К оглавлению журнала

  

УДК 553.98.061.4

© И.Ф.Попов, В.В.Иваненко,З.Б.Стефанкевич, 1995

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРОВ КАНАЛОВ ПЕРФОРАЦИИ НА ПРОЦЕСС ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ В КОЛЛЕКТОРАХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОЛНОЙ ДАВЛЕНИЯ

И.Ф. Попов (Сургутнефтегеофизика), В.В.Иваненко, З.Б.Стефанкевич (ВНИПИвзрывгеофизика)

Для обеспечения максимальной продуктивности скважин применяют различные методы воздействия на прискважинную зону пласта с целью улучшения гидравлической связи между скважиной и пластом. Среди различных методов интенсификации притоков широкое распространение получили методы импульсного воздействия на пласт. Импульсное (высокоскоростное) воздействие, образуемое волной давления при взрыве или горении заряда, используется для создания сети трещин в коллекторах прискважинной зоны.

Одна из особенностей данного метода заключается а том, что воздействие на коллектор импульсом давления происходит через каналы перфорации, предварительно пробиваемые высокоскоростной кумулятивной струёй. Причем в зависимости от типа используемого перфоратора и физико-механических свойств коллекторов размеры каналов перфорации могут значительно отличаться *.

Экспериментальными исследованиями по моделированию процессов вскрытия и последующей интенсификации притоков установлено, что размеры каналов перфорации (диаметр и длина), состояние и свойства поверхности каналов играют существенную роль в процессе трещинообразования в коллекторах прискважинной зоны пласта при импульсном воздействии волной давления.

Моделирование процессов трещинообразования в образцах горных пород проводилась на установке высокого давления в термобарических условиях, близких к условиям естественного залегания,

На образец породы через канал перфорации воздействовали импульсом давления, значение которого на 3-5 МПа превышало внутрипоровое. Влияние такого воздействия на состояние образца породы оценивалось по изменению проницаемости. Если после воздействия проницаемость образца не изменялась или изменялась незначительно, то на него воздействовали импульсом давления, значение которого на 2,5-3,0 МПа превышало предыдущее. Такая последовательность воздействия импульсом давления сохранялась до получения значительного увеличения коэффициента проницаемости Кпр.

На рис. 1 приведены зависимости коэффициента проницаемости Кпр от давления гидродинамического импульса Римп для трех образцов, близких как по составу, так и по фильтрационно-емкостным свойствам. Диаметр каналов перфорации dk в этих образцах менялся при одинаковой длине Iк = 30 мм.

Как видно, процесс трещинообразования для образца породы с dк = 15 мм (коэффициент пористости Кп = 13 %. коэффициент проницаемости Кпр = 0.015*10-3 мкм2) начался при воздействии Римп = 35 МПа. для образца с dк = 10 мм (Кп = 11,1 %, Кпр = 0,002*10-3 мкм2) - при Римп = 43,5 МПа и для образца с dк = 6 мм (Кп = 12.8 %, Кпр = 0,005*10-3 мкм2) - при Римп = 47,5 МПа.

Для этих образцов характерно большое содержание глинистой фракции (относительная глинистость этих образцов hгл = 0.4). С улучшением коллекторских свойств пород характер кривых зависимостей Кпр = f(Римп) значительно изменяется при различных размерах каналов перфорации. Процесс трещинообразования в породах с Кпр і 1*10-3 мкм2 при dк = 6 мм начинается при меньших значениях Римп. чем при dк = 15 мм. В последнем случае, для того чтобы начался процесс трещинообразования. в породе давление импульса должно быть в 1.5-2,0 раза больше, чем при малом диаметре.

Такое поведение образцов пород при воздействии импульсом гидродинамического давления, вероятно, обусловлено тем, что при большом диаметре канала перфорации давление импульса, действующего на породу, ослабляется за счет быстрого проникновения реагента давления импульса в поры породы в силу ее повышенной пористости и пропускной способности (для поверхности каналов перфорации - повышенная суммарная просветность). В низкопористых, слабопроницаемых породах давление импульса полностью направлено на разрушение связей между минеральными частицами породы и самих минеральных частиц, т.е. на процесс трещинообразования.

Влияние длины канала перфорации lк (пробивной способности) на процесс трещинообразования исследовалось на образцах пород с искусственными и отстрелянными каналами длиной 30, 50 и 80-100 мм.

Увеличение Iк от 30 до 50 мм мало влияет на процесс трещинообразования в породах. При дальнейшем увеличении длины канала повышается и давление импульса, необходимое для разрушения межзерновых связей в породе.

На рис. 2 приведены зависимости Кпр = f(Римп) для образцов с dk = 6 мм и Iк = 50 и 80 мм. При Iк == 50 мм процесс трещинообразования начинается при воздействии Римп = 43,5 МПа (кривая 1), для образца с Iк = 80 мм - при Римп = 58 МПа (кривая 2).

Таким образом, результаты экспериментальных исследований указывают на значительное влияние размеров перфорационных каналов (при прочих равных условиях) на процесс трещинообразования в коллекторах при импульсном воздействии.

Для дальнейшего использования результатов исследований необходимо было установить отдельные зависимости между давлением импульса, приводящим к началу процесса трещинообразования Римп.тр, размерами каналов перфорации (dк, Iк) и литолого-петрографическими, коллекторскими и физико-механическими свойствами пород.

В качестве примера на рис. 3 приведены зависимости давления гидродинамического импульса Римп.тр от относительной глинистости пород hгл при Iк = 30 мм (кривая 1) и 80-100 мм (кривая 2). Диаметр каналов dк = 15 мм. Как видно, с ростом относительной глинистости hгл значение Римп.тр уменьшается. В то же время при увеличении длины канала перфорации примерно в 3 раза (от 30 до 80-100 мм) давление импульса при hгл = 0,1 необходимо увеличить примерно в 1.6 раза. а при hгл = 0,7 -в 1,8 раза.

Установленные зависимости между давлением импульса, фильтрационно-емкостными, физическими и другими параметрами коллекторов и размерами каналов перфорации являются основой для разработки программы управления процессами импульсного воздействия на терригенные коллекторы прискважинной зоны пласта.

Таким образом, полученные результаты дают возможность более целенаправленно и с большей эффективностью использовать методы импульсного воздействия на прискважинную зону пласта с целью интенсификации притоков нефти из терригенных коллекторов.

 

*Краткий справочник по прострелочно- взрывным работам в скважинах / Под ред. Н.Г. Григоряна -М.: Недра, 1982.

 

 

Рис. 1. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОНИЦАЕМОСТИ ОБРАЗЦОВ ПОРОД ОТ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА ПРИ ДИАМЕТРЕ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ 15 (а), 10(6) и 6 (в) мм

Рис.2. ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОНИЦАЕМОСТИ ОБРАЗЦОВ ПОРОД ОТ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЕ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ

Рис.3. ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА ОТ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ГЛИНИСТОСТИ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ ДЛИНЕ ПЕРФОРАЦИОННЫХ КАНАЛОВ
Сайт создан в системе uCoz