книги из ГПНТБ / Повышение эффективности вскрытия и опробования нефтегазоносных пластов

§ 1. Имитация остаточной водонасыщенности в образцах кернов

В ряде лабораторных экспериментов, в которых в той или иной мере моделируются процессы фильтрации флюидов в усло­ виях, приближенных к пластовым, возникает необходимость имитировать остаточную водонасыщенность в исследуемых об­ разцах пород. Подобная имитация обязательна при изучении закупоривающих свойств различных растворов солей и химиче­ ских реагентов. Однако для такого рода опытов нет традицион­

мую в процессе их разработки . П о д остаточной водой обычно

(хотя и условно) подразделяют на прочно связанную и рыхло связанную . В целом содержание в коллекторе остаточной воды определяется величиной поверхности пор, их размерами и ко­ личеством, поверхностными свойствами пластовых жидкостей и коллекторов,. их минеральным составом, а т а к ж е емкостью по­ глощения, прежде всего глинистых пород.

В з а д а ч у поставленных экспериментов входило как создание остаточной водонасыщенности образцов пород, т а к и выяснение

таточной водонасыщенности в сухих образцах пород (каковы и поступают обычно для лабораторных работ) могут быть при­ менены некоторые косвенные методы, используемые д л я опре­ деления остаточной воды (центрифугирование, вытеснение, ка­ пиллярное впитывание) . Д л я опытов по изучению закупори­ вающих свойств химических реагентов приемлем метод, при ко­ тором не требуется извлекать образец из кернодержателя (т. е. не прерывать общего цикла лабораторных замеров при после­ довательной смене исследуемых жидкостей) . Кроме того, же ­ лательно сохранить образец под заданным всесторонним давле ­ нием. В этом смысле наиболее подходящей является методика определения остаточной воды по соотношению эффективной газопроницаемости и водонасыщенности, предложенная и опи­ санная А. А. Ханиным [77, 78]. И м изучено это соотношение по мере продувки полностью водонасыщенного образца газом, ко­ торое в графическом выражении имеет вид кривой, изображен ­ ной на рис. 4. Здесь участкам / / / и / / соответствует процесс

Т а б л и ц а 10

Основные сведения об образцах пород, использованных для изучения имитации остаточной водонасыщенности методом вытеснения воды газом или керосином

рассматривать только зависимость водонасыщенности и эффек­

обратная пропорциональность. В начальный период вытеснения воды, при резком росте эффективной проницаемости, т а к ж е ин­ тенсивно падает процент водонасыщенности образца, а позднее

му значению, причем процесс ускоряется в о б р а з ц а х с большей проницаемостью.

На рис. 5 объемы вытесняющего воду газа даны в значении, приведенном к среднему давлению в образце керна. В этом случае кривая изменения остаточной водонасыщенности дл я от­ дельных образцов остается неизменной независимо от перепада давлений, при которых проводился процесс вытеснения избы-

53

там

водонасищенностн и эффективной проницаемости пород в процессе фильтрации вытесняю­ щего воду азота.

С о п о с т а в л яя результаты лабораторных опытов, можно пред­ ставить себе следующую картину вытеснения газом воды из образца . В начальный период вытесняется свободная вода из крупных поровых к а н а л о в (крутой участок кривой проницаемо ­ сти), потом из мелких каналов (перегиб кривой), а в точке стабилизации фазовой газопроницаемости образец содержит ос ­ таточную воду эффективных пор, воду в гидратном слое и в ту­

газа снижается, практически не влияя на фазовую газопрони ­ цаемость. Сухой газ в лабораторных условиях может при д л и ­ тельной фильтрации почти полностью осушить образец, в при - забойной ж е зоне работающей скважины устанавливается, на­ до полагать, определенное равновесие между удалением ос­ таточной воды и ее привносом в зависимости от влажности г а з а .

