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

книги / Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах

..pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
9.4 Mб
Скачать

личин поправок на упругие деформации пород при выносе керна с за ­ боя на поверхность и дают основание предполагать, что такой учет необходим и при интерпретации результатов геологических и геофи­ зических исследований.

Можно полагать, что отмеченный эффект обусловлен не только по­ вышенной сжимаемостью минеральных зерен, но и локальными (свя­

занными с

неоднородностью пород) необратимыми изменениями в

структуре

пород.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Методика изучения трещиноватости горных пород и трещинных коллек­

 

торов нефти и .газа/Под ред. Е.М. Смехова. Л.: Гостоптехиздат, 1 9 6

2 ,

с.83 .

2.П а в л о в а Н.Н. Деформационные и коллекторские свойства горных пород.

 

М.: Недра, 1 9 7 5 . 2 4 0 с .

 

3.

Авчян

Г.М. Физичесике свойства осадочных пород при высоких давле­

 

ниях и

температурах. М.: Недра, 1 9 7 2 . 1 4 4 с .

4.

Б а х т и н В .В ., М а р т и р о с о в а А.О., Ф р и д м а н Д.Н. О практическом

 

значении эффекта разуплотнения глинистых покрышек над нефтегазовы­

 

ми залежами с АВПД. - Экспресс-информация. Нефтегаз, геол. и геофиз.,

 

1 9 7 3 , № 22 , с. 3 -5 .

 

5.

Авч ян

Г.М., С т е ф а н к е в и ч З.Б. Об одном механизме образования вы­

 

сокого пластового давления в нефтегазовых залежах. - В кн.: Физичес­

 

кие свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. Тби­

 

лиси: А\ецниереба, 1 9 7 4 , с.

3 0 6 - 3 1 0 .

6. Фомин

А.А., С т р о г а н о в

В.Н. Экспериментальное изучение процесса

формирования поровых давлений флюидов в осадочных породах при раз­

ных объемных

напряженных состояниях. - В кн.: Проблемы геологии не­

фти. Геохимия

нефтяных и газовых месторождений. М.: ИГиРГИ, 1 9 7 6 ,

с. 1 2 0 - 1 2 8 .

 

ДЕФОРМАЦИОННО-ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД ИЗ СКВАЖИНЫ СААТЛЫ-1 ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ

Е.И.Бдок, Г. Е. Кузьменкова, Т.М.Сэлехлр, Т. В. Соколова, В»П. Строгонов, А. А. Фомин

Изучение состава и строения глубинных частей земной коры име. ет важное значение для многих прикладных и теоретических задач, в том числе для определения условий размещения полезных ископа­ емых. Используются различные методы такого изучения: геологиче­ ские, геофизические, геохимические. Все эти методы дают лишь приблизительное представление об истинном состоянии земных недр. Очевидно, лишь бурение сверхглубоких скважин может прояснить многие вопросы.

В настоящей статье приведены результаты изучения деформаци­ онных, прочностных и* некоторых других физических характеристик пород-аналогов, полученных из опорной скважины-спутника Саатлы южная 1.

Скважина Саатлы южная Г расположена в пределах локального поднятия Караджаллы-Сор-Сор-Жжармы Саатлинской тектонической зоны. Разрез всех площадей Кюрдамирской области сложен песча­ никами, карбонатными и глинистыми породами, встречаются туфо-

Т а б л и ц а 1

Петрографическая характеристика и физические свойства горных

Номер

Глубина отбора

образца

образца, м

4 8 /1 7

3 2 2 5 - 3 2 3 0

4 9 /7 7

3 3 2 0 - 3 3 2 5

1 9 /7 7

3 4 2 5 - 3 4 3 0

1 7 /7 7

4 5 7 5 - 4 5 8 0

1 8 /7 7

4 6 7 5 - 4 6 8 0

5 4 /7 7

4 7 3 2 - 4 7 3 8

2 8 /7 7

5 1 7 3 - 5 1 7 5

2 4 /7 7

5 4 6 8 - 5 4 7 2

2 1 /7 7

5 5 9 8 - 5 6 0 2

1 3 /7 7

5 7 4 0 - 5 7 4 5

1 4 /7 7

5 7 8 5 - 5 7 8 9

2 6 /7 7

5 8 7 5 - 5 8 9 0

1 6 /7 7

5 9 4 1 - 5 9 4 4

Порода

Базальт

Известняк Порфирит диабазовый, измененный

Порфирит андезитовый То же

Туф андезито-базальтового порфирита Порфирит андезито-базальтовый, цеолитовый Порфирит андезитовый, цеолитовый

