Способ подготовки модели пласта с трещиной к исследованиям Советский патент 1992 года по МПК G09B23/40 E21C39/00 

Изобретение относится к моделированию в геологии, горном деле и неф- ; тедобывающей промышленности, а именно к моделированию трещин пласта.

Известен способ получения модели. трещиноватой породы, при котором модель матриц изготавливают из мелкого . песчаника, а модели трещин - из крупного. .

Недостатком этой модели является то, что не предусматривается создание полых (не заполненных) трещин, которые имели бы раскрытость определенных размеров- (течение в полых трещинах отличается от течения в заполненных трещинах) и тем самым не моделируется защемление в трещине различных наполнителей.

Известен способ создания модели / трещиноватой породы, включающий в себя изготовление из стали отдельных последовательно соединенных секций. Микротрещины и каверны образуются между двумя гидрофильными цементными пластинами путем установки прокладок. Цементные пластины устанавливают внутрь каждой из металлических секций и цементируют.

Однако недостатком способа также является невозможность моделирования защемления в трещинах различных наполнителей.

Кроме того, в двух рассмотренных видах моделей при проведении экспериментов трещины не изменяют своей рас- крытости под воздействием создаваемых давлений, например, обжима или прокачки.,

ся ел сд

со

J17

Наиболее близким к предлагаемому является модель трещины пласта, предложенная Ю.П.Желтовым.

Модель самого пласта изготавливают из пористой и проницаемой резины . (каучука). В резиновом (каучуковом блоке цилиндрической формы была нарушена сплошность путем разрезания по диаметру на две половины. Сочлененные по разрезу половины блока образовывали модель вертикальной трещины пласта. С внешней стороны блок подвергают предварительному нерегулированному боковому обжатию путем помещения его в цилиндрический корпус (перфорированную металлическую обечайку), имеющий внутренний диаметр меньший, чем диаметр блока в ненапряженном состоя-

НИИ.

Недостатком известного способа является отсутствие Возможности моделирования защемления трещин и сжатия в них наполнителя, поскольку не сохраняется свободный объем в тупиковых ; зонах трещины, которые не заполнены наполнителем. При ее обжатии поперечное вертикальное сечение трещины вместо формы двустороннего клина, что имеет место в реальных условиях, создается в виде прямоугольника.

С этим же связан второй недостаток способа, заключающийся в том, что при заполнении модели наполнителем его частицы-будут вклиниваться (затапливаться своим объемом) в деформируемую эластичную поверхность стенки модели

трещины, а не защемляться ими, что связано с несоответствием упругости резины, образующей стенку трещины, и упругости наполнителя.

Следующий недостаток состоит в том, что модель не предусматривает возможности создания автономного регулируемого давления обжатия и раскрытия трещины, так как давление обжатия создается предварительным помещением модели в металлический корпус меньшего диаметра и изменяется только в зависимости от давления прокачки жидкости.

Целью изобретения, является повышение точности моделирования, а именно создание модели трещины пласта с поперечным вертикальным сечением в виде формы двустороннего клина, моделирование защемления в трещине реального наполнителя без его затапливания в деформируемую поверхность стенки тре

г ,- .

5 35

0

0

40

45

50

55

шины и обеспечение возможности осу- ( ществлеиия автономного регулирования давления обжатия.

Поставленная цель достигается тем, что стенки трещины армируют двухплас- тинчатым каркасом, имеющим в сечении форму сопряженных по хорде сегментов, подвергают модель термообработке и помещают в камеру гидрообжима керно- держателя, при этом упругость материала равна упругости породы стенок трещины исследуемого массива. Кроме того, каркас выполняют перфорированным.

На чертеже представлена принципиальная схема модели трещины.

Пористую часть модели 1, моделирующую блок породы, изготавливают из пористой и проницаемой резины или каучука. Перед спеканием резины или каучука на месте предполагаемого расположения трещины устанавливают специально изготовленный каркас 2. Каркас изготавливают из упругого цельного или перфорированного листового мате- риала в виде двустороннего клина с формой сечения сопряженных по хорде сегментов. Сырую резину или каучук с каркасом помещают в форму и подвергают термообработке. Изготовленную таким образом модель трещины помещают в цилиндрический корпус камеры гидрообжима кернодержателя и проводят исследования..