С генетических позиций процесс образования газовых за­ лежей тоже связан с вытеснением газом воды из полностью водонасыщенного коллектора. Здесь потере остаточной воды (за­ точкой максимальной остаточной водонасыщенности) препят­ ствует влажность газа. Последняя устанавливается в газовом пласте соответственно парциальному давлению водяных паров при конкретных пластовых значениях давления, температуры it

ницаемостью. Из числа исследованных образцов наибольшее значение остаточной водонасыщенности (до 40%) получено для образцов нижнемеловых пород западной части Крыма, имею ­ щих самую низкую проницаемость. С повышением проницаемо­ сти образцов отчетливо проявляется тенденция к снижению остаточной водонасыщенности. Одновременно ускоряется про­ цесс потери остаточной воды за счет осушки газом. Несколько не совпадают с общей закономерностью данные по образцу пес­ чаника из нижнесарматских отложений Пынянско-й площади —

5G

няя ошибка в определении Vo с названного графика не превы­

осушки и после достижения остаточной водонасыщенности эф ­ фективная керосииопроиицаемость и количество воды остаются постоянными. Экспериментальных замеров выполнено меньше и нет возможности проследить зависимость остаточной водонасы­

требуют меньшего расхода керосина для вытеснения свободной воды (75—85 мл) сравнительно с образцами повышенной про­

пластовой водой породы можно имитировать остаточную водо-

вестись до точки стабилизации фазовой газоили керосииопроннцаемости. Такие условия достигаются, с достаточной д л я практических целей точностью, при прокачке через образец во-

экспериментальных работ при вытеснении газом следует опыт­ ным путем изучать изменения фазовой проницаемости и водо­

В практике бурения поисково-разведочных скважин приме­ няется большое количество разнообразных химических реаген­ тов и солей д л я обработки промывочных жидкостей, хотя их

58

влияние на изменение проницаемости различных пород-коллек­ торов в пластовых условиях изучено еще недостаточно.

П о вопросу глубины проникновения промывочных жидкостей в пласты и связанного с этим снижения продуктивности сква­ жин проведены многочисленные исследования как в Советском Союзе [1, 5, 9, 10, 17, 32, 48, 57, 61, 63, 65], так и за рубежом [74, 89, 90, 97]. Приведенные результаты лабораторных исследо­ ваний в немногочисленных работах [10, 17, 32, 63] показывают, что многие химические реагенты и соли способны в той или иной степени снижать проницаемость породы. Влияние филь­ тратов промывочных жидкостей, растворов химических реаген­ тов и солей на нефтегазопроницаемость пород изучается по су­

теризует степень изменения этого параметра . Это отношение

но сопоставимые результаты по одноименным растворам . Это объясняется тем, что л а б о р а т о р н ы е работы проводились с ис­ пользованием различных пористых сред, моделей нефти и газа, перепадов давлений, температур и часто без н а д л е ж а щ е й ими­ тации пластовых условий. Пористые среды отличались по ве­

зывают Н. М. Касьянов и В. Ф. Штырлин [43], приводит к су­

59

Предварительно на образцах палеогеновых песчаников Предкарпатского прогиба изучалось влияние термодинамиче­ ских условий на изменение коэффициента восстановления про­ ницаемости р. Пример экспериментальных замеров (табл. 11),

на р\ Таким образом, наиболее достоверные сведения о степени закупорки можно получить в исследованиях, выполненных при термодинамических условиях, близких к пластовым .

в диапазоне концентраций, применяемых в производственной практике. Д л я сопоставления результатов исследований от­ дельно изучалось влияние технической воды на величину ко­ эффициента восстановления проницаемости. Д л я к а ж д о г о рас­ твора опыты проводились на 2—4 образцах керна при темпера­ туре и давлении, близких к пластовым (насколько это позволя­

или перспективных отложений изучаемых регионов. Предварительно просушенные образцы породы насыщались

под давлением пластовой водой и путем вытеснения рабочим

00