Порфирит спилитовый Порфирит андезитовый То же

9

9

Т а б л и ц а 2

Прочностные и деформационные свойства пород в условиях неравномерного все

 

 

 

 

0/

е

0

Номер

° ^ н '

(, °с

ais >

г

•’

2=3’

л

 

 

 

 

aic>

образца

кгс/см2

 

кгс/см2

 

при °is

кгс 'см2

 

 

 

 

 

 

 

 

48/77 -|!

450

 

 

 

 

1!

 

 

60

810

0,8

 

 

0 ,2 4

1070

4 9 /7 7 - II

465

60

1400

0,6 4

 

0 ,1 3

1725

19/77-1!

480

60

957

0,65

 

0,6 9

1650

1 9 /7 7 -1

480

60

1000

0 ,9 0

 

0 ,2 2

1365

1 7 /7 7 - 1!

620

100

1220

0,53

 

0 ,1 2

2050

18/77-11

650

100

1370

0,70

 

0 ,1 0

1670

18/7 7 -1

650

100

1660

0 ,8 7

 

0 ,1 0

2300

54/77-11

700

100

1700

1,02

 

0,20

2120

2 4 /7 7 - 1|

775

125

2600

0,75

 

0,2 0

3430

21/77-11

800

125

1560

0,75

 

0,20

2520

13/77 - |!

810

125

2800

0,70

 

0,2 5

3375

1 4/77 -1

830

125

2560

1,25

 

0 ,5 0

3200

26/77-Ц

850

125

2000

1,25

 

0,2 5

2450

16/77 - II

860

125

2960

0,7 4

 

0,42

3440

1 6 /7 7 -1

860

125

2690

0 ,8 4

 

0,5 0

3480

Примечание. Здесь и в табл. 3 - || - образец высверлен параллельно оси кер­ на, J_ —перпендикулярно оси керна.

При атмосферных условиях во всех образцах определяли коэффи­ циент пористости Кп9 объемную плотность Р и скорость продольных волн V. Эти данные приведены в табл. 1, где породы расположены в соответствии с увеличением глубины отбора образцов. Как видно, порфириты с глубины 3 4 0 0 - 4 7 0 0 м характеризуются пористостью 5-11%, которая становится значительно меньше для пород с глу­ бины более 5 0 0 0 м ( 0 ,8 - 2 % ) исключение составляет спилитовый порфирит 2 1 /7 7 . С изменением пористости изменяются плотность и скорость продольных упругих волн. В образцах, поднятых с глу­

бин до 5 0 0 0

м,

плотность составляет 2 ,5 3 - 2 ,6 9 г/см ^ и даже

2 ,3 6

г/см ^,

а

скорость продольных волн

3 ,5 2 - 5 ,4 5

км/с,

только

известняк*имеет скорость 6 ,0 5 км/с. В

образцах с

глубины

5 1 7 0 *

5 9 4 5

м плотность варьирует в пределах

2 ,6 1 - 2 ,7 9

г/см ^ ,

а

ско­

рость

- 5 ,2 7 - 6 ,0 9 км/с, т.е. эти характеристики становятся

выше,

Петрографический же состав порфиритов с глубиной изменяется

очень

незначительно.

