Определение свойств глинистых пород-коллекторов на различных стадиях разработки месторождений нефти

Сведения об авторах
  • Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Российская Федерация
  • Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Аннотация

Поднимается вопрос определения свойств горных пород различной насыщенности флюидами и связи изменений этих свойств от стадии разработки месторождения нефти. Приведен минеральный состав исследуемых глинистых образцов пород-коллекторов нефти. Описан процесс изменения прочностных и упругих свойств породы от различной насыщенности керосином и водой. Приведены графики зависимостей предела прочности при одноосном сжатии, модуля упругости и коэффициента Пуассона для пород различной насыщенности флюидами. Снижение прочности и модуля упругости образцов породы при полном замещении керосина водой достигает 15–20 %, а в сравнении с результатами, полученными для образца в воздушно-сухом состоянии, снижение этих же свойств достигает 30–40 %. Исходя из проведенных теоретических и практических исследований, становится очевидной необходимость определения прочностных и упругих свойств горных пород в зависимости от их насыщенности в реальных условиях на месторождении. Приведены результаты фильтрационных исследований для образцов глинистых пород. Установлено, что снижение пластового давления способствует необратимому снижению проницаемости исследованных глинистых пород. Отсюда следует, что внедрение систем поддержания пластового давления на месторождении необходимо осуществлять как можно раньше. Приведен пример расчета относительных фазовых проницаемостей, распределения давления в пласте при постоянном дебите, построены графики распределения фронта вытеснения нефти водой по годам разработки месторождения при плоскорадиальном притоке в скважину. Приведены зависимости коэффициента упругоемкости и пьезопроводности породы от насыщенности флюидами. Полученные результаты и установленные зависимости рекомендуется использовать при прогнозировании изменения прочностных, упругих и фильтрационно-емкостных свойств глинистых пород порового типа на различных стадиях разработки месторождений нефти, в том числе для планирования проведения геолого-технологических мероприятий.

Ключевые слова

эффективное давлениепластовое давлениегорное давлениепористостьпроницаемостьпьезопроводностьнасыщенностьобводненностьфильтрациядеформациипрочностные свойстваупругие свойствамодуль упругостикоэффициент Пуассонаодноосное сжатиефункция Бакли – Леверетта

Литература

  1. 1.Zhou X. et al. A combined method to measure Biot's coefficient for rock. 49th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. American Rock Mechanics Association, 2015, available at: https://www.onepetro.org/conference-paper/ARMA-2015-584?sort=&start=0&q=A+combined+method+to+measure+biot%E2%80%99s+coefficient+for+rock&from_year=&peer_reviewed=&published_between=&fromSearchResults=true&to_year=&rows=25# (accessed 24 April 2023). Scholar
  2. 2.Biot M.A. General theory of three-dimensional consolidation. Journal of applied physics, 1941, vol. 12, no. 2, pp. 155-164. DOI: 10.1063/1.1712886 Scholar
  3. 3.Zhou X. et al. Biot's effective stress coefficient of mudstone source rocks. 51st US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. American Rock Mechanics Association. San Francisco, 2017, available at: https://www.onepetro.org/conference-paper/ARMA-2017-0235?sort=&start=0&q=Biot%E2%80%99s+effective+stress+coefficient+of+mudstone+source+rocks+%2F+Zhou+X.+%5Bet+al&from_year=&peer_reviewed=&published_between=&fromSearchResults=true&to_year=&rows=25# (accessed 24 April 2023). Scholar
  4. 4.Bailin W. et al. Biot's effective stress coefficient evaluation: static and dynamic approaches. ISRM International Symposium-2nd Asian Rock Mechanics Symposium. International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering. Beijing, 2001, available at: https://onepetro.org/ISRMARMS/proceedings-abstract/ARMS201/All-ARMS201/ISRM-ARMS2-2001-082/169992 (accessed 24 April 2023). Scholar
  5. 5.Qiao L.P. et al. Determination of Biot's effective-stress coefficient for permeability of Nikanassin sandstone. Journal of Canadian Petroleum Technology, 2012, vol. 51, no. 03, pp. 193-197. DOI: 10.2118/150820-PA Scholar
  6. 6.Franquet J.A. et al. Experimental evaluation of Biot's poroelastic parameter-Three different methods. Rock Mechanics for Industry, 1999, pp. 349-355. Scholar
  7. 7.He Jun, Rui Zhenhua, Ling Kegang. A new method to determine Biot's coefficients of Bakken samples. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2016, vol. 35, part A, pp. 259-264. DOI: 10.1016/j.jngse.2016.08.061 Scholar
  8. 8.King M.S., Marsden J.R., Dennis J.W. Biot dispersion for P- and S-wave velocities in partially and fully saturated sandstones. Geophysical Prospecting, 2009, vol. 48, no. 6, pp. 1075-1089. DOI: 10.1111/j.1365-2478.2000.00221.x Scholar
  9. 9.Nermoen A., Korsnes R., Christensen H., Trads N., Hiorth A., Madland M.V. Measuring the Biot stress coefficient and its implications on the effective stress estimate. 47th US Rock Mechanics. Geomechanics Symposium, 2013, available at: https://www.onepetro.org/conference-paper/ARMA-2013-282?sort=&start=0&q=Measuring+the+biot+stress+coefficient+and+is+implication+on+the+effective+stress+estimate+&from_year=&peer_reviewed=&published_between=&fromSearchResults=true&to_year=&rows=25# (accessed 24 April 2023). Scholar
  10. 10.Müller T.M., Sahay P.N. Skempton coefficient and its relation to the Biot bulk coefficient and micro-inhomogeneity parameter. SEG Technical Program Expanded Abstracts 2014. Society of Exploration Geophysicists, 2014, pp. 2905-2909. Scholar
Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
31.03.2024
В выпуске
31.03.2024
Выпуск
Том 24, № 1 (2024)
Поделиться