [х — вязкость

газа

при температуре

окру­

жающей среды в сПз; I — длина образца в см;

pD X избыточное

давление на входе, равное

- м

а н 7 3 5 ^"-p .g££

в кгс/см2 ; р з ы х дав-

 

 

 

Рбар

760

 

 

 

 

 

ление на выходе, равное

в кгс/см2 .

 

 

 

 

 

 

760

 

 

 

 

 

 

 

После определения

абсолютной

проницаемости

образцы

кер­

на вакуумировались и под вакуумом в течение 6 ч насыщались пластовой минерализованной водой. Затем по общепринятой ме­ тодике Преображенского [39] в каждом образце керна определя­ лась открытая пористость (пористость насыщения). Полностью водонасыщенные образцы пород-коллекторов помещали в цент­

рифугу и в течение 5 мин центрифугировали со

скоростью

6000 об/мин. При этом возникал перепад давления

порядка

6 кгс/см2 . Таким образом, в образцах оставалась остаточная (свя­ занная вода). После восстановления остаточной водонасыщенности образцы пород-коллекторов консервировались в неполярной

25

Т а б л и ц а 10 Коллекторские свойства и остаточная водонасыщенность моделей пласта

Открытая пори­ стость образцов керна. % 1

Средневзвешен­ ная открытая по­ ристость по всей модели пласта, %

Объем нефтена-

сыщенного емко­ стного пространст­ ва в каждом об­ разце керна К,см3

Объем связанной (остаточной) воды в каждом образ­ це керна V,, см3

Суммарное содер­ жание в модели пласта связанной воды от объема открытого емкост­ ного простран., %

Абсолютная про­ ницаемость образ­ цов керна в моде­ ли, мД

 

 

|

 

 

 

 

1

2

 

3

4

5

6

П р н м с ч а н н е

7

 

 

 

Модель пласта № 5

 

 

 

 

 

17,9

 

2,12

0,653

 

39,1

При 65°С

динамичес­

15,5

 

1,22

0,263

 

76,1

кая

вязкость

рекомбм-

17,2

 

2,22

0,263

 

140,5

мированной

пробы пла­

18,5

14,2

1,98

0,468

16,3

153,4

стовой нефти

при атмо­

13,4

 

1,15

0,220

 

103,9

сферном

давлении

10,1

 

2,08

0,003

 

36,6

|х=3,85

сПз, удельный

9,6

 

0,94

0,428

 

62,4

вес

пластовой

воды

11,9

 

2,06

0,400

 

23,6

7

=1,222

гс/смз,

 

 

 

 

 

 

длина модели

пласта

 

 

 

 

 

 

I

=23,8 см, удельный

 

 

 

 

 

 

пл

рекомбиннрованной

 

 

 

 

 

 

вес

 

 

 

 

 

 

пробы пластовой нефти

 

 

 

 

 

 

Y

=0,852

гс/смз

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

S „ =13,77

 

 

2 ,,=2.698

 

 

 

 

 

Модель пласта № 6

 

 

 

 

 

8,3

 

0,97

0,592

 

16,3

 

fj.=3,85

сПз,

13,0

 

1,75

0,641

 

31,3

 

7в =1,222 гс/смз

14,1

 

1,34

0,463

 

41,6

 

11,8

26,0

 

 

 

 

 

17,0

1,43

0,476

145,0

 

/п л =23,5 см

6,0

 

0,51

0,186

 

32,4

 

15,3

 

1,87

0,57

 

27,8

 

 

 

 

 

12,0

 

0,95

0,256

 

25,5

 

7Н

=0,852 гс/см8

9,3

 

0,87

0,234

 

13,3

 

 

 

 

 

 

 

 

=9,69

 

ZVi =3,418

 

 

 

 

 

 

 

. Модель пласта № 7

 

 

 

 

 

16,2

 

0.73

0,389

 

153,4

 

 

 

 

11,3

18,3

0,70

0,213

26,7

76,1

 

р.=3,85 сПз

17,6

0,42

0,356

16,3

7В =1,263 гс/см3

17,9

 

0,66

0,165

 

140,5

 

25,8

 

0,56

0,178

 

23,6

 

