Способ определения коэффициента эффективной пористости горных пород

Способ определения коэффициента эффективной пористости горных пород

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реснублин и>930188 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230580 (21) 2930801/18-25 (5t) М. Кп.

G 01 V 1/40 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 550. 83 (088.8) Опубликовано 230532. Бюллетень №19

Дата опубликования описания 23. 05. 82 (72) Авторы изобретения

П.А.Прямов, Г.М.Перцев, A.М.Маломожнов, В.Н.Служаев и В.A.Êoøëÿê

1 !

I, l (71) Заявитель

Всесоюзный .научно-исследовательский инст тут нефтепромысловой геофизики (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОЙ

ПОРИСТОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к геоакус тическим исследованиям скважин и .,решает задачу повышения точности

;определения эффективной пористости горных пород.

Известны различные способы определения общей и эффективной пористости горных пород, реализуемые в лабораторных условиях на образ-. цах. (1) .

Общим недостатком лабораторных методов определения пористости являются низкая оперативность.и боль.шая трудоемкость получения результатов. Физические свойства керна, извлеченного из скважины, отличаются от физических свойств соответствующих горных пород в результате перераспределения в нем механических напряжений и воздействия со стороны долота при бурении. Для детальных исследований пористости необходим

100 %-ный вынос керна, что трудно выполнимо в высокопористых интервалах вследствие разрушения керна при бурении. При лабораторных исследованиях на кернах трудно имитировать реальные условия залегания горных пород.

Среди лабораторных способов определения пористости известен способ исследования образцов горных пород, основанный на измерении интервального времени распространения упругих волн в образце, помещенном в среду при повышенных температурах и давлениях, причем в качестве среды используется жидкость с линейной зависимостью скорости упругих волн от температуры (2).

Измерения интервальных времен распространения упругих волн в образце проводят при различных температурах н заданном давлении, а пористость определяют по формуле

tg- ta

Кп = (1)

t7k2, ж где t< и t — интервальные времена распространения упругих волн в образце горной породы при двух раз личных температурах;

1.к и — интервальные времена

25 распространения упругих волн в жидкости, насыщающей поры образца, измеренные при этих же температурах.

Определение эффективной порнстости данным методом затруднено в связи с возможностью получения ошибочных

I результатов из-за температурной за-, 930188 висимости скоростей упругих волн н веществах, заполняющих закрытые поры, что не учитывается форму лой (1) .

Кроме этого, этому способу также присущи недостатки, свойственные всем лабораторным методам.

Для оценки пористости горных пород в скважинных условиях применяют способ акустического каротажа, основанный на линейной зависимости между коэффициентом общей пористости К Чи интервальным временем д1 распространения упругой волны, регистрируемым в скважине. Эта зависимость выражается известным уравнением среднего времени диск (1 — к „) + д ж кп р (2) где д1„, и Ь, — и н т ерв аль нйе време н а распространения упругой волны и твердой части скелета и насыщающей породу жидкости соответственно. 20

Способ состоит и измерении интервальных времен распространения упругих волн в породе и насыщающей породу жидкости 3 .

К недостаткам известного способа 25 следует отнести необходимость знания литологии разреза скважины.и характер поразаполнителя,,т.е. характеристик, определяющих скорости распространения упругих волн в твер- 30 дой части скелета и жидкости. Для определения пористости используют также уравнения, составленные для отдельных районов на основе статистического анализа связи интервального времени распространения волны и пористости.Такие уравнения требуют большого количества измерений йа образцах и в скважинах, а точность определения пористости остается не- 40 высокой. Способ также не позволяет определить величину эффективной пористости, т.е. величину той части общей нористости, иэ которой могут быть извлечены запасы полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение точности определения коэффициента эффективной пористости горных пород.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения коэффициента пористости, включающем измерение интервальных времен распространения упругих волн в породе и в насыщенной ее поры жидкос ги, производят замену насыщающей пор и жидкости второй жидкостью, измеряют интервальное время распространения упругих волн во второй жидкости, а коэффициент эффективной пористости определяют по формуле 60 к = (3)

"и д ж: д ж л где Ьt иЬ - интервальные времена

4 распространения упругих волн н гор- 65 ных породах, измеренные после насыщения пород первой и второй жидкостями соответственно;

Ь и Ь „- интервальные времена жл распространения упругих волн в перной и второй насыщающих жидкостях соответственно.

Причем в обсаженных скважинах измерение интервального времени рас.— пространения упругих волн н горных породах производят при насыщении их пластовой жидкостью после расформирования зоны проникновения первой жидкости, при этом д измеряют в пластоной жидкости.

Сущность способа состоит н следующем.

При бурении скважины фильтрат промывочной жидкости проникает н пласт и вытесняет жидкость, насыщающую пласт. Вытеснение пластоной жидкости происходит только из той части пороного пространства, которая составляет открытую пористость. Интервальное время распространения упругой волны может быть найдено из уравнения

ОБА ир, оБЩ эФФ, ÇÞÔ ь Ы 1- к л ) д ж(и и ж. и (4) где b.t — интервальное время распространения волны в твердой части скелета; ил д . - интервальное время распространения волны в пластоной жидкости.

