97763

Обработка данных гранулометрического анализа фракции, выносимой из пласта

Реферат

География, геология и геодезия

Каждый продуктивный пласт в нефтяной и газовой залежи характеризуют совокупностью величин. Знание этих величин необходимо для того, чтобы определить вероятные и извлекаемые запасы нефти и газа, оценить возможный потенциальный дебит жидкости, выбрать оптимальный фильтр для предотвращения разрушения коллектора в период эксплуатации скважины и решить ряд других важных задач.

Русский

2015-10-24

91 KB

0 чел.

Российский государственный университет
нефти и газа имени И.М.Губкина

Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин

Реферат

по теме: «Обработка данных гранулометрического анализа фракции, выносимой из пласта»

Выполнил: магистрант группы РНМ-12-01

Черных Валентин Иванович

Проверил Подгорнов В.М.

Москва, 2013


Содержание

Введение

3

1 Типы коллекторов

4

2 Литологический состав пород

5

3 Производство гранулометрического анализа

6

3.1 Ситовой анализ

6

3.2 Анализ по Сабанину

7

3.1 Пипеточный метод (или метод Робинсона).

8

4 Истолкование данных гранулометрического анализа

12

5 Свойства горных пород

13


Введение.

Каждый продуктивный пласт в нефтяной и газовой залежи характеризуют совокупностью величин. Знание этих величин необходимо для того, чтобы определить вероятные и извлекаемые запасы нефти и газа, оценить возможный потенциальный дебит жидкости, выбрать оптимальный фильтр для предотвращения разрушения коллектора в период эксплуатации скважины и решить ряд других важных задач. Буровики должны знать эти величины, чтобы правильно выбирать состав и свойства промывочной жидкости для разбуривания продуктивного пласта, конструкцию нижней части скважины, а также предвидеть возможную степень загрязнения приствольной части продуктивного пласта и своевременно принять меры к тому, чтобы не допустить загрязнения или, в крайнем случае, свести его к минимуму.


1 Типы коллекторов.

Тип коллектора определяет характер фильтрационных процессов в ПЗС и влияет на выбор типа и состава буровых и цементных растворов.

Выделяют поровый, трещинный, каверновый и смешанный типы коллекторов, в соответствии с которыми различают типы проницаемой системы.

Поровый коллектор обычно относят к гранулярному (упаковка гранул различного размера и формы) или капиллярному (совокупность системы капиллярных каналов различных по форме, размерам и ориентации) типу структурных моделей. Поровые коллектора приурочены к песчаным и алевролитовым породам. Низкопроницаемые поровые коллектора капиллярно активны.

Пласты с трещинным типом пористости чаще всего приурочены к плотным карбонатным отложениям, известнякам и доломитам. Проницаемость пластов с трещинным типом пористости зависит от геометрических характеристик отдельных трещин (раскрытости, протяженности, шероховатости стенок трещины), ориентации трещин в пространстве и от их количества и способности образовывать связанную проницаемую систему трещин. Трещиноватые коллектора склонны к пластическим деформациям.

Кавернозность горных пород обуславливается существованием в них вторичных пустот в виде каверн. Кавернозность свойственна карбонатным коллекторам и, чаще всего, сопровождается сильными и катастрофическими поглощениями.

Смешанный тип коллекторов характеризуется наличием двух или всех трёх типов проницаемой системы. В зависимости от значимости влияния на проницаемость различают следующие типы проницаемой системы: порово-трещинный; трещинно-поровый коллектор; трещинно-каверновый; каверно-поровый и другие.

2 Литологический состав пород.

Литологический состав пород характеризует: прочностные и деформационные свойства коллектора, а также поверхностную активность пород, тип смачиваемости и предрасположенность к набуханию, разрыхлению или растворению в результате физикохимического взаимодействия с фильтратами растворов, заполняющих скважину. Учитывается при выборе типа и состава скважинных растворов, при управлении физико-химическими процессами в ПЗП, а также при определении допустимого уровня гидродинамических и гидроимпульсных давлений в скважине.

По литологическому составу выделяют терригенные и карбонатные коллектора, которые различаются по структуре проницаемого пространства (терригенные коллектора - пористые, карбонатные - трещинные или смешанного типа), по величине удельной поверхности (низкопроницаемые терригенные коллектора имеют более высокую удельную поверхность и, как следствие, более высокую адсорбционную способность) и по условиям  залегания (карбонатные коллектора, как правило, формируют более мощные массивы породы).


3 Производство гранулометрического анализа.

3.1 Ситовой анализ.

Для определения гранулометрического состава терригенных пород используется поднятый из скважины керн. Каждый образец взвешивают, а затем просеивают через комплект стандартных сит. Сита располагают последовательно одно над другим так, чтобы размер отверстий в вышерасположенном сите был немного больше размера отверстий нижерасположенного сита. После рассева на ситах взвешивают остаток частиц песка на каждом сите и строят суммарную кривую гранулометрического состава (по оси абсцисс откладывают логарифм размера отверстий сита в мм; по оси ординат - суммарную массу частиц, прошедших через данное сито, в процентах от общей массы образца) - рис. 1.1.

