Способ определения порового давления

1532690 2 гед где Р 2 п Чины аномально высокого порового давления в коллекторе необходимо для определения эффективного напряжения в пласте-коллекторе. Определение оЬъема образца в термодинамических условиях поверхности Земли необходимо для опре,деления начального объема внутрипорового Флюида. Помещение образца в камеру с изменяющимся внешним давлением (в цилиндрическую камеру с поршнем) необходимо для измерения скоростей распространения упругих волн в образце при различных внешних давлениях (эффективных напряжениях). Создание 15 на образец внешнего давления (эффективного напряжения), равного (эффективному напряжению в пласте-коллекторе на границе раздела с глинистым пластом необходимо для определения :скорОсти распространения упругой волны в оЬразце глины. Измерение при этом эффективном напряжении скорости распространения упругой волны в оЬразце глины необходимо для определения ее 25 ,отличия от скорости распространения упругой волны в глинистом пласте. Определение зависимости скорости распространения упругой волны в образце внешнего давления (эффективного напряжения) необходимо, для определения , порового давления обусловившего разни цу в эффективном напряжении между граничащими глинистым пластом и пластом- коллектором. Испопьзование звуковых35 , волн с одинаковой частотой колебанийдля всех измерений скоростей распространения упругих волн необходимо для сведения до минимума погрешностей вы" числений.40Теоретическое обоснование способа.На границе раздела между глинистым пластом и пластом-коллектором имеем для геостатического давления(1) 45Р 2 гео =Р 2 п+С 2где Р - геостатическое давление1 генна границе раздела в плас"те коллекторе;Р1 П- поровое давление в пласте 50коллекторе;61 - эффективное напряжение Впласте-коллекторе; геостатическое давление на границе в глинистом 55 пласте;поровое давление в глинистом пласте; 61 - эффективное напряжениев глинистом пласте.На границе раздела двух пластов величина геостатического давления постоянна и равна для обоих пластов, т.е.Р 1 гео=Р 2 гео(2)Тогда для величины порового давле" ния в глинистом пласте из выражений (1) и (2) имеемР,=Р,+Ь,-Ь (3)Величину пластовой скорости в глинистом пласте характеризует эффективное напряжение 61 в глинистом пласте. Если определить скорость распространения упругой волны ч, при эффективном напряжении 61 в пласте-коллекторе на границе, а также учесть зависимость скорости распространения упругой волны от эффективного напряжения Зч/з 6, то можно определить. разность между эффективными напряжениями ( 6,- 6 1) и 3 условияЧ 1-ЧЕ(4)очЬУчитывая в (3) условие (4), получаем для величины порового давления в глинистом пгасте РвыражениеР =Р +-Ч +Ч 2Ь)1 ОДля определения скорости распространения упругой волны в образце глины ч, при эффективном напряжении Ь, в пласте-коллекторе поступают следующим образом. Из выражения (1) для эффективного напряжения в 1 в пласте- коллекторе имеемЬ, =Р -Р,. (6) С другой стороны еслй в цилиндрической камере с поршнем создать такое давление Р на образец глины, чтобы разность между ними и поровым давлением Р возникающим в порах глинистого образца при сжатии была равна величине эффективного напряжения й, т.е.Р Р Бр (7) то измеренная при этих условиях скорость распространения упругой волны равна ч,.Величина порового давления Р п в образце, обусловленная его сжатием может быть определена из условия юи т щю115326 К - коэффициент пористостиглины;Ч - объем глинистой породы привнешнем давлении Р;обеспечивающим создание в об 5разце эффективного напряжения бЧ - начальный объем образца глионы в термодинамических условиях поверхности Земли.Из выражений (6),(7) и (8) получаем условие для создания в образце эффективного напряженияР +- в в -=Р -Р . (9)1 Чк-Чо 15к рКЧВ выражении (8) учтено, что из-заочень маленьких величин коэффициентсжимаемости (на два порядка меньше,чем сжимаемость воды) Фактически сжатие образца глины под действием давления Р происходит эа счет сжатияКвнутрипоровой воды,Из выражения (9) видно, .цто постепенно повышая давление на образец 25и измеряя периодически величину объема образца, можно подобрать такие ихзначения Р .и Ч , при которых эффек"тивное напряжение в образце глины равно эффективному напряжению 6, в плас" 30те-коллекторе.Способ осуществляют следующим образом,Из вскрытой части разреза глинис".того пласта отбирают образец глины.Затем с помощью геофизических методов(например, методами акустическогокаротажа, сейсмицеского каротажа) определяют.скорость распространенияупругой волны ч в глинистом пласте. 