/п л =23,5 см

12,5

 

0,48

0,134

 

103,9

 

18,4

 

1,07

0,402

 

39,1

 

7Н =0,852 гс/см3

25,9

 

2,89

0,176

 

36,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

=5,51

 

:„ =2,009

 

 

 

26

стостькерна, Открытая% пори­образцов

1

16,1

11,9

17,6

17,9

25,3

12,7

18,7

26,0

23,2

22,8

15,9

13,8

14,4

19,7

12,5

14,6

16,0

11,9

17,7

18,0

25,6

12,6

19,0

26,0

Средневзвешен­ ная открытая по­ ристость по всей модели пласта, %

Объем нефтенасыщенного .емко­ стного простран­ ства в каждом образце керна V, см3

2

3

 

1,04

 

1,09

 

1,57

18,2

1.51

 

0,54

 

0,91

 

1,03

 

0,98

V

=8,67

-V

 

0,61

 

0,68

 

0,39

17,1

1,18

 

0,73

 

0,56

 

0,82

 

1,25

 

=6,22

 

0,67

 

0,23

 

0,12

18,3

0,88

 

0,64

 

0,50

 

1,01

 

0,41

 

=4,46

Объемсвязанной (остаточной)воды каждомв образце К,,кернасм:'

Суммарноесодер­ вжаниемодели связаннойпласта отводыобъема открытогоемкост­ простран.,ного %

Абсолютнаяпро­ ницаемостьобраз­ кернацов в модели,мД

Продолжение табл. 10

П р и м е ч а н и е

 

 

 

4

5

6

 

7

Модель пласта № 9

 

 

0.429

 

21,5

(л=3,07 сПз

1,241

 

43,6

0,163

 

44,9

7„

=1,263 гс/см3

0,226

20,8

145.0

0,04

 

33,8

/ п л

= 23,5 см

0,007

 

20,1

0,089

 

28,0

7 Н

-=0,845 гс/см3

0,084

 

11,0

 

 

 

= 2,279

Модель пласта № 10

 

 

0,237

 

153,4

 

 

0,164

 

76,1

fi=3,07 сПз,

0,296

20,2

16,3

7 В

=1,263 гс/см3

0,210

140,5

0,122

 

23,6

/п л =24,2 см

0,119

 

103,9

0,337

 

39,1

7Н

=0,844 гс/см3

0,054

 

36,6

 

 

V

= 1,579

 

 

"У,

Модель пласта № 12

 

 

0,229

 

15,3

 

 

0,178

 

95,1

ц=3,07 сПз,

0,386

 

87,4

-Г„ =1,263 гс/см3

0,169

42,0

123,6

0,228

 

19,8

/п л =24,2 см

0,884

 

98,8

 

 

 

0,406

 

45,4

Кн

=843 гс/см3

0,765

 

31,2

 

 

 

 

 

=3,245

 

21

Открытая порис­ тость образцов •>ерна, %

Средневзвешен­ ная открытая пористость по всей модели пласта, °'°

Объем нефтенасы-

щенного емкост­

ного пространства в каждом образце керна V, см3

 

 

1

1

 

1

2

 

 

3

23,3

 

0,08

22,9

 

1,12

15,9

17,1

0,12

13,9

 

1,10

14,4

 

0,06

19,8

 

0,09

12,5

 

0,07

 

 

2 Х =2,6 4

32,3

 

1,69

26,1

 

1,99

25,6

20,8

2,13

19,1

 

2,34

18,0

 

2,04

12.61,12

11,9

 

1,18

 

1 \

=12,49

17,7

 

0,16

22,1

 

0,47

20,9

19,0

0,37

16,1

 

0,17

20,1

 

0,18

16,3

 

0,40

20,3

 

0,22

 

S K = 1 . 9 7

19,6

 

0,05

22,8

 

0,11

15,4

16,2

0,07

14,8

 

1,37

14,3

 

0,11

12,4

 

0,34

 

2 К = 2 , 0 5

Объем• связанной (остаточной)воды каждомв образце V,кернасм'

Суммарноесодерж. моделив пласта связаннойводы объемаот откры­ емкостноготого простр.,%

