Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

интерес представляет визуальное изучение стенок скважин ио фотографиям, полученным с помощью глубинных фотокамер или телекамер [149, 150, 151]. В исследованиях автора использовались фотокамеры ФАС-1 [265], СТАФ [225] и телекамера TAG-1 [151]. ФАС-1 представляет собой гер1Л1етичцый снаряд диаметром 110 мм п длиной 1,5 м, который может спускаться в скважину на глубину до 3000 Л1 (т. е. выдерживает внешнее давление до 300 кгс/см). Фотографирование ведется на нормальной пленке шириной 35 мм. Емкость кассет обеспечивает получение около 240 кадров за один спуск прибора в скважину. Позитивные отпечатки люгут быть выполнены с любым увеличением.

Для определения коэффициента увеличения изображения к по сравнению с натурой перед каждым спуском фотокамеры в скважину на пленку снимают контрольный масштабный кадр, дающий возможность измерить действительную величину изображения.

В результате фотографирования получают серию последовательно расположенных снимков, каждый из которых фиксирует часть периметра открытого ствола скважины на определенной глубине. Размер этого участка составляет для скважин диаметром 150 мм около Vg, а для скважин диаметром 250 мм v14 периметра. Отсутствие ориентировки снимков ио странам света и возможность свободного вращения аппарата вокруг своей оси не позволяют определить, какая именно часть периметра зафиксирована на снимке. Для устранения влияния этих особенностей фотографирования на результаты изучения распределения трещин в коллекторе проводят 2-3-кратное фотографирование в одних и тех же интервалах глубин путем повторных спусков фотоаппарата в скважину.

Конструкция фотокамеры СТАФ имеет некоторые особенности, позволяющие проводить фотографирование при внешнем давлении до 600 кгс/см и температуре 150° С. Телекамера ТАС-1 диаметром 114 мм рассчитана для работы в скважинах глубиною до 2000 м и ири температуре до 80° С.

Коэффициент густоты трещин S ио фотографиям, полученным с помощью фотокамеры, определяют по формуле

S=k [CM/CM2J, (275)

где к - коэффициент увеличения снимка; - суммарная протяженность видимых на снимке трещин, см; F - площадь снимка, см.

Для определения на тыльной стороне фотоснимка в пределах очерченной площадки обводят все видимые трещины на копировальном столике с подсветкой. Полученную систему линий обводят курвиметром, по которому находят суммарную длину трещин на площади F.

По полученной информации о густоте трещин в горных породах определяют средневзвешенную величину коэффициента густоты трещин и строят кривые изменения его по мощности. Как правило, коэффициент густоты трещин для терригенных и карбонатных пород

колеблется от 0,6 до 2,68 см". При S = 3 см~ породы достигают такой степени раздробленности, при которой возможны обрушения стенок скважин. Средняя величина S колеблется в пределах 1 - 2 см-1.

Исследования показывают, что наибольшая густота трещин приурочена к местам перегибов и к сводам структур, на крыльях складок она уменьшается. Коэффициент густоты трещин обычно наибольший для пород с трещинами малой раскрытости; для пород с трещинами большой раскрытости он не превышает десятых и даже сотых долей cм-. Продуктивность скважин в первом случае всегда .меньше, чем во втором, поскольку расход жидкости зависит от раскрытости трещин в третьей степени.

В некоторых случаях, когда буоение скважины ведется с применением глинистого раствора повышенной гамма-активности, между кривыми ГК п кривыми, выражающими изменение густоты трещин, наблюдается некоторое сходство [150]. Возможно, что это обстоятельство может быть использовано для количественной оценки густоты трещин по данным ГК.

Для оценки простирания трещин на дневной поверхности земной коры обычно используются диаграммы-розы по методу Клооса [155], применяемому при составлении розы ветров.

В основу построения розы трещин кладется простирание трещин по азимуту с секторами в 10°. В каждом таком секторе в радиальном направлении откладывается абсолютное или выраженное в процентах число трещин, приходящихся на этот сектор. При небольшом числе трещин (менее 25) в секторе число секторов может быть уменьшено, а их углы соответственно увеличены.

Особый интерес представляет характеристика распространения трещин с помощью розы трещин в горных породах, залегающих на больших глубинах, так как она может быть иной, чем на поверхности. Поэтому большое значение имеет глубинное фотографирование с ориентацией по странам света, что делается при передаче изображения стенок скважины на поверхность с помощью телесп-стемы [95]. Во всех этих исследованиях большое значение имеет отделение зияющих трещин от заполненных кальцитом, гипсодг и другими минеральными веществами. Для этих целей может оказаться полезным применение люминофоров (для насыщения зияющих трещин) и фотографирование их в ультрафиолетовом освещении. Этот метод был успешно применен в исследованиях К. И. Багринце-вой [15] при изучении трещиноватости керна. Использование этого метода в промышленных условиях, по-видимому, возможно путем применения глинистых растворов, содержащих добавки люминофора, с последующей тщательной промывкой скважины чистой водой перед фотографированием.

В тех случаях, когда фотографирование стенок скважин по техническим причинам трудно выполнимо нли невозможно, оценка густоты трещин может быть сделана по фотографиям сплошного керна, обработанного люминофором. Правда, часть трещин может оказаться вновь образованной, а другая часть - макротрещины -

будет отсутствовать, так как керн но ним распадается. Поэтому исследование трещиноватости керна не может полностью заменить исследование стенок скважин в натуре и является в некотором роде вынужденной мерой.

ГРАНИЦА НАРУШЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО ЗАКОНА ФИЛЬТРАЦИИ В ТРЕЩИНОВАТОЙ ПОРОДЕ

Как будет показано дальше, оценка эффективной трещиноватости горных пород гидродинамическим методом основана на предположении, что жидкость из пласта в скважину поступает при .ламинарном режиме. Поэтому соблюдение этого условия ири исследовании скважин в трещиноватых горных породах имеет существенное значение. Для соблюдения его требуется прежде всего знание области существования линейного закона фильтрации в трещиноватых породах.

Хотя прямоугольная щель и трещиноватая порода неадекватны с точки зрения гидродинамики, это не препятствует использованию для исследования трещиноватости пород некоторых элементарных начал, относящихся к щелям. Такой подход к изучению трещиноватых горных пород равнозначен переходу от простого капилляра к пористой среде сложного строения и переходу от одной формы поперечного сечения канала к другой. Известно, что прп любой форме поперечного сечения канала параметр Рейнольдса определяется из выражения

Re = i. ;(276)

где W - средняя скорость потока в канале, см/с; б г - гидравлический радиус, см; v - кинематическая вязкость, см/с.

Применительно к трещине прямоугольного сечения гидравлический радиус равен

r-Yi- (277)

Имея в виду, что раскрытость трещины во много раз меньше ее ширины, а величиной Ъ в знаменателе можно пренебречь, запишем выражение (277) в виде

б, = , (278)

где Ъ - средняя гидравлически эквивалентная раскрытость трещин.

Имея в виду формулу (121), выражение (278) можно представить в виде

б, = . (279)

у тпт

Средняя скорость потока в трещине w может быть выражена через скорость фильтрации Уф и коэффициент трещиноватости