СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД Российский патент 1999 года по МПК G01V1/40 G01N15/08 

Описание патента на изобретение RU2132560C1

Изобретение относится к области промысловой геофизики, а именно к сейсмоакустическим способам исследования скважин, и, в частности, к способам оценки проницаемости горных пород.

Известные способы оценки проницаемости горных пород основаны на измерении величин, косвенно зависящих от проницаемости. В настоящее время известен способ определения типа флюида, насыщающего пласт, основанный на выявлении изменений акустических параметров породы при воздействии, изменяющем акустические свойства насыщающих ее флюидов, включающий возбуждение и прием зондирующего акустического сигнала и измерении его параметров (А.С. СССР 777610, кл. G 01 V 1/40, 1978). При этом воздействие на исследуемую среду осуществляют непосредственно в процессе многократного измерения акустических параметров пород путем возбуждения в них дополнительного акустического сигнала, мощность которого изменяют ступенчато. Однако при этом остается открытым вопрос об оценке величины проницаемости пласта, информация о которой является весьма важной для правильной разведки и разработки нефтегазовых месторождений.

Наиболее близким по техническому результату к заявляемому является способ оценки проницаемости горных пород, включающий выбор пунктов возбуждения за пределами интервала исследований горных пород, возбуждение упругих колебаний в среде, прием в интервале исследований волн давления в жидкости, заполняющей ствол скважины, выделение трубной волны, генерируемой проницаемым пластом горных пород на пересечении со скважиной, и измерение амплитуды этой волны. Одновременно с приемом волн давления измеряют полный вектор смещения пород на стенке скважины в том же интервале исследований, вычисляют отношения амплитуды давления в трубной волне к амплитуде полного вектора скорости смещения пород на стенке скважины, по которому судят о проницаемости пород (А. С. СССР 1712926, кл. G 01 V 1/40, 1989).

Недостатком этого способа является то, что сама трубная волна, по определению, генерируется при взаимодействии продольной волны не только с пластом, но и со стенками скважины, и с буровым раствором и т.д. Горная порода исследуется в узком интервале, и, хотя в данном способе оценивается также и азимутальная анизотропия проницаемости, полученные данные являются косвенными и могут оказаться ошибочными на широком интервале горных пород. Также на практике могут возникнуть сложности из-за различной реализации способа для больших и малых значений проницаемости, при этом сам критерий малости величины проницаемости не определен.

Техническим результатом заявляемого изобретения является надежная и точная оценка величины проницаемости, достигаемая за счет обеспечения проявления эффекта фильтрационных перетоков на фронте волны и, вследствие этого, изменение скорости распространения волны при изменении амплитуды.

Технический результат достигается тем, что известный способ включает выбор пунктов возбуждения и приема упругих волн за пределами интервала исследований горных пород, возбуждение упругих волн в данном интервале исследований и сравнение кинематических параметров исследуемых волн. При этом пункт возбуждения упругих волн размещают в одной из двух скважин, а пункт приема - в другой скважине, при этом воздействие на исследуемую среду осуществляют путем ступенчатого изменения амплитуды волн возбуждения, после чего в пункте приема регистрируют значения их скорости распространения, затем сравнивают зависимости скорости волны от амплитуды с зависимостями, полученными ранее на опытных образцах, и по результатам сравнения оценивают величину проницаемости горных пород.

Возможность достижения технического результата обусловлена тем, что при изменении амплитуды волны изменяются кинематические параметры упругих волн. При распространении волнового возмущения в исследуемой среде деформация данной среды осуществляется за счет изменения порового пространства. При этом реологическая среда (жидкость или газ) в момент деформации на фронте волны вытесняется за время прохождения волны из областей сжатия в области разрежения. Величина смещения жидкости или газа, как показали расчеты, является функцией проницаемости среды, вязкости флюида, амплитуды волны и скорости ее распространения. Наш способ оценки проницаемости физически основывается на том, что величина проницаемости обусловлена гидродинамическим сопротивлением фильтрационному течению жидкости внутри порового пространства. Поэтому для более точного измерения проницаемости необходимо инициировать фильтрационные перетоки жидкости из поры в пору, в результате которых будет иметь место зависимость измеряемой величины от интенсивности фильтрационных перетоков.

Из научно-технической литературы и патентной документации не известно использование для достижения технического результата двух скважин, одна из которых используется для размещения пункта возбуждения упругих волн, а другая скважина используется для размещения пункта приема, при этом воздействие на исследуемую среду осуществляют путем ступенчатого изменения амплитуды возбуждаемых упругих волн, после чего в пункте приема регистрируют значения их скорости распространения, затем сравнивают зависимости скорости волны от амплитуды с зависимостями, полученными ранее на опытных образцах, и по результатам сравнения оценивают величину проницаемости горных пород. Однако известен способ оценки проницаемости, когда генерируются колебания, затухающие при распространении в среде, после чего в пункте приема сигнала регистрируют величины скорости и затухания волны, технический результат - возможность упрощенной оценки проницаемости - достигается за счет эмпирически установленных зависимостей между скоростью распространения волн, пористостью и проницаемостью (Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Я. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978).

