Способ определения характера насыщения, емкостных и фильтрационных свойств трещиноватых коллекторов

Способ определения характера насыщения, емкостных и фильтрационных свойств трещиноватых коллекторов

Реферат

 

(19)RU(11)797287(13)C(51)  МПК ⁶    _E21B43/00Статус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕНИЯ, ЕМКОСТНЫХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТРЕЩИНОВАТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Изобретение относится к добыче полезных ископаемых и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений с трещиноватыми коллекторами. При решении вопросов поиска, разведки и разработки нефтяных залежей и установления особенностей движения жидкостей трещиноватые коллекторы достаточно разделить на два типа: трещинные и трещинно-порово-каверновые. В трещинных коллекторах матрица породы обычно водонасыщенная и слабопроницаемая; емкостью, вмещающей подвижные пластовые флюиды, а также проводником этих флюидов к скважинам является система трещин и расширений вдоль них. В трещинно-порово-каверновых коллекторах подвижные пластовые флюиды содержатся и в порах матрицы породы, и в трещинах и расширениях вдоль них; фильтрация флюидов к скважинам происходит как по трещинам, так и по порам матрицы. Для подсчета запасов нефти и проектирования разработки залежи, представленной трещиноватым коллектором, необходимо знать, каким флюидом заполнены порознь поры матрицы и трещины, а также возможность фильтрации флюида из порового пространства матрицы и из трещин. Известен способ гидродинамических исследований скважины на приток при установившемся режиме, в котором фильтрационные свойства коллектора устанавливают по форме индикаторной линии. Индикаторная линия с выпуклостью к оси дебитов характерна для нефтяной залежи, приуроченной к трещиноватым коллекторам. Однако, если залежь дренируется при режиме растворенного газа или гравитационном режиме, индикаторная линия всегда будет в той или иной степени кривой, выпуклой по отношению к оси дебитов. Таким образом, выпуклость индикаторной линии к оси дебитов далеко не во всех случаях указывает на высокие фильтрационные свойства коллекторов, обязанные их трещиноватости. Известен также способ оценки емкостных и фильтрационных свойств коллекторов, основанный на сопоставлении результатов длительной эксплуатации скважин и разработки залежи с данными лабораторных определений физических и коллекторских свойств образцов горных пород. Высокие дебиты скважин, не согласующиеся с низкими значениями пористости и проницаемости матрицы пород, определяемых на образцах, свидетельствуют о преимущественной роли фильтрационных путей и емкостного пространства, образуемых системой трещин. Основными недостатками последнего способа являются необходимость наблюдений за поведением многих скважин, пробуренных на площади, в течение продолжительного периода времени и отбор значительного объема образцов горных пород из различных участков разреза. В результате объективная оценка емкостных и фильтрационных свойств трещиноватых коллекторов залежи затягивается на неопределенный срок. Целью изобретения является определение пластовых флюидов, заполняющих порознь поры матрицы и трещины, и способности фильтровать флюиды матрицей и трещинами в естественных условиях залегания трещиноватого коллектора. Опыт изучения трещиноватых коллекторов в естественном залегании в недрах земли показывает, что их способность пропускать жидкие флюиды связана с наличием и раскрытостью вертикальных или слабо наклонных к вертикали трещин. Горизонтальные же трещины чаще всего залечены тем или иным материалом или закрыты под давлением веса вышележащей толщи горных пород. При нарушении массива горных пород скважиной вблизи ее стенок в породах возникают возмущающие напряжения. При этом тангенциальное напряжение, зависящее от соотношения величин бокового горного давления в породе и гидростатического давления столба промывочной жидкости в скважине, направлено на сжатие породы вблизи стенок скважины. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, основанном на гидродинамических исследованиях скважины, проводят временное отключение от скважины системы открытых трещин коллектора, входящих в общую гидравлическую сеть каналов, обеспечивающих приток пластовых флюидов к скважине. Для этого проводятся два испытания трещиноватого коллектора на приток пластовых флюидов. В одном из испытаний величина забойного давления в скважине создается такой, чтобы в результате его воздействия величина тангенциального напряжения на стенках скважины не превысила пластовое давление. Тогда в скважину возможно поступление флюида, находящегося как в трещинах, так и в порах матрицы. В другом из испытаний величина забойного давления создается такой, чтобы в результате его воздействия величина тангенциального напряжения на стенках скважины превысила бы пластовое давление. Вследствие того, что коэффициент сжимаемости трещин на 1-2 порядка выше коэффициента сжимаемости пор и каверн, трещины на стенках скважины окажутся закрытыми и гидродинамическая связь коллектора со скважиной по трещинам будет полностью прервана. В этом случае поступление флюида в скважину возможно только из матрицы. Располагая результатами таких двух испытаний, можно сделать обоснованный вывод о характере флюидов, насыщающих поры матрицы и трещины, и о возможности их извлечения на поверхность. Практическая реализация предлагаемых воздействий на трещиноватый коллектор не вызывает для своего осуществления в настоящее время технических и технологических затруднений. Существует несколько вариантов проведения испытаний, рассматриваемых далее. Способ реализуют следующим образом. В бурящейся скважине процесс бурения временно прекращают и проводят подготовку ствола для выполнения геофизических исследований и испытания разреза. Подготовку осуществляют принятым для площади способом. Выполняют геофизические исследования, включающие, кроме обычно планируемых методов, измерение интервальных времен пробега (или скоростей распространения) продольных и поперечных волн. Выбираются интервал испытания, который с помощью пакеров пластоиспытателя на бурильных трубах изолируются от остальной части разреза. С целью вызова притока из выбранного интервала создаются такое забойное давление, чтобы величина тангенциального напряжения на стенках скважины не превысила бы пластовое давление. Для этого в бурильные трубы заливают жидкость, высота столба которой и ее удельный вес определяют из следующих уравнений: _o= 2P_бок-h; P_бок= _пh; где _o тангенциальное напряжение; Р_бок боковое горное давление; коэффициент Пуассона; удельный вес жидкости; h глубина; _п средняя плотность насыщенных горных пород по разрезу; t_s интервальное время пробега поперечной волны; t_p интервальное время пробега продольной волны. Сам процесс испытания не отличается от общепринятой схемы (создание депрессии на объект испытания простаивание на притоке простаивание на восстановлении давления подъем испытателя на поверхность). После подъема пластоиспытателя на поверхность определяется характер поступившего в бурильные трубы флюида и проводится обработка записей манометров. Обработка ведется в общепринятой последовательности и в результате устанавливают тип пластового флюида, гидродинамические параметры коллектора, величину пластового давления. После окончания первого испытания либо продолжается дальнейшее углубление скважины, либо интервал подвергается еще одному испытанию (если принято последнее предложение, то при необходимости проводится переподготовка ствола). При вызове притока во втором испытании создается такое забойное давление, чтобы величина тангенциального напряжения на стенках скважины превзошла бы пластовое давление в интервале испытания. Как и в первом испытании, высота столба жидкости в бурильных трубах и ее удельный вес рассчитываются по приведенным формулам. Выполнение указанных испытаний может проводится и в последовательности, обратной описанной выше, т.е. при первом испытании создается такое забойное давление, чтобы тангенциальное напряжение на стенках скважины превысило бы пластовое давление, тогда как во втором испытании забойное давление подбирается таким, чтобы тангенциальное напряжение на стенках скважины было бы меньше пластового давления. Однако для получения притока из трещин перед вторым испытанием необходимо будет провести интенсифицирующую обработку горных пород с целью восстановления гидродинамической связи между трещинами и скважиной. Возможен другой вариант реализации способа. Подготовка к первому испытанию и само испытание проводятся таким же образом, как это описано для первого испытания в предыдущем варианте. После его окончания и подъема пластоиспытателя на поверхность скважину добуривают до проектной глубины, спускают и цементируют эксплуатационную колонну так, чтобы она перекрыла испытанный в процессе бурения интервал. Против интервала производится перфорация колонны для создания канала связи скважина пласт (с этой же целью против интервала испытания может быть установлена сетка-фильтр или эксплуатационная колонна может быть спущена до кровли интервала испытания, а сам интервал останется необсаженным колонной, т.е. будет представлять открытый забой). Вызов притока при втором испытании осуществляется снижением забойного давления в скважине. Причем величина забойного давления подбирается такой, чтобы тангенциальное напряжение на стенках скважины в интервале перфорации превзошло бы пластовое давление. Депрессия на интеpвал при втором испытании создается либо с помощью пластоиспытателя на бурильных трубах, либо путем снижения уровня жидкости, заполняющей эксплуатационную колонну, компрессором. Как и в первом варианте, выполнение указанных испытаний может проводиться в последовательности, обратной вышеописанной. Однако перед вторым испытанием необходимо будет провести интенсифицирующую обработку горных пород для восстановления гидродинамической связи между трещинами и скважиной. Независимо от последовательности выполнения испытаний расчет величины забойного давления во всех случаях проводится по ранее приведенным формулам. Использование данного способа определения характера насыщения, емкостных и фильтрационных свойств трещиноватых коллекторов обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность оценки типа подвижного пластового флюида, заполняющего трещины и поры матрицы, установление особенностей движения жидкостей в трещиноватом коллекторе в условиях естественного залегания слагающих его горных пород, установление типа коллектора (трещинный или трещинно-порово-каверновый).

