книги / Физические свойства коллекторов нефти при высоких давлениях и температурах

В противовес факторам, приводящим к снижению параметра по­ ристости при нагревании, действуют факторы, приводящие к увели­ чению рп » К последним относится изменение объёмной влажности породы в результате теплового ‘расширения скелета породы и внутрипоровых включений. На существенное влияние этого фактора в сторону увеличения рп указывается в работе американских авторов [10], которые изменения Рп (в данном случае - увеличение до 5 5 - 100%) относят преимущественно за счет уменьшения объема пор при тепловом расширении цементирующего глинистого и слюдистого материала в порах.

Не исключается, однако, и возможность некоторого (гораздо меньшего) влияния изменения извилистости.

Увеличение параметра пористости в чистых кварцевых песчаниках или песчаниках с каолинитовым цементом, отмеченное рядом исследо­ вателей [7, 8], объясняется совместным влиянием объемного умень­ шения влажности и структурных изменений (усложнение конфигура­ ции токовых путей).

Как отмечалось, экспериментальные данные не подтверждают (см. рис. 1) существенного изменения объемной влажности (порис­ тости) породы, поэтому основное увеличение рп в коллекторах, отме­ ченных литологических разностей, • относим за счет структур­ ных изменений.

В коллекторах Западной Сибири практически всегда имеют мес­ то и повышающие, и понижающие факторы. От вклада того или ино­ го фактора в каждом конкретном случае параметр пористости гли­ нистых песчаников либо уменьшается (сильно глинистые песчаники и алевролиты), либо увеличивается (сравнительно чистые слабо­ глинистые песчаники с низкой электрохимической активностью). При этом минерализация раствора определяет только вклад понижа­ ющих факторов в величину суммарного эффекта.

Для подтверждения результатов и выводов, описанных выше, по той же методике были проведены исследования влияния температу­ ры на относительное сопротивление коллекторов из пластов групп А и Б Нижневартовского и Сургутского сводов (рис. 4 ) .

Полученные результаты дают возможность видеть, что рп образ­ цов (минерализация раствора 1 8 - 2 2 г/л) преимущественно увели­ чивается на 8-10% , Это вполне согласуется с результатами, полу­ ченными ранее для образцов, насыщенных раствором 0 ,3 н NaCl (см. рис. 2, 3 ).

Таким образом, весь накопленный к настоящему времени мате­ риал об изменении удельного электросопротивления водонасыщенных пород с ростом температуры и результаты проведенных исследова­ ний свидетельствуют о сложном характере зависимости параметра пористости от температуры. Указанные особенности связи относи­ тельного изменения параметра пористости с температурой и лито- лого-коллекторскими особенностями пород необходимо принимать во внимание при интерпретации результатов электрометрии сква­ жин.

1.Берман Л.Бм Нейман В.С. Влияние температуры на относительное сопротивление горных пород. - В кн.: Разведочная геофизика, вып. 14. М.: Недра, 1966, с. 167-173.

2» Козел Й. Зависимость удельных сопротивлений осадочных пород от температуры. - В кн.: Геофизические методы исследования скважин. М.: Недра, 1966, с. 23-28.

3. Авчян Г.М. Физические свойства осадочных пород при высоких давле. ниях и температурах. М.: Недра., 1972. 144 с.

4. Авчян Г.М., Стефанкевич З.Б. Влияние температуры на электрические свойства песчано-глинистых пород. - В кн.: Физические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. Тбилиси: Мецниереба, 1974, с. 303-305.

5.Д обрынин В.М. Деформация и изменение свойств нефти и газа. М.: Недра, 1970. 240 с.

6.Петров Л.П. Изучение физических свойств песчано-глинистых пород при высоких давлениях и температурах.: Автореф. канд. дис. М., 1967. В надзаг.: Моек, ин-т нефтехим. и газовой пром.

