Составители: А.А. Балуев, к.т.н., доцент
А.Ф. Семененко, ассистент
© Тюменский государственный нефтегазовый университет, 2009 Введение
Методические указания предназначены для студентов специальности 130504.65 «Бурение нефтяных и газовых скважин» очной, заочной и заочно-сокращенной форм обучения. Они составляют основу практических знаний курса «Вскрытие и разобщение продуктивных пластов», которую необходимо усвоить в рамках рабочей программы дисциплины и в дальнейшем закрепить и применить при дипломном проектировании.
Под вскрытием понимается комплекс работ по разбуриванию пород и оборудованию скважины в интервале продуктивного пласта. В процессе разбуривания пласта, крепления ствола скважины и вторичного вскрытия должны быть приняты меры по предупреждению, либо снижению его загрязнения как фильтратом бурового раствора, так и его дисперсной фазой, а также фильтратом цементного раствора и перфорационной жидкостью.
Радиус зоны проникновения компонентов бурового и цементного растворов и перфорационной жидкости в пласт в значительной степени зависит от типа вскрываемого коллектора (гранулярный, трещинный, поровый и т.д.), типов применяемых жидкостей.
Для успешного первичного и вторичного вскрытия продуктивного пласта необходимо подбирать буровой раствор и перфорационную жидкость по составу и физико-химическим свойствам, близким к пластовым флюидам.
Лабораторные работы, приводимые в данных МУ, вооружают студентов знаниями по определению физических свойств коллекторов и оценке влияния бурового раствора и технологических жидкостей разобщения и вторичного вскрытия пластов на изменение проницаемости коллектора.
Знания лабораторных работ, изложенных в данных МУ, позволяют студентам сделать выводы о степени влияния технологии вскрытия и разобщения пластов на потенциальные возможности получения притока нефти или газа из пласта. Это, соответственно, обусловливает актуальность совершенствования технологии вскрытия и разобщения продуктивных пластов путем подбора оптимальных типа и состава бурового раствора и технологических жидкостей разобщения и вторичного вскрытия пластов в соответствии с геолого-физическими особенностями строения продуктивного пласта.
1 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЛЛЕКТОРОВ
1.1 Общие положения
Все горные породы делятся на три категории: магматические, осадочные и метаморфические. На долю осадочных пород приходится 5 % массы земной коры, но именно к ним приурочены почти все месторождения нефти и газа.
Физико-механические свойства этих пород зависят от строения, минералогического состава, степени их неоднородности.
Горная порода является коллектором, если ее проницаемость обеспечивает возможность извлечения пластовых флюидов и газов при приложении внешних сил. Нижняя граница коэффициента физической проницаемости, определяющая породу как коллектор, составляет 0,01-1 мД.
Основные типы коллекторов по характеру представляемых ими пород делятся на: терригенные, карбонатные, гидрохимические. Встречаются коллектора смешанного типа терригенно-карбонатные, карбонатно-гидрохимические, терригенно-гидрохимические.
Терригенные коллектора в большей степени представлены песчано-алевритистыми осадочными породами (Западно-Сибирский регион).
Карбонатные - в основном представлены плотными слабоглинистыми карбонатными породами (Тимано-Печерская провинция).
Гидрохимические - гипсы, ангидриты, известняки, соли.
По характеру порового пространства коллекторы разделяют на межзерновые (гранулярные), трещинные, кавернозные и смешанные типы. В смешанном типе выделяют трещинно-гранулярные, кавернозно-гранулярно-трещинные, кавернозно-трещинные и т.д.
Если порода-коллектор состоит из зерен разной формы, сцементированных между собой (песчаник) или несцементированных (песок), а жидкость (нефть, вода) или газ заполняют поры такой породы, коллектор называют гранулярным (межзерновым).
Если пластовые флюиды содержатся, в основном, в трещинах породы, коллектор называют трещинным.
Коллекторские свойства пород нефтяного и газового пластов зависят от их химического состава, физического состояния, структурных и текстурных особенностей и характеризуются основными показателями: гранулометрическим составом пород (для гранулярного коллектора), пористостью, проницаемостью, удельной поверхностью, насыщенностью пластовым флюидом и газом.
Гранулометрическим составом породы называют совокупность данных о размере (массе) зерен разных фракций. В состав одной фракции включают все зерна, размер (или масса) которых не выходит за пределы, установленные для данной фракции. От гранулометрического состава пород зависит пористость, проницаемость, удельная поверхность, капиллярные свойства.
Гранулометрический состав определяют ситовым и седиментометрическим анализом.
1.2 Лабораторная работа № 1
Тема: Определение гранулометрического состава пород продуктивного пласта ситовым методом.
Существует несколько методов для определения гранулометрического состава пород продуктивного пласта:
- определение гранулометрического состава пород продуктивного пласта ситовым методом;
- определение гранулометрического состава пород ситовым методом повышенной точности (с целью повышения точности анализа в глубоких разведочных скважинах для определения подсчетных параметров продуктивного пласта);
- определение гранулометрического состава пород седиментометрическим анализом (суть - взвешивание осадка из сильно разбавленной суспензии частиц породы размером менее 0,05 мм в вязкой жидкости).
В данной лабораторной работе рассмотрен метод определение гранулометрического состава пород продуктивного пласта ситовым методом.
Приборы и оборудования
1 Набор сит (9-11 штук), с различными размерами ячеек сит.
2 Вибростенд.
3 Технические весы.
Порядок выполнения работы
Образец породы, взятый для анализа, предварительно измельчают до получения массы частиц, свободных от агрегатов зерен. Навеска материала для ситового анализа должна быть в воздушно-сухом состоянии, все крупные комки и агрегаты необходимо растереть резиновым пестиком.
1 Взять навеску сыпучего материала, равного 50 г.
2 Подготовить к работе вибрационный стенд.
3 Собирать набор сит так, чтобы в самом низу были сита с наименьшими отверстиями.
4 Произвести рассеивание. Для определения продолжительности рассева необходимо периодически останавливать вибростенд и проводить отсев одним из сит вручную над листом бумаги. Если фракция не отделяет мелких частиц, то рассев окончен.
5 Фракции, накопившиеся между отдельными ситами, взвешивают на технических весах. Точность взвешивания выбирается с учетом погрешностей измерений.
6 Суммируется масса отдельных фракций и сравнивается с исходной величиной навески. Расхождение до 5 % является допустимым. В случае большей ошибки анализ повторяется.
7 Результат ситового анализа выражают в виде массы каждой фракции в процентах по отношению ко всей массе навески, принимаемой за 100 %.
8 Допустимое расхождение в параллельных анализах ± 2 - 3 % абсолютных величин для каждой фракции, если величина фракции менее 10 %, и ±3-7 %, если величина фракции более 10 %.
Фракцию навески, прошедшую через весь набор сит, оставляют для седиментационного анализа.
Регистрация результатов анализа
Результаты взвешивания фракций при ситовом анализе вносятся в таблицу 1. По усредненным данным таблицы 1 строятся интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц породы по размерам (рисунок 1).
Таблица 1 - Результаты ситового анализа