 

 

 

 

Исследование деформационных и прочностных свойств этих же

образцов горных пород проводили при всесторонних давлениях

и тем*

пературах, соответствующих глубине отбора. При этом образцы до­ водили до разрушения при воздействии дополнительного одноосного нагружения. Испытания проводили в установке высокого давления УИМК, разработанной в ИГйРГИ [3 ]. Образцы диаметром 16 мм и длиной 2 5 мм высверливались в двух направлениях - перпендикулярно

Деформационные свойства пород в условиях равномерного всестороннего сжатия,

Номер

аэф'

i, °с

» °ь

кгс/см 2

образца

 

 

со <N

0/

Р *10^ (см^/кгс)

V ' Л

 

 

50

100

4 8 / 7 7 - 1|

450

60

0,20

0 ,3 8

0 ,9 5

0 ,3 4

0 ,2 5

49/77-Ц

465

60

0,20

0 ,3 5

0 ,9 1

0 ,3 0

0 , 2 3

19/77-Ц

485

60

0 Д 6

0,26

0 ,6 7

0 ,3 4

0 , 2 2

1 9 /7 7 -1

480

60

0 ,15 %

0,24

0 ,6 4

0 ,2 9

0 ,1 7

1 7 /7 7 - i!

620

100

0,26

0,43

1.12

0,2 6

0 ,2 3

18/77-11

650

100

0,20

0 ,2 8

0 ,7 6

0 .2 0

0 ,1 4

1 8 /7 7 - i

650

100

0,17

0,26

0 ,7 1

0 ,1 7

0 ,1 5

54/77-И

700

100

0,21

0 ,3 7

0 ,9 6

0 ,2 0

0 ,1 8

28/77 -1

750

125

0,24

0 ,3 8

1,01

0 ,2 2

0 ,1 4

2 4 /7 7 - Il

775

125

0 ,2 4

0 ,3 5

0 ,9 4

0 ,2 0

0 ,1 6

21/77-11

800

125

0,27

0,43

1,13

0 ,3 2

0 ,2 2

13/77-Ц

810

125

0,23

0,41

1,05

0 ,2 7

0 ,2 0

1 3 /7 7 - Il

830

125

0,14

0 ,2 3

0 ,6 1

0 ,1 0

0 ,1 5

1 4 /7 7 - 1

830

125

0,15

0,25

0 ,6 6

0 ,1 8

0 ,1 5

2 6 /7 7 - il

850

125

0,21

0 ,31

0 ,8 4

0 ,2 2

0 ,1 9

16/77-11

850

125

0 ,1 5

0,27

0,69

0 ,2 0

0 ,1 4

нородность деформирования,

^ / ^ - З

коле^Г1ется в пределах от

0 ,7 0 до 3 ,8 6 , что связано

с интенсивным ростом радиальной де­

формации пород и возникновением деформационной микротрещино­

ватости.

 

 

На рис. 1 представлены диаграммы продольной и радиальной дефор­ маций базальта и порфирита, а также графики приращения объема пород в зависимости от продольной деформации. Увеличение объема связано с ускорением роста радиальной деформации по сравнению с продольной, которое начинается при напряжениях, близких к пре­ делу текучести пород <rltS. Следует также отметить, что данные

по деформационным и прочностным свойствам, полученные при ис­ пытании образцов, высверленных параллельно оси керна, по своим значениям близки к данным, полученным при испытании образцов, высверленных перпендикулярно оси керна, что говорит об отсутст­ вии анизотропии деформационных и прочностных свойств.этих пород.

На рис. 2 приведен график зависимости прочностных характери­ стик °ic и °is на глубине залегания порфиритов от коэффициента их пористости. Наблюдается уменьшение прочности с увеличением пористости порфиритов.