7. Александров Б.Л.,. Д ахкильгов Т.Д., Гайдарь М.П. и др. Влия­ ние температуры на относительное сопротивление глинистых песчани­ ков. - Нефтегаз, геол. и геофиз., 1974, № 17, с. 11-15.

8.Мул.ин В.Б., Карпов П.А., Доброквашин И.А. Коллекторские и физические параметры нефтенасыщенных пород на больших глубинах. -

Вкн.: Физические свойства горных пород при высохих давлениях и тем пературах. Тбилиси: Мецниереба, 1974, с. 324 -327 .

9.Tenchov G. Electrical conductivity of isotropic water saturated shaly

sandstone. - Бьлгарско геофизично списание, 1976, т. II, № 1, с. 73-

81.

10. В ran nan G.O., Von Got en Dr. W.D. The effect of temperature on the formation resistiving factor of porous media. - Trans. SPWLA, 14th Annu. Logging Symp., 1973, p. 1-17.

И . Х а н и н АЛ. Остаточная вода в коллекторах нефти и газа. М.: Гостоптехиздат, 1963. 100 с.

кого всестороннего давления проводилось в Лаборатории высоких давлений ИФЗ АН СССР.

В установке высокого давления типа цилиндр-поршень одновре­ менно методом ультразвукового прозвучивания измерялась скорость продольных волн* а метопом смещения поршня определялась плот­ ность* В качестве среды, передающей давление, использовался сви­ нец. Образцы диаметром 1 7 ,5 мм и длиной 2 0 мм изготавливались из кернов пород, поднятых из глубоких скважин.

На рис. 1 приведены зависимости скоростей упругих волн от дав­ ления для образцов галитовой и сильвиновой пород. Скорости vp для галитовой породы несколько выше, чем для сильвиновой, также как и плотность образцов галитовой породы больше, чем сильвино­

становится более однородной, площадь контактов между зернами по­ родообразующих минералов увеличивается, что способствует боле(Ь полной передаче энергии упругих волн.

На втором участке скорость up изменяется незначительно (при­ мерно на 1%), это характерно для породы, не имеющей микротрещин. Результаты лабораторных измерений скорости vp в этом интервале давлений близки к значениям скорости, рассчитанным по кривым акустического каротажа в скважинах против пластов галита и силь­

видимому, высокое кратковременное квазигидростатическое давление ( 2 - 3 кбар) компенсирует роль длительного воздействия на соле­ вые породы геостатического давления, соответствующего глубине залегания породы.

Как известно, на скорость продольных волн влияет минеральный состав образцов (табл. 2 ). Кривые 1 и 2 (см. рис. 1) распола­ гаются в верхней части графика и имеют максимальную величину

На этом же рисунке внизу приведены зависимости скорости уп­

Т аблица 2 Минеральный состав образцов, вес. %

дают, так как образцы имеют одинаковый минеральный состав и со­ держат 90% карналлита, кривая I располагается выше упомянутых кривых, так как образец 8 содержит в качестве примеси 15,5% га­ лита, который повышает скорость продольных волн в этом образце.

димому, этот* образец имеет больше примесей минералов, имеющих большею плотность и скорость упругих продольных волн.

Как будет показано, результаты лабораторных измерений скорос­ ти в интервале давлений 1 ,5 -3 кбар образцов карналлитовой и бишо­ фитовой пород хорошо согласуются с данными акустического карота­ жа в скважинах.

Ниже приводятся значения скоростей продольных волн, рассчитан­ ных по закону среднего интервального времени ипл> замеренных

zm

Рис. 3. Расчленение разреза в интервале залегания галитовой породы

Крестик - интервал отбора керна

в пластах по 20 скважинам, и vp9 замеренных на образцах из кер­ на на лабораторных установках, моделирующих пластовые условия:

Здесь наглядно показана хорошая сопоставимость лабораторных и промысловых результатов.

