Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к определению прочностных характеристик вскрытых скважиной пластов.
Цель изобретения - повышение точности определения давления гидроразрыва в случае отклонения от вертикали оси скважины и распространения трещин гидроразрыва по нормали к ней.
Сущность технического решения заключается в следующем. Горные породы вокруг вертикального ствола скважины в пласте можно приближенно принять за однородную упругую среду. Выбрав цилиндрическую систему координат (г, 0, Z) так, что ось Z совпадает с осью скважины, по закону Гука можем записать для стенок скважины ЕЈг (Ь-р(09 +сь),(1)
Efe cre -ft(az. +OT) , где Or, Oa.az - соответственно радиальное, окружное и осевое напряжения;
ЕГ , Ј0 - соответственно радиальная и окружная деформации,
Е -модуль упругости породы;
//- коэффициент Пуассона.
Осевое напряжение постоянно. До момента гидроразрыва пласта созданным в скважине давлением Р деформации стенок скважины равны нулю, поэтому из (1) следует (после упрощений)
С
ю со ю со
00
Or
-oz
(3)
1 -р
Пластовое давление в пласте передается во все стороны одинаково, горное - вертикально вниз, поэтому
ffr Р - Рп , Oi - Pr - Pn .
(3)
Из (2) и (3) следует соотношение для вертикального ствола скважины
т(Рг-Рп) + Рп.
(4)
Рассмотрим ствол скважины, наклоненный к вертикали под углом а . Вновь свяжем цилиндрическую систему координат с осью скважины, Горное давление разлагаем на составляющие в радиальном и осевом направлениях. В осевом направлении действуют два давления - пластовое и осевая составляющая горного давления, поэтому осевое напряжение
аг I Рг cos а - Рп I
(5)
Модуль применен для учета возможности отрицательного знака разности составляющей горного давления и пластового.
Аналогично, в радиальном направлении, в котором действуют три давления, в зависимости от сочетания их величин для радиального напряжения получаем одно из трех соотношений
либо I PrSina-P +РП , либо I Р - Pr sin а + Рп I , (6) либо I Р +РГ sinc-Pn I .
Из (5) и (6) с учетом (2) получается выражение для определения давления гидроразрыва Р при условии распространения трещин гидроразрыва по нормали к .оси скважины
I Prsina-P -f Рп
I P -Prsina + Pn I
I P +Prsina-Pr I
JL (pr cos a - Pri I .(7)
i -fi
5
0
5
0
5
П p и м е р. По результатам бурения и отбора керна известны пластовое давление на глубине 2600 м - 31 МПа, коэффициент Пуассона породы - 0,34, горное давление 60 МПа. Инклинометрией определяют наклон ствола скважины в исследуемом пласте - 20°.
Первое из уравнений (7) с учетом числовых значений принимает вид
I 51,5-P I - 13,1,
откуда получаем два корня: 38,4 и 64,6 МПа. Меньший из корней превышает величину пластового давления, поэтому он является искомым значением давления гидроразрыва пласта (если бы из первого уравнения не определилось искомое значение, необходимо было бы перерешать следующие два уравнения).
Формула изобретения Способ определения давления гидроразрыва пласта, вскрытого скважиной, включающий определение пластового и горного давлений, коэффициента Пуассона горной породы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения давления гидроразрыва в случае отклонения от вертикали оси скважины и распространения трещин гидроразрыва по нормали к ней, замеряют зенитный угол оси скважины, а величину давления гидроразрыва определяют как наименьший корень,превышающий величину пластового давления, одного из трех уравнений:
I PrSina- P +Рп
I P -Prsina + Pn I 40I Р + Pr since - Рр |
(Рг cos a - Рп I
-P где Р-давление гидроразрыва пласта, МПа;
Рп - пластовое давление, МПа; Рг - горное давление, МПа;
а- зенитный угол оси скважины;
ju- коэффициент Пуассона.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОЭФФИЦИЕНТА БОКОВОГО РАСПОРА ПЛАСТА ПОРИСТОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ | 2000 |
|
RU2184232C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПО ДАННЫМ ИЗМЕРЕНИЙ В СКВАЖИНЕ | 2010 |
|
RU2449122C9 |
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ СКВАЖИНЫ С ПРОДУКТИВНЫМ ПЛАСТОМ | 2011 |
|
RU2462590C1 |
СПОСОБ И СИСТЕМА КОМБИНИРОВАННОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ | 2018 |
|
RU2687668C1 |
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА | 2006 |
|
RU2320865C1 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ (ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ) СКВАЖИН | 2001 |
|
RU2247234C2 |
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ КАРБОНАТНОЙ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ | 2014 |
|
RU2544931C1 |
Способ гидроразрыва горных пород | 1986 |
|
SU1435767A1 |
СПОСОБ ВЫБОРА БУРОВОГО РАСТВОРА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА НАКЛОННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН, ПРОБУРЕННЫХ В НЕУСТОЙЧИВЫХ ГЛИНИСТЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ | 2016 |
|
RU2620822C1 |
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН (ВАРИАНТЫ) | 2006 |
|
RU2324811C1 |
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к определению прочностных характеристик вскрытых скважиной пластов. Цель - повышение точности определения давления гидроразрыва в случае отклонения от вертикали оси скважины и распространения трещин гидроразрыва по нормали к ней. Определяют пластовое Рп, горное давление Рг и коэф- фициент /LI Пуассона горной породы. Замеряют зенитный угол а оси скважины и определяют величину давления Р гидроразрыва как наименьший корень, превышающий величину пластового давления, одного из трех уравнений: I Prsina-P +РП I Р -Рг sina + Рп I | I Р +Рг sin а- Рп I Ги/(1 -,«)|/PrCOSa-Pn I . (Л С
Спивак А.И., Попов А.Н, Разрушение горных пород при бурении скважин | |||
- М.: Недра, 1986, с.51-52 | |||
Иогансен К.В | |||
Спутник буровика | |||
- М.: Недра, 1986, с.З. |
Авторы
Даты
1991-11-23—Публикация
1989-08-14—Подача