книги / Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах
..pdfличин 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.