Содержание галитовой породы обычно в соленосном разрезе составляет около 70-80% . На рис. 3 дан типичный участок разреза

был отобран керн, который представлен крупнокристаллическим чис­

вообще эта величина не является строго определенной и по данным анализа промыслового материала может изменяться от 0 ,6 до 5 мкР/ч в зависимости от наличия примесей глинистых фракций или калийных солей. По кривой НГК пласты галита четко отбиваются наибольшими показаниями (максимум хлора в объеме породы по сравнению с дру­

является определяющей.

Типичный пример выделения сильвиновой породы среди галитовой приведен на рис. 4 . Интервал 1 4 9 2 - 1 5 2 1 м скв. 2 8 0 Степновская сложен галитовой породой, в которой имеется пласт сильвина. Интервальная скорость ^пл для сильвина - 4 ,0 7 км /с, а для окружаю­ щего галита - 4 ,5 5 км/с. Кривая НГК в обоих случаях отбивается максимальными показаниями, но зато кривая ГК в случае сильвина отмечается повышенной у-активностью до 12 мкР/ч (з а счет изо­ топа К4 0 ) против 1,8 кмР/ч для галита.

Кривая ГК является определяющей для сильвина. В верхней части рис. 5 показан типичный участок разреза в скв, 8 Александровская, представленный сверху галитом и сильвином и ниже в интервале 2 4 9 4 - 2 4 9 7 м - бишофитом, подстилающий, пласт снова галит. Плас­

ния бишофита наблюдается незначительное кавернообразование (диа­

других пород. Кривая НГК против этого пласта имеет минимальные значения (1 ,8 - ' 2 , 0 уел, ед,), характерные для солей-кристалло­ гидратов, кривая ГК также имеет минимальные значения, эти харак­ теристики являются определяющими для бишофита.

Необходимо отметить, что кавернометрия является весьма эффек­ тивным методом для выделения пластов карналлита и бишофита. В настоящее время при бурении солевых отложений в основном приме­ няются буровые растворы, насыщенные хлористым натрием. В таких растворах растворяются лишь карналлитовые и бишофитовые породы,

Рис. 5. Расчленение соленосного разреза в интервале залегания калийно-магниевых солейпри бурении скважины на растворе ИБР

1 - галит; 2 - сильвин; 3 - бишофит; 4 - карналлит

причем с большой скоростью [10] и поэтому в стволе скважины образуются каверны* Незначительное ушпрение ствола отмечается против этих пластов и при применении буровых растворов на нефтя­ ной основе (например, известковобитумный раствор - ИБР), так как в них соцержится воца в малых количествах. Следуёт отметить, что на глубинах свыше 2 5 0 0 - 2 7 0 0 м ввиду большой пластичности бишофита и карналлита против них могут отмечаться не каверны, а сужения.

На рис. 6 показан типичный пример выделения пластов бишофита при бурении скважины на буровых растворах, насыщенных хлористым натрием. По кривой &Т нельзя рассчитать интервальную скорость ^пл 1 так как в этом случае фиксируется скорость распространения упругих волн в каверне, характеризующая границу раздела буровой раствор - порода. По кривой каверномера фиксируется большая ка­ верна, диаметр которой стандартным каверномером нельзя из­ мерить.

Р и с . 6. Расчленение соленосного разреза в интервале залегания калийно-магниевых солей при бурении скважины на буровом раство­ ре, насыщенном хлористым натрием

Обозначения те же, что на рис. 5

В скв. 30 Антиповско-Балыклейская, пробуренной с промывкой нецонасыщенным рассолом хлористого магния (рис. 7 ) , отмечается пласт карналлита 1 5 0 2 - 1 5 1 6 м, его кровля сложена сильвином, средняя часть бишофитом. Переход от сильвина к карналлиту проис­ ходите возрастанием,а затем со спадом содержания галита (табл. 3 ). В табл. 3 приводится основной минералогический состав по выбо­