Способ определения давления гидроразрыва пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКА 1 1 с)932 7 10 я)5 Е 2 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИПРИ ГКНТ СССР ИЯ,;,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬ АВТОРСКО шение точности определения роразрыва в случае отклонен ли оси скважины и распростра гидроразрыва по нормали к н ют пластовое Рп, горное давл фициент и Пуассона гор Замеряют зенитный угол а о определяют величину давлен рыва как наименьший корен щий величину пластового дав из трех уравнений: 1 Ргзи+РпР - Рзпа+РР+Р,зпа - Р - р/(1 - р)Р, со Рп 1. Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, В ЧаСтнОСти к гдеопределению прочностных характеристиквскрытых скважиной пластов,Цель изобретения - повышение точности определения давления гидроразрыва вслучае отклонения от вертикали оси скважины и распространения трещин гидроразры- .ва по нормали к ней,Сущность технического решения заключается в следующем. Горные породы вокругвертикального ствола скважины в пластеможно приближенно принять за однородную упругую среду. Выбрав цилиндрическую систему координат (г, О, 7) так, что осьЕ совпадает с осью скважины, по законуГука можем записать для стенок скважиныЕ е, = О, - ,и (ое +%), (1)ти иальное, льная и кр о. До моанным в и стенок(1) следумен сква сква ет (и(71) Научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газаГипроморнефтегаз"(56) Спивак А,ИПопов А.Н, Разрушение горных пород при бурении скважин. - М.: Недра, 1986, с.51-52.Иогансен К,В. Спутник буровика. - М.: Недра, 1986, с.3.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА(57) Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к определению прочностных характеристик вскрытых скважиной пластов. Цель - повыдавления гидия от вертиканения трещин ей, Определяение Рг и коэфной породы. си скважины и ия Р гидроразь, превышаюления, одного Е Р.в = сгв - Р (т + ЖО,д,о - соответственно радужное и осевое напряжения;Ег, Ед - СООтВЕтСтВЕННО радИужная деформации;Е - модуль упругости породы;,и - коэффициент Пуассона.Осевое напряжение постояннта гидроразрыва пласта созджине давлением Р деформацижины равны нулю, поэтому изосле упрощений) д -о 2, (3)1-иПластовое давление в пласте передаетво все стороны одинаково, горное - веркально вниз, поэтому(3) П р и м е р, По результатам бурения иотбора керна известны пластовое давление на глубине 2600 м -31 МПа, коэффициент Пуассона породы - 0,34, горное давление 60 МПа.5 Инклинометрией определяют наклон ствола скважины в исследуемом пласте - 20,Первое из уравнений (7) с учетом числовых значений принимает вид аг =Р - Рп,И =Рг - Рп. Из (2) и (3) следует соотношение для вертикального ствола скважины Р -- (Рг - Рп) + Рп, 1 - ,и(4) Рассмотрим ствол скважины, наклоненный к вертикали под углом а, Вновь свяжем цилиндрическую систему координат с осью скважины, Горное давление разлагаем на составляющие в радиальном и осевом направлениях. В осевом направлении действуют два давления - пластовое и осевая составляющая горного давления, поэтому осевое напряжение 151,5 - Р 1 =13,1,10 откуда получаем два корня: 38,4 и 64,6 МПа.Меньший из корней превышает величинупластового давления, поэтому он является15 искомым значением давления гидроразрыва пласта(если бы из первого уравнения неопределилось искомое значение, необходимо было бы перерешать следующие двауравнения),20 Формула изобретенияСпособ определения давления гидроразрыва пласта, вскрытого скважиной,включающий определение пластового и горного давлений, коэффициента Пуассона гор 25 ной породы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности определениядавления гидроразрыва в случае отклонения от вертикали оси скважины и распространения трещин гидроразрыва по нормали30 к ней, замеряют зенитный угол оси скважины, а величину давления гидроразрываопределяют как наименьший корень,превышающий величину пластового давления,одного из трех уравнений: о 7 =Р,соза - Рп(5) Модуль применен для учета воэможности отрицательного знака разности составляющей горного давления и пластового,Аналогично, в радиальном направлении, в котором действуют три давления, в зависимости от сочетания их велиЧин для радиального напряжения получаем одно из трех соотношений либо Ргзпа - Р+Рп, либо 1 Р - Р, з и а + Рп 1, (6) либо 1 Р + Рг эп а - Рп.Ргзпа - Р+Рп 1Р - Ргзпа+Рп 1 Из (5) и (6) с учетом (2) получается выражение для определения давления гидро- разрыва Р при условии распространения трещин гидроразрыва по нормали к,оси скважины 40 1 Р + Ргзпа - Рр 1-- (Рг сов а - Рп 11 - ,)где Р -давление гидроразрыва пласта, МПа;45 Рп - пластовое давление, МПа;Рг - горное давление, МПа;а - зенитный угол оси скважины;(7) ФСоставитель М,Тупысев,Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Редактор И.Горная Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 Заказ 4060 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5