На прилагаемых графических материалах показаны зависимости скорости распространения волны от ее амплитуды для образцов керна, обладающих различными значениями проницаемости - фиг. 1, тарировочные графики - фиг. 2 и на фиг. 3 - схема размещения источника волн и приемника в скважинах.

Способ осуществляют следующим образом. Источник волн переменной амплитуды помещают в одну из исследуемых скважин. В другой скважине размещают прибор, регистрирующий исследуемую волну. Варьируя амплитуду излучаемой волны в источнике осуществляют ее регистрацию в приемном устройстве, например, в аппаратуре АСПУ-3-48. Регистрируют величину скорости волны. С помощью исследований на образцах с известными значениями проницаемости получают графики зависимости скорости распространения упругой волны от проницаемости. По этим графикам благодаря варьированию величины амплитуды волны и регистрации величины скорости распространения волны определяют величину проницаемости среды.

Возможность получения технического результата подтверждают эксперименты по распространению упругих волн в образцах горных пород в кернах. Они проводились на установке ИФЕС-1 во ВНИИГИС. Для определения времени распространения волн в материале образца использовался способ прямого прозвучивания. Через коммутатор опорный импульс, сформированный источником временных сдвигов измерителя И2-26 и усиленный по амплитуде до 300-600 В, подавался на излучатель и был преобразован в механические колебания. Механические колебания, пройдя через образец, были преобразованы приемником в электрический сигнал, который также через коммутатор поступал на усилитель сигнала пьезоприемника, а усиленный сигнал подавался на вход индикатора-измерителя И2-26. Волновая картина сигнала высвечивалась на экране индикатора. Измеритель И2-26 позволил измерять временной интервал между запускающим импульсом и началом принятого пьезоприемником сигнала. Этот временной интервал характеризовал время распространения упругих волн по образцу.

Пример. Опыты были поставлены на семи образцах кернов с различной проницаемостью при следующих параметрах: частота 600 КГц, обжимное давление 107 Па, поровое давление 106 Па, температура 293 К. Амплитуда сигнала варьировалась от 50 до 500 В с шагом в 50 В. Таким образом, были получены зависимости скорости распространения волны от ее амплитуды для образцов керна, обладающих различными значениями проницаемости, представленные на фиг. 1. Затем для полученных на фиг. 1 зависимостей построили тарировочный график, изображенный на фиг. 2. Данный график является основой методики оценки проницаемости горных пород. Проницаемость исследуемого образца определялась следующим образом. Выбирался керн с неизвестной проницаемостью и на установке ИФЕС-1 повторялась последовательность волнового воздействия со ступенчатым изменением амплитуды. В результате получали зависимость скорости распространения упругой волны от ее амплитуды. Далее точки зависимости наносились на тарировочный график, изображенный на фиг. 2, который представляют собой зависимость скорости распространения волны от проницаемости, где амплитуда является параметром. Их осредненная проекция на ось проницаемости дала в результате истинное значение искомой величины. Сравнение полученных значений проницаемости с известными ранее показывает высокую степень соответствия их реальным результатам.

Предлагаемый способ оценки проницаемости горных пород обладает большей точностью и надежностью в сравнении с наиболее близкими к нему способами, основанными на исследованиях только узкой прискважинной зоны. Благодаря этому появляется возможность существенного повышения эффективности промыслово-геофизических работ за счет сокращения времени на обработку и интерпретацию материалов каротажа при определении продуктивности выделенных горизонтов и оценке их дебита.