Заменяя затем н прискважннной зоне насыщающую жидкость, для д получим аналогичное уравнение

Ь д.=д с„(1 ) й)+Ь Ж Кп иФФ +Ь К

iК " и ц. 8lr5)

Из (4) и (5) найдем Ки в следуЮщем виде эФФ t z

К

П 5t-м — д с

В обсаженных скважинах зона проникновения с течением времени расформировывается и насыщается пластовой жидкостью. Поэтому для.определения эффективности пористости после цементирования скважины достаточно провести повторные измерения интервальных времен htg и 6t, причем дюж измеряется в пробе пластовой жидкостй, Способ может быть реализован следующим образом.

После бурения на обычном глинистом растворе интересующего интервала в скважине с помощью акустической аппаратуры (например, типа СПАК-4М) проводят акустический каротаж, измеряют интервальное время пробега упругой волны по породе (Ь й4) при насыщении ее пор филътратом бурового раствора. Затем отбирают пробу бурового раствора, на котором производи-, лось бурение, и в лабораторных усло930188

Формула изобретения упругих волн

Эфф Ь р

Кп = коэффициент э

,. — д1

При реализации и. 2 формулы изобретения измеряют Ь и 5t < как и

П в вышеописанном случае. Далее, после обсадки скважины и цементирования где ДМ „. 6t обсадной колонны вскрывается интере- распространен сующий интервал и иэ него в. процессе горных порода пробной эксплуатации отбирается про- сыщения горн ба пластовой жидкости, в которой при рой жидкостью пластовых условиях измеряют в лабо- д- „<„,дИ„ - и ратории интервальное время пробега распространен упругой волны (Аt ). В обсаженной З5 и второй насыщ

2. скважине измеряют интервальное вре- ветственно. мя пробега упругой волны в породе 2. Способ при насыщении ее пор пластовой жид- ч а ю щ и и с костью (Lt ). Определяют эффектив- женных скважи ную пористость по вышеуказанной фор- 40 вального врем муле. упругих волн

Предлагаемый способ по сравнению изводят при н с известным обладает следующими пре- жидкостью пос имуществами; во-первых, позволяет . зоны проникно определять не общую, а .эффективную 45 ти, при этом пористость пород; во-вторых, для вой жидкости. определения эффективной пористости Источи нет необходимости знать литологи- принятые во в ческий состав пород или иметь боль- 1. Кобрано шой статистический материал по дан- щ ства горных п ным отложениям в районе. издат, 1962, Эффект от внедрения предлагаемого 2. Авторск способа заключается в том, что для 9 666470, кл. определения эффективной пористости 3 ° Ивакин нет необходимости отбирать керн из нецов О.Л. Ак исследуемого интервала, что сокраща- дования скваж ет затраты и сроки строительства 1978, с. 254Составитель Н.Журавлева

Редактор В.Лазаренко Техред Т.

Заказ 3461/59 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ИПП Патент, Г. ужгород, ул. Проектная, 4 виях определяют интервальное время пробега упругой волны в фильтрате буроэого раствора (Ь ж„) при температуре и давлении, соответствующих пластовым. Выбирают вторую жидкость с интервальным временем пробега упругой волны при пластовых условиях, отличающимся на 20-30 % от интервального времени пробега упругой волны в фильтрате бурового раствора. Этому условию для большинства случаев удовлетворяет высокоминерализованная вода или нефть.. В лаборатории точно измеряют при пластовых условиях ин— тервальное время пробега упругой волны в выбранной жидкости (at <).

Жидкость в необходимом объеме закачивают в интересующий пласт и измеряют интервальное время пробега упругой волны по породе при насыщении ее пор выбранной жидкостью (tg) .

Определяют эффективную пористость по формуле. скважин. Кроме того, исключаются лабораторные исследования керна.

При внедрении этого способа может быть также сокращен и комплекс про(мыслово-геофизических исследований, направленный на определение литологии и оценку пористости пород.

1. Способ определения коэффициента эффективной пористости горных пород> включающий измерение интервальных

" времен распространения упругих волн

15 в породе и в насыщающей ее поры жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента эффективной пористости горных пород, производят замену насыщающей поры жидкости второй жидкостью, измеряют интервальное время распространения во второй жидкости, а ффективной пористости формуле

ht R ht<

t ь ж а интервальные времена ия упругих волн в х, измеренные после наых пород первой и втосоответственно; нтервальные времена ия упругих волн в первой ающих жидкостях соотпо и. 1, о т л я тем, что в обсанах измерение интерени распространения в горных породах проасыщении их пластовой ле расформирования вения первой .жидкосЬ, измеряют в пласто» ики информации, нимание при экспертизе ва В.Н.Физические свойород. М.; Гостоптехс. 32 - 62. ое свидетельство СССР

6 01 Б 29/00, 1977.

Б.Н., Карус Е.В, Куэустический метод исслеины. М., Недра, 257 (прототип).

Фанта Корректор А. Дэятко