Дата опубликования описания 30.10.79 (53) УДК 622.241.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. Б. Александров, 1О. Л. Желтухин, Е. В. Карус, О. Л. Кузнецов, М. Э, Гринберг, Э. Э. Грузман, Д. А. Крылов и М. Г. Саламатов (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (54) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ

ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА

Изобретение относится к нефтегазодобыki2IoIIJckI промышленности H может 6bITb использовано при разведке и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.

Известен способ прогнозирования устойчивости прискважинпой зоны пласта путем ее разгрузки, например путем размывания каверны в вышележащем глинистом пласте

P lj.

Недостатком такого способа является снятие напряжений не по всему разрезу вскрытого пласта, а лишь в отдельных точках разреза, что снижает надежность информации и прогнозирования устойчивости прискважинной зоны.

Известен также способ прогнозирования устойчивости призабойной зоны пласта, включающий вскрытие пласта, отбор керна, определение его акустических и упругодеформационных свойств и проведение акустического каротажа в скважине (2).

Недостатком известного способа является то, что исследование призабойной зоны производится в момент ее вскрытия, когда напряжения в ней не подверглись процсссам релаксации и поэтому не отражают напряженного состояния призабойной зоны, возникающего по истечении времени релаксации, что нс позволяет надежно прогнозировать устойчивость призабой1гой зоны пласта.

Це;1ью настоящего изобретения является новь!шение достоверности прогнозирования.

Указанная цель достигается тем, что проведение акустического каротажа осущест5 вляют 110 истечении времени релаксации напряженного состояния призабойной зоны пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

10 Из прпзабойной зоны пласта скважины

О OHp ают керн и ПО нем Определяют упруго-д формацпо1шые свопства1модули Юнга (Е), сдвига (6), коэффициент 11уассона (о), пределы прочности на сжатие, изг1!о!, 15 па основе которы. . определяют время релаксации.

llo HcTcscHIIII этого времени в пластовы услОвllях прОНОдят ак! сlпчсскпс измерен!!я (акуст1!ческий каротаж), с помощь!0 ко i 020 рых определяют упруго-деформационные свопства в призабойноп зоне скважины. Латем сопоставляют результаты измерений на ксрнс и в приза001!ной зоне и производят расчетную оценку устои тивостп призабой25 I!0!i зо !ы скваж!шы.

l loc;Ic h 2>I +011 техно 70I ичсской 0IIPp2U IIII, в;1пяго!цсl! 112 напряженное состоянl!е в ilpii32001!Ilой зоне ci важ11ны, например после отбора нефти li;ill газа или воздействия на

30 нес, в призабойной зоне скважины произво694632

2р„(1 (1 вЂ”:o) е-:/21./г) вЂ” р, ir где

Сос1авитель A. Назаретова

Текред Н. Строганова

Редактор 3. Ходакова

Корректор В. Дод

Заказ 2516/13 Изд. М 604 Тираж 658 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий

113035, Москва, К-35, 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. Путем лабораторного анализа по известной методике определяют коэффициент Пуассона 1г, модуль Юнга Е и коэффициент вязкости q, а также предел прочности пород на сжатие а,в,. Определение названных свойств пород произ. водят 10 при скорости нагружения v = 1 кгс/см /с.

Затем расчетным путем находят модуль сдвига породы по формуле

G 15

-" (1 -1) Например, при а=1570 кгс/см, гг==0.29, Е=-2,4 10 кгс/см ; т1=6 10 -" кргс/см . модуль сдьига G=0,93.10в кгс/cia " .

Зная модуль сдвига и коэффициент вяз- 20 кости, находят время релаксации породы по известной формуле

Для рассмотренного примера t,=6,45 10 с = 7,5 суток.

По истечении указанного времени (после релаксации напряжений в околоствольной зоне) проводят акустический широкополос- 30 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- 35 рости нагружения.

Упруго-деформ ационные модули находят по известным формулам теории упругости, а а„„вЂ” по скорости v„v, продольных и поперечных волн. Известно, что мсдуль 40

Юнга с глубиной возрастает на 30 вЂ” 40% в зависимости от глубины. Поэтому при определении фактического времени релаксации должна вноситься соответствующая поправка. Величина последней уточняется по дан- 45 ным глубинных измерений.

Скорость нагружения определяют по времени релаксации и условиям нагружения (разгрузки) go вЂ” - коэффициент бокового давления;

/ вЂ” текущее время; 55

Р, и Ро вЂ” величины горного и пластового давления;

/, вЂ” временная постоянная при условии плоской деформации.

При градиенте горного давления

0,255 кгс/см на 1 п. м., гидростатическом давлении 500 кгс/см и указанных выше упpyro-деформационных характеристиках через 10 суток определяется величиной

1,3. 10- кгс/см /с.

Зная величину скорости нагружения, по формуле (=сж(= осжу1(0,02(1а V„) +

+ 0,004 (1r У„) + 0,06 1а Ь „+ 1) находят предел прочности пород в околоствольной зоне в реальных условиях а,ж=

= 1204 кгс/смз, Так как максимальная величина напряжений на контуре выработки равна а=

2соР„вЂ” Ро=б02 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 изобретения

Способ прогнозирования устойчивости призабойной зоны пласта, включающий вскрытие пласта, отбор керна, определение его акустических и упруго-деформационных свойств и проведение акустического каротажа в скважине, отличающий ся 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. 1(узнецов Г. Н. и др. Определение методом разгрузки напряжений, действующих в междукамерных целиках каменной соли

Артемовских рудников. вЂ” «Труды

ВНИМИ», сб. 22. М.-Л., Углетехиздат, 1950.

2. Ивакин Б. И. и др. Акустический метод исследования скважин. М., «Недра», 1978, с. 22б вЂ” 230.