Устройство для определения физическихСВОйСТВ гОРНыХ пОРОд гидРАВличЕСКиМРАзРыВОМ Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к неФтега-, :3одобывающей и горной промвзшшенкости и может быть использовано при изучении методов интенсификации при тока нефти из пласта к забою скважин а также в горном деле для определени физических свойств (прочности, плас тичности) горных пород. Известно устройство для определения проницаемости горных пород под давлением, состоящее из кернодержате ля, уплотнительной манжеты, системы бокового гидрообжима,плунжера. и средств контроля i . Однако при использовании подобного устройства в целях исследования физических свойств горных пород путем гидравлического разрыва образца оно не позволяет создавать радиальный поток фильтрующейся жидкости. Вследствие этого не обеспечивается моделирование физических процессов, имеющих место в пласте вблизи стенок скважины, и поэтому полученные результаты исследования на установках подобного типа не могут обоснованно применяться к определению физи ческих свойств горных пород. Известно также устройство для определения физических свойствгорных пород гидравлическим разрывом, включающее форму для размещения полого цилиндрического образца горной породы, уплотнительную манжету, средства нагружения породы вертикальным и боковым давлением и создания давления разрыва внутри образца, приспособления регулирования и контроля давления 2 . Недостатком данного устройства является относительно невысокая эффективность моделирования физических процессов , происходящих в пласте горных пород (вблизи стенок скважины) при гидравлическом разрыве пласта, и вследствие этого недостаточная точность определения физических свойств горных пород, так как устройство не позволяет создавать боковое давление на образец, отличное от давления фильтрующейся жидкости. Цель изобретения - повышение точности определения физических свойств горных пород за счет изучения влияния бокового давления da. давление гидравлического разрыва. Цель достигается тем, что форма для размещения образца и уплотнительяая манжета выполнены с равномерно расположенными по их боковой поверхности радиальными сквозными отверстиями и снабжены герметично вставлен ными через них патрубками для сообще ния каналов фильтрации образца горной породы со средствами регулирования и контроля давления. на чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез. Устройство имеет цилиндрическую уплотнительную манжету 1 с радиальными сквозными отверстиями 2 со вста ленным в нее полоцилиндрическим образцом 3 горной породы, которые поме щены в форму 4 с крышкой 5 и с радиальными сквозными отверстиями 6. Через радиальные отверстия 2 и б манжеты 1 и формы 4 пропущены патрубки снаружи сосуда 4 соединенные в один коллектор, оборудованный дросселем 8 и манометром 9. Через патрубок 10 в полости между стенками сосуда 4 и манжеты 1 создается; боковое давление контролируемое манометром 11. Поршень 12 предназначен для передачи ве тикальной нагрузки путем создания со ответствующего давления через патруЬок 13 с манометром 14. Патрубок 15 служит для нагнетания в образец 3 жидкости разрыва. Давление нагнетания контролируется манометром 1б. Устройство работает следующим образом. Подготовленньлй полоцилиндричеркий образец 3 горной, породы вставляется в манжету 1 и затем вместе с манжето монтируется в форму 4-. При этом дост гается совмещение радиальных сквозны отверстий 2 и б манжеты 1 и формы 4. В каждую совмещенную пару отверстий 2 и б пропускаются патрубки 7j присоединенные снаружи к общему коллектору, на выходе из которого установлен дрЬссель 8 и манометр 9. В верхнюю полость сосуда 4 вкладывается поршень 12, который устанавливается на торец образца 3, и сосуд герметич но закрывается крышкой 5. Затем насо сами через патрубки 10 и 13 осуществляется нагружение образца горной по роды заданными боковым и вертикальным давлениями. Одновременно через патрубок 15 осуществляется нагнетание жидкости разрыва. После возникно , вения фильтрации жидкости разрыва при помощи дросселя 8 создается заданное противодавление, которое через патрубки 7 передается на образец породы. Отфильтровавшаяся жидкость направляется для замера ее количества. Нагнетание жидкости разрыва осуществляется до возникновения разрыва образца породы, устанавливаемого по резкому снижению перепада давлений, замеряемому манометрами 9 и 16. Исследования на этой установке позволят изучить влияние бокового давления на давление гидравлического разрыва породы известными и разрабатываемыми жидкостями, а их результатьГобоснованно применить к разработке технологии гидравлического разрыва пласта. (формула изобретения Устройство для определения физических свойств горных пород гидравлическим разрывом, включающее форму для размещения полоцилиндрического образца горной породы, уплотнительную манжету,.средства нагружения породы, вертикальным и боковым давлением и создания давления разрыва внутри образца, приспособления регулирования и контроля давления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения физических свойств горных пород за счет изуче.ния влияния бокового давления на давление гидравлического разрыва, форма для размещения образца и уплотнительная манжета выполнены с равномерно расположенными по их боковой поверхности радиальными сквозньп отверстиями ,и снабжены герметично вставленными через них патрубками для сообщения каналов фильтрации образца горной породы со средствами регулирования и контроля давления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1.Кривоносов И.В. и др. О влиянии давления закачки воды на проницаемость призабойной зоны. Нефтяное хозяйство, f970, № 8, с, 43-46. . 2.Scott P.P. und anothe . Roclc Ruptureas affected by fluid properties petroleum transactions - a GME, 1953, vol. 198, p. 112.