Результаты исследований деформационных свойств пород, полу­ ченные при испытании образцов, в условиях равномерного всесторон­ него сжатия представлены в табл. 3 . В таблице приведены дефор-

Р и с. 1. Диаграммы деформаций и зависимость изменения объема от деформаций базальта 4 8 /7 7 ( а ) и порфирита 1 6 /7 7 ( б ) в усло­ виях всестороннего давления и температуры, соответствующих глу­ бине залегания

1 - деформационное изменение объема; деформация: 2 - про­ дольная; 3- радиальная

,хге/спг

Р и с .2•

Зависимость предела прочности ( 1 ) и предела текучести

( 2 ) от

коэффициента пористости

a

4 *

0

0 0 0

/0 0 0

0

0 0 0

< Г щ ,Х 2 С /с *2

Р и с . 3

Интервалы изменения сжимаемости пород ( а ) и сжимае­

мости порового пространства

( б )

при всестороннем давлении

деть, кривые изменения коэффициента сжимаемости пород /8 с: глубиной для всех испытанных пород укладываются в узкую область (рис. 3,а). Кривые изменения коэффициента сжимаемости пор /8П' с глубиной для этих же пород имеют более широкую, область (рис.З,^).

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

1.

Ал и - з а д е А.А. О новом типе залежей нефти в Азербайджане. - Совет­

 

ская геология,

1 9 7 5 , №

1, с. 1 5 -2 4 .

2.

С а ф а р о в Г.И.,

Б а б а е в а

Р.С., И б р а г и м о в а Б.М., З е й н ал о в а Т.И.

 

Литолого-петрографическая Характеристика мезокайнозойских отложений

 

площади Саатлы. - Азербайджанское нефтяное хоз., 1977, hfe 1, с. 15-18,

3.

Б ай д ю к Б.В.,

П а в л о в а

Н.Н. и др. Установка для определения механи­

 

ческих свойств горных пород в условиях всестороннего сжатия до 5 тыс.

 

кгс/см 2 и температуре до 3 5 0 °С . - Бюл. ЦИТЭИН, 1 9 6 2 , вып. 1 ,с . 2 0 .

ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОЖИДКОСТНОГО РАВНОВЕСИЯ В СМЕСЯХ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ ПЛАСТОВЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

ИДАВЛЕНИЯХ

Г.С. Ушакова, Т.П.Жузе, В. П. Соколова

В связи с поисками и разработкой месторождений нефти и газа на больших глубинах расширяются и приобретают все большее зна­ чение исследования фазового равновесия в углеводородных системах разной природы при высоких давлениях и температурах.

Известно, что изменение пластового давления в процессе экс­ плуатации газонефтяных и газоконденсатных залежей сопровожда­ ется .фазовыми превращениями пластовых флюидов. О типе зале­ жи часто судят по экспериментальным исследованиям фазового равновесия в смесях нефти и газа, извлекаемых при вскрытии скважины.

Поскольку экспериментальные определения фазового равновесия очень трудоемки и требуют специальной аппаратуры высокого дав­ ления, в последние годы уделяется большое внимание развитию ме­ тодов расчета газожидкостного равновесия углеводородных систем. Методы расчета, разработанные на основе теоретических и полутео ретических уравнений состояния, применимы в основном к простым по составу системам. Для многокомпонентных систем расчеты npai* тически ведут по константам фазового равновесия углеводородов К величина которых зависит це только от температуры, давления системы и природы углеводорода, но и от природы и концентрации других, присутствующих в системе компонентов.

В настоящее время для расчета фазового равновесия в газонеф­ тяных системах используются данные по К/ углеводородов из из­ вестных атласов NGPSA [1] и таблиц, составленных на основе этих атласов [2 ]. Эти атласы подготовлены в основном по данным ис­ следования бинарных смесей парафиновых углеводородов с метаном. Для корреляции состава углеводородных систем при выборе кон­ стант равновесия используется параметр, называемый в нефтяной технической литературе 'давлением схождения* (Рсх ). Он представ­ ляет собой критическое давление при рассматриваемой температуре системы, при котором выравниваются составы ее газовой и жидкой фаз. Однако имеются данные, показывающие, что один параметр Рсх не может удовлетворительно коррелировать состав многокомпо­ нентной системы. Вместе с тем от правильности выбора констант фазового равновесия в значительной степени зависит точность рас­ чета фазового состояния залежей углеводородов на различных глу­ бинах осадочного чехла, а также и правильность составления про­ ектов разработки газоконденсатных и нефтегазоконденсатных мес­ торождений.