Способ прогнозирования устойчивости призабойной зоны пласта

осударственныи комитет ритет публиковано 30,10.79. Бюллетень ЛЪ 40ата опубликования описа 1 шя 30.10.7954) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ Устой:1 ЙВОСтй ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТАИзобретение относится к нефтегазодобыВающей промышлснности и может быть использовано прн разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.Известен способ прогнозирования устой чивости прискважинпой зоны пласта путем ее разгрузки, например путем размывания каверны в вышележащем глинистом пласте 1 Д.Недостатком такого способа является О снятие напряжений не по всему разрезу вскрытого пласта, а лишь в отдельных точках разреза, что снижает надежность информации и прогнозирования устойчивости прискважинной зоны. 15Известен также способ прогнозирования устойчивости призабойной зоны пласта, включающий вскрытие пласта, отбор керна, определение его акустических и упругодеформационных свойств и проведение аку стического каротажа в скважине 12.1-1 едостатком известного способа является то, что исследование призабойной зоны производится в момент ее вскрытия, когда напряжения в ней нс подверглись процсссам 25 релаксации и поэтому не отражают напряженного состояния призабойной зоны, возникающего по истечении времени релаксации, что нс позволяет надежно прогнозировать устойчивость призабойПой зоны пласта. 30 н, Е. В. Карус, О. Л. Кузнецов,Д. А, Крылов и М. Г. Саламатовский институт ядерной геофизикихимии Це;1 ью настоящего изобретения является новьшение достоверности прогнозирования.Указанная цель достигается тем, что проведение акустического каротажа осуществляют по истечении времени релаксации напряженного состояния призабойной зоны пласта.Способ осуществляют следующим образом.11 з иризабойной зоны пласта скважины Огоирают керн и по Век определяют упруго-дсформацио 1 шые своиства 1 модули Юнга (Е), сдвига (6), коэффициент 11 уассона (о), пределы прочности на сжатие, изгио, па основе которы определяют время релаксации.11 о истечении этого времени в пластовых условпях проВодят акус 1 ичсскис измере 1 пя (акустпчески 11 каротаж), с поиОщь 10 кодры., определяют упруго-деформационные свопства в призабойноп зоне скважины. Латсм сопоставляют результаты измерений на ксрнс и в призаоопной зоне и произВодят расчетную оценку устойчивости призабойИО 11 ЗО;1 Ы Ск.важ 11 НЫ.11 ослс каждой технологической операции, В;1 и 511 Оцсп па папр 51 женное состояние В прпзабо;шой зоне скважины, например после отбора нефти и;и газа или воздействия на нес, в призабойной зоне скважины произвогде Сос 1 авитель А. Назаретова Текред Н. Стооганова Редактор 3. Ходакова Корректор В. Дод Заказ 2516/13 Изд, М 604 Тираж 658 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2 дят повторные акустические измерения упруго-деформационных свойств.Пример осуществления способа. С заданного интервала продуктивного горизонта поднимают керн, Г 1 утем лабораторного ана лиза по известной методике определяют коэффициент Пуассона р, модуль Юнга Е и коэффициент вязкости т 1, а также предел прочности пород на сжатие а,во Определение названных свойств пород производят 10 при скорости нагружения он=1 кгс/см/с. Затем расчетным путем находят модуль сдвига породы по формулеЕ6=, 152(1 -1) Например, при а=1570 кгс/см, у==0.29,Е=-2,4 10 кгс/см; т 1=6 10" кргс/см модуль сдьига 6=0,93 10 в кгс/см",Зная модуль сдвига и коэффициент вязкости, находят время релаксации породы поизвестной формуле Для рассмотренного примера /,=6,45 10 с = 7,5 суток.По истечении указанного времени (после релаксации напряжений в околоствольной зоне) проводят акустический широкополос ный каротаж по скорости продольных и поперечных волн, на основе которого определяют упруго-деформационные параметры в условиях массива и устанавливают зависимости изменения предела прочности от ско рости нагружения.Упруго-деформ ационные модули находят по известным формулам теории упругости, а а, - по скорости ор и о, продольных и поперечных волн. Известно, что мсдуль 40 Юнга с глубиной возрастает на 30 - 40% в зависимости от глубины. Поэтому при определении фактического времени релаксации должна вноситься соответствующая поправка. Величина последней уточняется по дан ным глубинных измерений.Скорость нагружения определяют по времени релаксации и условиям нагруж ения/, - временная постоянная приусловии плоской деформации.При градиенте горного давления 0,255 кгс/см на 1 п. м., гидростатическом давлении 500 кгс/см и указанных выше упруго-деформационных характеристиках в через 10 суток определяется величиной 1,3 10- кгс/ему/с.Зная величину скорости нагружения, по формуле1: 1=о,0,02(1 аЬ)+0,004 (1 д У) + 0,06 1 д Ь 1 находят предел прочности пород в около- ствольной зоне в реальных условиях асж= =1204 кгс/смз,Так как максимальная величина напряжений на контуре выработки равна ав= 2 соРг - Ро=602 кгс/см., то запас надежности (прочности) для открытого ствола в подобных условиях равен 2. Следовательно, призабойная зона в этом случае устойчива и пригодна для осуществления эксплуатации открытым забоем (без обсадки).В процессе эксплуатации напряженное состояние выработки может изменяться в результате технологических воздействий. Поэтому для увеличения надежности прогнозирования устойчивости горной выработки акустические и плотностные измерения повторяются и надежность оценивается по уточненным данным упруго-деформационпых свойств пластов. Формула изобретенияСпособ прогнозирования устойчивости призабойной зоны пласта, включающий вскрытие пласта, отбор керна, определение его акустических и упруго-деформационных свойств и проведение акустического каротажа в скважине, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования, проведение акустического каротажа осуществляют по истечении времени релаксации напряженного состояния призабойной зоны пласта.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Кузнецов Г. Н. и др. Определение методом разгрузки напряжений, действующих в междукамерных целиках каменной соли Артемовских рудников. - Труды ВНИМИ, сб, 22. М.-Л., Углетехиздат, 1950,2. Ивакин Б. И. и др, Акустический метод исследования скважин. М., Недра, 1978, с. 226 - 230.