способ определения упругих свойств осадочных пород

Формула изобретения

Способ определения упругих свойств осадочных пород, включающий отбор керна, изготовление образцов правильной формы, ступенчатое нагружение образцов с выдержкой до стабилизации давления при каждом нагружении и определении объема пор до и после каждого нагружения, отличающийся тем, что образцы нагружают циклически, при этом каждый цикл включает последовательно нагружение давлением путем сжатия параллельно и перпендикулярно напластованию, стабилизацию давления, определение методом взвешивания объема пор, заключающимся в вычислении разности масс насыщенного водой и сухого образца до и после сжатия, при этом циклы повторяют до достижения предела упругости, момент наступления которого фиксируют по резкому возрастанию значения коэффициента Пуассона, рассчитывающегося по формуле:

где - коэффициента Пуассона;

M, M ₁' - разности масс насыщенного водой и сухого образца до и после сжатия, кг;

d - диаметр образца, м;

l - длина образца, м.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при определении упругих свойств осадочных пород, результаты определений которых могут быть использованы при бурении нефтяных и газовых скважин, интенсификации притока методом гидравлического разрыва пласта.

Известен способ определения упругих свойств горных пород, где для измерения деформаций используют упругие тензометры. (Н.Н.Павлова. Деформационные и коллекторские свойства горных пород. М., Недра 1976, с.50-51). Тензодатчики упругих измерителей продольных и поперечных деформаций соединены в мосты Уинстона. В течение опыта измеряются изменение длины и диаметра при приложении нагрузок.

Регистрируемые величины разбаланса напряжений приводятся в соответствии с измеряемыми параметрами изменения длины и диаметра путем учета данных тарировок тензометров от давления и температуры.

Данный способ не обладает достаточной точностью измерения упругих свойств пород.

Наиболее близким к предлагаемому способу определения упругих свойств осадочных пород является способ определения упругих свойств осадочных пород, включающий отбор керна, изготовление образцов правильной формы, ступенчатое нагружение образцов с выдержкой до стабилизации давления при каждом нагружении. (Л.М.Марморштейн. Петрофизические свойства осадочных пород при высоких давлениях и температурах. М., Недра, 1985, с.38-40, с.162-163). Для измерения деформаций используют акустический метод, основанный на определении скоростей прохождения продольных и поперечных волн через образец, и метод измерения изменения объема пор при нагружении по количеству вытесненной жидкости в калиброванный капилляр.

Указанный способ, как и предыдущий, является косвенным и зависит от суммарного количества погрешностей проводимых замеров, вносящих систематические ошибки в измерения. Так как количество этих замеров велико, то точность измерений низкая.

Технический результат - повышение точности определения упругих свойств осадочных пород.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения упругих свойств осадочных пород, включающем отбор керна, изготовление образцов правильной формы, ступенчатое нагружение образцов с выдержкой до стабилизации давления при каждом нагружении и определение объема пор до и после каждого нагружения, в отличие от известного образцы нагружают циклически, прикладывая нагрузку сначала параллельно напластованию, затем перпендикулярно напластованию, повторяют циклы до достижения образцом предела упругости, объем пор определяют методом взвешивания, а упругие свойства осадочных пород рассчитывают по формуле

где - коэффициент Пуассона;

М, М ₁’ - разности масс насыщенного водой и сухого образца до и после сжатия, кг;

d - диаметр образца, м;

l - длина образца, м.

Способ определения упругих свойств осадочных пород осуществляется следующим образом: отбирают образцы керна, выпиливают параллельно напластованию цилиндрический образец. Экстрагируют спиртобензольной смесью, определяют газопроницаемость, высушивают до постоянного веса, взвешивают, насыщают пластовой водой под вакуумом, определяют первоначальный объем пор. Устанавливают образец керна в кернодержатель, сжимают давлением параллельно напластованию, выдерживают до стабилизации давления. Вынимают образец из кернодержателя, взвешивают, определяют объем пор после сжатия. Насыщают пластовой водой под вакуумом, взвешивают, устанавливают в кернодержатель, сжимают давлением перпендикулярно напластованию, выдерживают до стабилизации давления. Вынимают образец из кернодержателя, взвешивают, определяют объем пор после сжатия. Каждый цикл включает последовательно нагружение давлением параллельно и перпендикулярно напластованию, стабилизацию давления, определение методом взвешивания объема пор и вычисление коэффициента Пуассона по зависимости

Циклы повторяют при ступенчатом увеличении давления нагружения на 2,0 МПа до достижения предела упругости. Момент наступления предела упругости фиксируют по резкому возрастанию значения коэффициента Пуассона, который рассчитывают по формуле

Способ определения упругих свойств осадочных пород значительно повышает точность определения коэффициента Пуассона, так как точность определения упругих свойств не зависит от качества пьезокерамики датчиков, расположения датчиков на образце при измерениях, неучтенных объемов соединительных трубок.