40После этого по табличным дынным илина установке высоких давлений определяют величину коэффициента сжимаемости внутрипоровой воды, Затем методамипромысловой геофизики определяют величину коэффициента пористости глины К,После этого определяют объем образцав термодинамицеских условиях поверхности Земли. Далее определяют величи"ну геостатического давления на границе раздела глинистого пласта с пластом-коллектором (Р =Р ,), каквес столба вышележащих пород с единичной площадью поперечного сечения (например, расчетом по данным о мощностях пластов и плотностях пород в плас,тах). Затем измеряют величину порового давления Р в пласте-коллекторе1 д(например, с помощью скважинного ма". 906нометра) и определяют по формуле (6)величину эффективного напряженияв пласте-коллекторе. После этого помещают отобранный образец глины вцилиндрическую камеру с поршнем, оборудованную источником и приемником упругих колебаний, и создают в образце глины эффективное напряжение, равное эффективному напряжению 6, в пласте-коллекторе. Дпя этого производят подбор эффективного напряжения следующим образом: подбирают внешнее давление Р на образец так, чтобы его разность с возникающим при сжатии в образце паровым давлением Рбыла равна разности между геостатическим давлением Р, =Рна границе раздела глинистого пласта с пластом-коллектором и поровым давлением Р, в пласте-коллекторе (условия (6) и (7), (9). Подбор осуществляется следующим образом: постепенно повышается давление на образец до значений РР, Р,Р, при каждом значении давления измеряется объем Ч,Ч , ,Ч; Чобразца глины и для каждой пары знацений Р Ч., производится проверка условия (9). При выполнении усло,вия (9), характеризующегося давлением Р, на образец, подбор прекращается, а эффективное напряжение в образце равно 6. Затем измеряют при этом эффективном напряжении скорость ч, распространения упругой волны в образце глины, После этого, создавая в образце глины различные внешние давления (эффективные напряжения) и изме" ряя при их значения скорости распространения упругой волны, определяют зависимость скорости распространения упругой волны в глинистом пласте от величины изменяющегося внешнего давления (эффективного напряжения) в ней. Затем рассчитывают величину-порового давления Р в глинистом пласте по Формулеч чРы 1 + ач/арфгде Р- поровое давление в глинистом пласте;Р - поровое давление в граничащем с глинистым пластомпласте-коллекторе;ч, в , скорость распространенияупругой волны в образцепри эффективном напряжении,равном эффективном напряжению в пласте-коллекторе;/Заказ 8080/42 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113935, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 скорость распространенияупругой волны в глинистомпласте;дч/а 6 - зависимость скорости распро 5странения упругой волны вобразце от давления (эффективного напряжения) .1 ри проведении всех измерений ско" поори Распространения упругих волн в 10 пласте и образце используют одинако" ву частоту упругих колебаний.Предлагаемый способ позволяет опр делять с высокой точностью величи порового давления в глинистом пл сте по сравнению с очень неточными су ествующими методами расчета порового давления, что важно для безаварийно проводки бурящихся скважин в усло иях, высоких АВПД. фрмула изобретения1. Способ определения порового давления, включающий определение 25 коэффициентов сжимаемрсти внутрипоровой воды и пористости исследуемого пл ста, геостатического давления на исследуемой глубине, отбор образца исследуемого пласта, определение его объема в условиях поверхности эемпи, р эмещение образца в .камере с меняющ мся внешнем давлением и определение о,ъема образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем что с целью повышения точ 35 нсти определения порового давления иследуемого глинист о пласта, граничащего с пластом-коллектором, измеряют скорость распространения упругой волны в глинистом пласте и поровое давление в пласте коллекторе на границе с глинистым пластом, внешнее давление на образец постоянно увеличивают и при каждом его новом значении определяют соответствующие объем образца и скорость распространения упругой волны в образце, а поровое давление в глинистом пласте Р,определяют по формулеаР +еЛ Льч +чйд 1 п Да ргде Р, - поровое давление в пластеколлекторе на границе с глинистым пластом;ч, - скорость распространенияупругой волны в образце глины при эффективном напряжении, равном эффективномунапряжению в пласте-коллек-.торе;- скорость распространенияупругой волны в глинистомпласте;ач/ ЗЬ - зависимость скорости распространения упругой волны вв образце от увеличивающегося внешнего давления (эффективного напряжения). 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что измерение скоростей распространения упругих волн в глинистом пласте и в образце произ." водят при одинаковой частоте упругих колебаний.