Абсолютнаяпро­ ницаемостьобраз­ кернацов модели,в мД

 

Продолжение табл. 10

 

П р и м е ч а н и е

 

 

 

 

4

5

6

 

 

7

 

Модель пласта № 13

 

 

 

 

0,278

 

19,0

 

ц = 2 , 9 4 сПз,

0,165

 

38,5

 

7U

=1,263

гс/см8

0,110

77,6

31,5

 

0,048

 

145,0

 

/п л

=25,0 см

0,029

 

32,4

 

 

 

 

 

 

0,071

 

22,4

 

7„

=0,849

гс/смз

0,057

 

22,8

 

 

 

 

 

 

 

 

S K

=0,758

 

 

Модель пласта № 14

 

 

 

 

1,102

 

37,5

 

(а=2,94 сПз,

0,440

 

41,4

 

fB

=1,252

гс/смз

0,428

20,8

23,4

 

 

 

 

 

0,444

 

46,7

 

/п л

=22,4 см

0,335

 

67,8

 

 

 

 

 

 

0,226

 

90,3

 

7Н

=0,849

гс/см3

0,301

 

90,6

 

 

 

 

 

 

Модель пласта № 15

 

 

 

 

0,328

 

44,3

 

ц = 2 , 9 4 сПз

0,217

 

15,5

 

7В

=1,252

гс/смз

0,211

47,0

19,4

 

 

 

 

 

0,055

 

10,2

 

/п л =20,0 см

0,137

 

13,5

 

 

 

 

 

 

0,275

 

34,1

 

7„

=0,849

гс/см»

0,530

 

24,3

 

 

 

 

 

 

 

 

S K

= !,753

 

 

Модель пласта № 16

 

Н.=2,94 сПз

0,105

 

22,3

0,049

 

28,5

7=1,257 гс/смз

0,488

30,2

23,7

 

 

 

0,095

 

145,0

г п л = 1 6 , 0

см

0,029

 

22,7

7Н

=0,849

гс/см»

0,121

 

22,2

 

 

 

 

 

 

 

 

=0,887

 

 

28

 

 

=4

4 5

a s .

В*

7 > — >

24

и

Г

 

( г

1 Д а = й

т

Рис- 9. Схема установки для моделирования процессов фильтрации в условиях, подобных пластовым.

/ — ручной пресс; 2,

3, 4, 5 — колонки высокого давления; 6,

7 — контрольные

колонки; 8 — кернодержатель;

9 — резиновая

м а н ­

жета; 10 — стальная

решетка; Л — к е р н ; 12 — спираль для

обогрева; 13 — электродвигатель; /4 — редуктор;

15 — первый

прессу

 

/6 — второй пресс;

/7 — контейнер;

18 — насос.

 

 

Углеводородной жидкости (очищенном керосине). Результаты бп: ределения коллекторских свойств пород и остаточной водонасыщенности даны в табл. 10.

Экспериментальная установка (рис. 9), на которой определя­ лось влияние фильтрата промывочной жидкости на матрицу тре­ щинного коллектора, была сконструирована на базе УИПК-1. Основными узлами экспериментальной установки являются: уст­ ройство, позволяющее задавать постоянный расход жидкости в . кернодержателе 8 и перепады давления на его торцах; емкости i высокого давления, представляющие собой цилиндрические тол­ стостенные колонки 2, 3, 4, 5, две из которых 4 и 5 заключены в кожух и снабжены электрическими спиралями для термообогре­ ва пластовых жидкостей; секционный кернодержатель 8, позво­ ляющий смонтировать модель пласта длиной до 1 м. Составной керн помещается в резиновую манжету 9, которая находится в перфорированном стальном цилиндре. Горное давление имитиру­ ется гидравлическим обжимом. Боковой обжим на модель пла­ ста передается через манжету, а торцовый — через толкатели. Толкатели ^меют центральные отверстия для создания противо­ давления и течения фильтрата. Между торцами модели пласта и толкателями размещаются распределительные шайбы с радиаль­ ными и концевыми канавками, а также сетки, которые обеспечи­ вают равномерное распределение потока жидкости по поперечно­ му сечению торцовой части модели пласта. Кернодержатель за- : ключей в кожух, снабженный электроспиралью для создания пла­ стовой температуры, регистрация и регулировка которой осуще­ ствляются с помощью электроконтактного термометра и реле.