Предлагаемая модель позволяет моделировать защемление в трещине наполнителя, так как стенки трещины армированы жестким каркасом, а не эластичны. Кроме того, за счет упругости каркаса стенки трещины возвращаются в исходное положение при снятии давления обжима.

Пример .1. В нефтяной промышленности для тампонирования трещин пласта используют различные тампони- -руюпие гранулированные материалы. .С целью изучения затухания проницаемости слоя материала в трещине пласта при ее смыкании, необходимо создать модель трещины. Максимальная раскры- тость трещины пласта 1,5 мм.

С целью моделирования полой трещины изготавливают :. каркас в виде двустороннего клина. Для этого берут, например, листовую сталь толщиной 0,8 мм. Лист необходимых размеров загибают пополам до стыковки с противоположным его концом и заваривают в

месте накладки концов, затем линию изгиба расковывают с таким расчетом, чтобы расстояние между двумя половинками пластины составило 1,5 мм. Из- готовленный таким образом каркас обкладывают по бокам кусками сырой резины и помещают в пресс-форму, по размерам отвечающую камере гидрообжима кер но держателя стандартной ус- тановки для исследования проницаемости кернов УЖ1К. Пресс-форму помещают в термокамеру и подвергают термообработке для вулканизации резины.

Полученную таким образом модель трещины заполняют исследуемым материалом-наполнителем и помещают в камеру гидрообжима кернодержателя установки УИШС. Создают необходимые давления обжатия и определяют изменение проницаемости заполненной наполнителем трещины. При увеличений давления обжатия трещина закрывается, а при его снятии раскрывается за счет уп- ругости каркаса.,

Пример 2. Необходимо провести оценку увеличения охвата пласта вытеснением до и после тампонирования рассекающей его трещины раскрытостью 1,5 мм. Тампонирование производилось через нагнетательную скважину.. Горное давление пласта Рг 30 МПа. Давление закачки тампонирующего материала Р} 15 МПа. Рабочее давление закачки воды в нагнетательную скважину РрЧБ 13 МПа.

Для моделирования процесса изготавливают модель пласта, аналогично примеру 1 с тем отличием, что с целью моделирования блоков пористой породы используют пористую маслобензостой- кую резину, а с целью установления гидродинамической связи полости трещины с блоками каркас изготавливают

из перфорированной пластины из упругого материала.i Модель насыщают нефтью и помещают) в камеру гидрообжима УИПК. Проводят исследование при вытеснии нефти при постоянном давлении прокачки и при давлении гидрообжима РОВ Ррде

-Рг 3 МПа. Затем трещину заполняют тампонирующим материалом, и создается давление гидрообжима Р06Ж:. Рг -Рг 5 МПа. После этого давление обжима уменьшают до величины Р06;к Ррчв РГ 3 МПа и исследования.

по вытеснению нефти повторяют. Результаты процесса вытеснения нефти до и после тампонирования трещины сравнивают и оценивают увеличение охвата вытеснением в результате тампонирования ..

Способ получения модели трещины пласта позволяет повысить точность моделирования и расширить диапазон проведения исследований. Формула изобретения

1.Способ подготовки модели пласта с трещиной к исследованиям, включак - щий выполнение трещины в пористой проницаемой резине и помещение модели пласта с трещиной в цилиндрический корпус, отличающийся тем что, с целью повышения точности.моделирования, стенки трещины армируют двухпластинчатым каркасом, имеющим в сечении форму сопряженных- по хорде сегментов, подвергают модель термообработке и помещают в камеру гидрообжима кернодержателя, при этом упругость материала каркаса равна упругости породы стенок трещины исследуемого массива.

2.Способ по п. 1, от личающ и и с я тем, что каркас выполняют перфорированным.

Изобретение относится к моделированию в геологии. Цель изобретения- повышение.точности моделирования. Изготавливают модель трещины пласта (МТ) из пористой проницаемой резины, имеющей в сечении форму сопряженных по хорде сегментов, стенки трещины -. армируют двухпластинчатым каркасом, МТ подвергают термообработке и поме- щают в камеру гидрообжима кернодержа- теля, при этом упругость материала каркаса МТ равна упругости породы стенок трещины исследуемого массива. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i