Похожие патенты RU2132560C1

название год авторы номер документа
Способ сейсмического зондирования нефтенасыщенности для разведки залежей углеводородов и оценки их объемов 2018
  • Халилов Вячеслав Шамильевич
  • Азаматов Марат Альбертович
  • Антонов Константин Васильевич
  • Ахметшин Назым Мидхатович
  • Гафаров Ринат Рашитович
  • Митяев Егор Владимирович
  • Талипов Ильшат Фаргатович
  • Шангареев Илдар Асхатович
RU2708676C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ ОКОЛОСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ БУРОВОГО РАСТВОРА 2013
  • Михайлов Дмитрий Николаевич
  • Рыжиков Никита Ильич
  • Бурухин Александр Александрович
  • Жарникова Анна Викторовна
RU2548406C1
Способ оценки проницаемости горных пород 1989
  • Амиров Альберт Низамович
  • Гальперин Евсей Иосифович
SU1712926A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ПОРИСТОЙ СРЕДЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ЗАГРЯЗНИТЕЛЯ 2013
  • Михайлов Дмитрий Николаевич
  • Рыжиков Никита Ильич
  • Бурухин Александр Александрович
  • Жарникова Анна Викторовна
RU2548928C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД 1992
  • Дьяконов Б.П.
  • Кузнецов О.Л.
  • Смирнов А.В.
  • Файзуллин И.С.
  • Чиркин И.А.
RU2046376C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ УПРУГИХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД 2012
  • Петров Владислав Александрович
  • Насимов Рашит Музагитович
RU2515332C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 2005
  • Кузнецов Олег Леонидович
  • Дыбленко Валерий Петрович
  • Чиркин Игорь Алексеевич
  • Хасанов Марс Магнавиевич
  • Лукьянов Юрий Викторович
  • Хисамов Раис Салихович
  • Назаров Сергей Анатольевич
  • Евченко Виктор Семенович
  • Шарифуллин Ришад Яхиевич
  • Солоницин Сергей Николаевич
  • Панкратов Евгений Михайлович
  • Шленкин Сергей Иванович
  • Волков Антон Владимирович
  • Жуков Андрей Сергеевич
  • Каширин Геннадий Викторович
  • Воробьев Александр Сергеевич
RU2291955C1
АКУСТИЧЕСКИЙ ДАТЧИК И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2023
  • Юркевич Николай Викторович
  • Анчугов Алексей Владимирович
RU2810700C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОЛЛЕКТОРА 2000
RU2188940C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛАСТА МЕТОДОМ ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН 2009
  • Масагутов Рим Хакимович
  • Стрелков Вячеслав Иванович
  • Терехов Олег Викторович
  • Шувалов Анатолий Васильевич
RU2402791C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 132 560 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ОЦЕНКИ ПРОНИЦАЕМОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к области промысловой геофизики, а именно к сейсмоакустическим способам исследования скважин, в частности к способам оценки проницаемости горных пород. Техническим результатом изобретения является возможность надежной и точной оценки величины проницаемости за счет эффекта фильтрационных перетоков на фронте волны. Технический результат достигается тем, что выбирают пункты возбуждения и приема за пределами интервала исследований горных пород, возбуждают упругие колебания в среде, прием в интервале исследований волн давления в пластовой жидкости и сравнение динамических параметров исследуемых волн, пункт возбуждения сигнала размещают в одной из двух скважин, а пункт приема сигнала - в другой скважине с обеспечением возможности генерации колебаний, затухающих при распространении в среде, при этом воздействие на исследуемую среду осуществляют путем ступенчатого изменения амплитуды волны возбуждения, после чего в пункте приема сигнала регистрируют величины скорости и затухания волны, по результату сравнения полученных зависимостей судят о величине проницаемости горных пород. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 132 560 C1

Способ оценки проницаемости горных пород, включающий выбор пунктов возбуждения и приема упругих волн за пределами интервала исследований горных пород, возбуждение упругих волн в данном интервале исследований и сравнение кинематических параметров исследуемых волн, отличающийся тем, что пункт возбуждения упругих волн размещают в одной из двух скважин, а пункт приема - в другой скважине, при этом воздействие на исследуемую среду осуществляют путем ступенчатого изменения амплитуды возбуждаемых упругих волн, после чего в пункте приема регистрируют значения их скорости распространения, затем сравнивают зависимости скорости волны от амплитуды с зависимостями, полученными ранее на опытных образцах, и по результатам сравнения оценивают величину проницаемости горных пород.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2132560C1

Способ оценки проницаемости горных пород 1989
  • Амиров Альберт Низамович
  • Гальперин Евсей Иосифович
SU1712926A1
ЭХОЛОКАТОР ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ МОРСКИХ ГРУНТОВ 1992
  • Гаврилов А.М.
  • Германенко О.Н.
RU2045081C1
Устройство для определения разнонаправленной проницаемисти образцов горных пород 1974
  • Ковалев Александр Георгиевич
  • Покровский Всеволод Вячеславович
  • Меркулов Игорь Львович
  • Андриасов Григорий Рубенович
SU488917A1
US 4575828 A, 11.03.86
US 4764903 A, 16.08.88
УСТАНОВКА КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОТХОДНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА С ПОЛУЧЕНИЕМ МЕТАНОЛА 2016
  • Курочкин Андрей Владиславович
RU2616919C1

RU 2 132 560 C1

Авторы

Халилов В.Ш.

Гафуров Р.Р.

Антонов К.В.

Бандов В.П.

Косолапов А.Ф.

Халилов И.В.

Даты

1999-06-27Публикация

1997-03-24Подача