Работа на экспериментальной установке проводилась в следу­ ющем порядке. После проверки взаимодействия всех узлов и опрессовки коммуникаций при давлении 500 кгс/см2 собирали мо­ дель пласта в кернодержателе и заполняли колонки высокого давления испытуемыми жидкостями. Во избежание разрыва рези­ новой манжеты давление, обжима в кернодержателе, имитирую­ щее горное давление, и противодавление в модели, имитирующее пластовое давление, поднимались постепенно и ступенчато с опе­ режением давления гидрообжима на 50—75 кгс/см2 . При дости­

жении

пластовых условий — давления гидрообжима

450—

500 кгс/см2 и противодавления в модели 290—300 кгс/см2

— вся

система

емкостей, коммуникации и кернодержатель нагревались

до пластовой температуры

(для межсолевых отложений 65°С).

В течение всего эксперимента эта температура

поддерживалась

постоянной.

 

 

 

При заданных скоростях и перепадах давлений осуществля­

лось насыщение, а затем фильтрация рекомбинированной

пробы

пластовой нефти. При установившемся режиме

определялся ко­

эффициент фазовой нефтепроницаемости по формуле

 

 

иг —

1 0 0 0 Г1!! А

 

 

30

гДе

(i„вязкость рекомбинированной пробы

нефти в пластовых

условиях в сПз; F — площадь поперечного сечения модели в см2 ;

1 и л

—длина модели пласта в см; Q — расход

1 см3 жидкости за

время Г в с; Ар—перепад

давления при установившейся филь­

трации в кгс/см2 .

 

 

После установившейся

фильтрации нефти

и определения ко­

эффициента начальной нефтепроницаемости К\ систему переклю­ чали и на модель пласта воздействовали определенным объемом фильтрата промывочной жидкости в условиях динамической фильтрации, а затем и в статическом состоянии. В этом состоянии система оставалась 18—20 ч. По истечении этого времени присту­ пали к имитации вызова притока и определению коэффициента нефтепроницаемости /С2-

Для этого производилась фильтрация нефти в противополож­ ном (по сравнению с первоначальным) направлении, которую осуществляли до установившегося режима при заданных скоро­ стях и перепадах давлений.

После окончания эксперимента модель пласта разбиралась, образцы взвешивались и поступали в аппараты Закса для отгон­ ки воды и нефти толуолом. При этом велся учет водной фазы, отражающей содержание связанной воды и воды, оставшейся от воздействия фильтрата промывочной жидкости. Окончательная очистка образцов от минеральных солей и смолистоасфальтеновых компонентов производилась в аппарате Сокслетта последо­ вательно спирто-бензольной смесью и хлороформом.

Результаты экспериментальных исследований. При определе­ нии коэффициента восстановления проницаемости (3 в процессе экспериментальных исследований на модель пласта воздейство­ вали жидкостями двух видов: фильтратами буровых растворов и водорастворимыми ПАВ. Использовались фильтраты трех промы­ вочных растворов:

1) фильтрат раствора, обработанного ССБ и модифицирован­ ным крахмалом (фильтрат № 2);

2)фильтрат раствора, обработанного ССБ и крахмальным реагентом (фильтрат № 3);

3)фильтрат полиакриламидного раствора (фильтрат № 4). Целью экспериментов было получение сравнительных данных

окоэффициенте восстановления проницаемости в результате воз­ действия этих фильтратов на матрицу пород-коллекторов в ус­ ловиях, подобных пластовым. Результаты экспериментов приве­ дены в табл. 11. Основной вывод, который можно сделать по ре­ зультатам проведенных экспериментов, заключается в том, что различные промывочные жидкости по-разному влияют на тре­ щинный коллектор. При разработке проекта на проводку скважи­ ны для вскрытия продуктивных отложений, представленных тре­ щинными коллекторами, необходимо предусматривать промывоч­ ные жидкости, способствующие максимальному сохранению ес­ тественной проницаемости матрицы трещинного коллектора. Та-

•31

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