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА НАСЫЩЕНИЯ, ЕМКОСТНЫХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ТРЕЩИНОВАТЫХ КОЛЛЕКТОРОВ, основанный на гидродинамических исследованиях скважины, отличающийся тем, что, с целью определения пластовых флюидов, заполняющих порознь поры матрицы и трещины, и способности фильтровать флюиды матрицей и трещинами в естественных условиях залегания трещиноватого коллектора, временно отключают от скважины систему открытых трещин коллектора, входящих в общую гидравлическую сеть каналов, обеспечивающих приток пластовых флюидов к скважине. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что временное отключение от скважины системы открытых трещин коллектора достигается проведением двух испытаний одного и того же интервала трещиноватого коллектора на приток пластовых флюидов. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при первом испытании подбором величины забойного давления в скважине на ее стенках создается тангенциальное напряжение, по величине не превышающее пластовое давление в интервале испытания, и при втором испытании подбором величины забойного давления в скважине на ее стенках создается тангенциальное напряжение, по величине превышающее пластовое давление в том же интервале испытания. 4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что при первом испытании подбором величины забойного давления в скважине на ее стенках создается тангенциальное напряжение, по величине превышающее пластовое давление в интервале испытания, перед вторым испытанием проводится интенсифицирующая обработка горных пород для восстановления гидродинамической связи между скважиной и трещинами, и при втором испытании подбором величины забойного давления в скважине на ее стенках создается тангенциальное напряжение, по величине не превышающее пластовое давление в том же интервале испытания.