Способ определения проницаемости горной породы,слагающей стенки скважины и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к исследованию физико-химических свойств -горных пород и может быть использовано при исследовании взаимодействия горных пород, жидкостей и газов, насыщающих x, с жидкостями, применяемыми при строительстве, освоении и эксплуатации буровых скважин.

Известен способ определения проницаемости образцов горной породы, основанный на насыщении образца жидкостью.и снятия показаний СИ;

Недостатком данного способа является низкая достоверность данных о их проницаемости в зоне нарушения целостности горных пород пробуренной скважиной.

Известен также способ определения проницаемости горной породы,слагающей стенки скважины, включающий равномерное создание внешнего радиального давления сжатия на образец, с центральным отверстием, его нагрев и нагнетание жидкости или газа и устройство для его осуществления, содержащее корпус, кольцевую эластич ную камеру, перфорированный стакан, .зернистый материал, рабочую головкй резьбовые крьлшкй и фланец С21.

Недостатком указанных способа и устройства является низкая достоверность измерений, связанная с неполным воспроизведением геолого-технических условий залегания горных пород.

Цель изобретения - повьдшение достоверности измерений за счет полноты воспроизведенй я геолого-технических условий залегания горных пород.

Указанная цель Достигается тем, что согласно способу определения : проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, включающему равномерное создание внешнего радиального давления .сжатия на образец с центральным отверстием, его нагрев :и нагнетание жидкости или газа, на образец воздействуют из раздельных ;источников одновременно с внешним радиальным нагружением, осевым сжатием и поровым давлением до значений, соо ветствуквдих пластовым условиям, с последующим созданием давления фильтрации жидкостиили газа в рй.диальном направлении образца.

В устройстве для опрелеления проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, содержащем корпус, кольцевую эластичную камеру, перфорированный стакан, зернистый материал, рабочую головку, резьбовые крышк и фланец, эластичная камера выполнена герметичной, а отверстия перфорированного стакана меньше размеров зернистого материала, который размещен в зазоремежду камерой и-стака.ном, причем рабочая Головка имеет

доцолнительную эластичную герметичную камеру.

При определении проницаемости образца горной породы, представляющей насть продуктивного пласта, нарушенного пробуренной скважиной, характерно наруш.ение равенства напряжений в околоствольной зоне, т.е. CSg. 62.° о этом напряжения Q-j и ffe определяются боковой сос:Тавляющей горного давления (P&K)/ а Sg - вертикальной составляющей горного давления, т.е. весом вышележащих порсзд (%). В связи с тем, чт SOK. И Р для воспроизведения одновременного и пропорционального бокового и вертикального составляющих горного давления необходимы раз дельные источники давления, например в 9иде компрессора, гидравлического пресса, насоса и т.д.. Также одновременно и пропорционально с воспроизведением давления горных пород должно производиться насыщение пор образца под давлением жидкостью или газом (в зависимости от поставленных задач у до значения пластового давления. В связи с тем, что значения дав-ления горных пород (.боковое и вертикальное) отличаются от значения давления пластовых, воспроизведение порового (пластового дaвлeния должно производиться такж от отдельного источника давления (гидравлического пресса, насоса или компрессора). Одновременно с созданием приращений указанных давлений должен производиться пропорциональный .нагрев испытуемого образца до : пластовых температур. Нагрев образца одновременно и пропорционально с воспроизведением бокового и вертикального горного давления, пластового давления предупреждает.в отличие от известного устройства возникновение температурных напряжений в теле образца. Эти напряжения могут внести дополнительную погрешность в измерение проницаемости особенно трещинных образцов горной породы. Затем создается давление нагнетания, обеспечивающее фильрацию газа или жидкости, созданной постоянным перепадом давления на испытуемом образце горной породы при условии сохранения и поддержания порового Спластового1 давления.

На чертежепредставлена схема устройства для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины.

Устройство состоит из кор-, пуса 1,с, резьбовыми крышками 2, , рабоче й головки 3, фланца 4 со штуцерами 5 и б, Внутри корпуса располагается образец горной породы 7, боковую поверхность которого облегает перфорированный стакан 8, выполненный из ленты.. Лента изготовлена из прочного материала, например нержавеющей стали. Зазор мбжду эластичной герметичной кольцевой камерой 9 и перфорированным стаканом 8 заполнен зернистым материалом 10 шарообразной формы, например чугунной дробью, к торцу образца через прокладку 11 прилегает фланец 12. Устройство дополнительно снабжено кольцевой камерой 13, прилегающей к торцу образца через фланец 12. Устройство в сборе распола.гается в термобане 14. Герметичност отдельных уздов устройства обеспечи ваётся при помощи уплотнительных колец 15-17. После сборки устройств подключается к прибору или установке для определения проницаемости. Через штуцера 18 и 19. в камерах 13 и 9. создаются равномерно пропорциональные давления с целью воспроизве дения вертикального и бокового давления ГОРНЫХ пород а через штуцеоа 5 и б воспвоизводится поровое (пластовое) давление. Также одновре менно создают пропорциональное приращение темпеоатуры до заданного зн чения посредством прокачивания теплоносителя через штуцера термобани. При создании бокового горного давления . на. образец горной породыДавление жидкости или газа шту цер 19 передается в эластичную герметичную кольцевую камеру 9. Затем давление через стенки камеры 9 передается через тела 10 шарообразной формы, перфорированный стакан 8 на внешнюю боковую поверхность образца горной породы. Па&ы, выполненные на стакане 8, имеют геометрические размеры меньше чем тело шарообразной формы, поэтому при передаче давления предупрезкдается деформация образца телами шарообразной формы, , тем самым сохраняется его естественная проницаемость. Прочность и форма тел (.шарообразной формыj позволяют сохранять проницаемость кольцевого зазора.-заполненного телами шарообразной формы при различных действующих давлениях, что в свою очередь позволяет проводить измерения с ВЫСОКОЙ точностью. По достижению заданных давлений РЙЖ порового(пластового) давлен 1я и температуры через штуцера 5 и 6 и образец горной породы при постоянном перепаде давления, прокачивается определённое количество жидкости или газа. Экономический эффект от внедрения изобретения достигается за счет сокращения времени освоения эксплуатационных скважин в среднем на 3 сут..

1 2 3

//77

.19

1. Способ определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, включающий равномерное создание внешнего радиального давления сжатия на образец с центральным отверстием, его нагре.в и нагнетание жидкости или газа, отличающийся тем, что,, с целью повышения достоверности измерений путем полноты воспроизведения геолого-технических условий залегания горных пород, на образец воздействуют из раздельных источников одновременно с внешним радиальным нагружением, осевым сжатием и поровым давлением до значений, соответствующих пластовым условиям, с последующим созданием давления фильтрации жидкости или газа в радиальном направлении образца. 2.. Устройство для определения проницаемости горной породы, слагающей стенки скважины, coдejзжaщee корпус, кольцевую эластичную камеру, перфорированный стакан, зернистый (Л материал, рабочую головку, резьбовые крышки и фланец, отличаюе щееся тем, что, элас.тичная камера выполнена герметичной, а ,отверстия перфорированного стакана меньше размеров зернистого материала, который размещен в зазоре между камерой и стаканом,, причем рабочая головка имеет дополнительную эласо тичную герметичную камеру. 00 СП со