Рис. 1.1. Пример гранулометрического анализа породы:

1 — порода однородная по гранулометрическому составу (С = 2); мелкозернистая (dср = 0,1 мм); 2 - порода неоднородная (С = 6); среднезернистая (dср = 0,3 мм

По кривой гранулометрического состава определяют коэффициент неоднородности песка как отношение размера отверстий сита d60, через которое прошло 60 % массы образца, к размеру отверстий d10 такого сита, через которое прошло только 10 % всей массы образца,

С = d60/d10.

(1.1)

 

По степени неоднородности пески подразделяют на однородные с С < 3, умеренно однородные с 3 < С ≤ 5, неоднородные с 5 < С < 10 и крайне неоднородные при С > 10.

Если С ≤ 3, принимается dcp, соответствующий размеру 10 % фракции; если С от 3 до 10, принимается dcp, соответствующий размеру 40 %; если С > 10, принимается dcp, соответствующий размеру 70 % фракции.

Различают породы: мелкозернистые с размером частиц песка в пределах 0,10-0,25 мм, средне-зернистые - 0,25-0,50 мм и крупнозернистые - 0,5-1 мм.

К мелкозернистым породам можно отнести пластовый песок из скважин Медвежьего месторождения (dcp - 0,09 мм); из скважин Уренгойского месторождения (dcp - 0,11 мм), Ямбурского и Заполярного месторождений (dcp - 0,14 мм).

К неустойчивым относится слабосцементированный коллектор, твёрдая фаза которого выносятся пластовыми флюидами из пласта в скважину. Для пород неустойчивого коллектора определяют коэффициент однородности фракционного состава частиц породы С (по формуле 1.1) и средний размер фракций на основании гранулометрического анализа dcp с учётом коэффициента С.

3.2 Анализ по Сабанину.

 

Анализ представляет собой отмучивание в спокойной (стоячей) воде. Он применим для изучения песчаных, песчано-алевритовых и алевритовых пород.

Для анализа используют стакан диаметром 6 см и высотой 17 см. На высоте 3 см от дна в стакане имеется тубус с отверстием.

В тубус вставлены стеклянная трубка для слива воды (рис. 1.2). Уровень, на котором находится отверстие трубки, является нулевым; над ним отмечают высоту 2 и 10 см.

Навеску породы 4-5 г помещают в фарфоровую чашку, обливают водой и тщательно перемешивают резиновым пальцем. Затем приступают к анализу. Навеску переводят в другую чашку, просеивая (мокрым способом) через сито с диаметром отверстий 0,25 мм. Оставшиеся на сите частицы высушивают и взвешивают. Затем небольшими порциями выливают из фарфоровой чашки воду с породой в стакан до уровня 2 см над нулевым уровнем, взбалтывают мешалкой и через 100 сек сливают до нулевого уровня. Повторяют эту операцию до тех пор, пока весь материал из фарфоровой чашке будет переведен в стакан и после взбалтывания через 100 сек в слое воды от 2 см до нулевой линии не будет взвешенных частиц. Таким путем отмучивают фракцию d<0,01 мм.

Для отмучивания фракции d<0,05 мм доливают в стакан чистую воду до высоты 2 см над нулевой линией, взбалтывают и через 10 сек сливают до нулевой линии. Операция повторяется до тех пор, пока в слое воды 0-2 см через 10 сек после взмучивания не будет взвешенных частиц.

Фракцию диаметром <0,1 мм отмучивают, доливая воду до уровня 10 см над нулевой линией и сливая ее через 10 сек после взмучивания.

В стакане останется фракция d от 0,25 до 0,1 мм.

Все отмученные фракции (за исключением фракции d<0,01 мм) собирают, высушивают и взвешивают. Затем рассчитывают процентное соотношение фракций. Фракцию d<0,01 мм определяют по разности: навеска минус все взвешенные фракции.

3.1 Пипеточный метод (или метод Робинсона).

Пипеточный метод применим для глинистых пород. Для анализа необходимы стеклянный цилиндр объемом 1 л и высотой не менее 40 см, пипетка объемом 20-25 см3 и устройство для взятия проб (груша или система сифонов, рис 1.3).

Для анализа берут навеску 10 г, взвешивают на аналитических весах, заливают дистиллированной водой и оставляют на сутки. Размокшую глину разминают и растирают в фарфоровой чашке при помощи резинового пестика в течение 1—2 ч, затем разбаляют дистиллированной водой, взбалтывают, получают суспензию, которую пропускают через сито с диаметром отверстий 0,25 мм Частицы, оставшиеся на сите, высушивают и взвешивают.

Суспензию, прошедшую через сито, переводят в стакан для анализа, объем ее доводят до 1 л. Чтобы суспензия была устойчивой и не коагулировала, в стакан прибавляют несколько капель пептизатора-аммиака, жидкого стекла или пирофосфата натрия.

Содержимое стакана взмучивают специальной мешалкой, и пипеткой отбирают пробы с высоты 10 см от поверхности суспензии: для определения частиц диаметром менее 0,05 мм через 45 сек, для частиц диаметром менее 0,01 мм через 18 мин 10 сек, для частиц диаметром менее 0,005 мм - через 6 ч.

Четвертую пробу для определения частиц диаметром <0,001 мм берут через 24 ч.

Взятые пипеткой пробы переводят в стеклянные бюксы, высушивают и взвешивают на аналитических весах.

При расчете процентного содержания частиц надо учитывать:

а) влагу, воднорастворимые соли и карбонаты; количество их надо вычитать из общей навески; б) размер пипетки; при пипетке объемом 20 см3 вес каждой пробы в бюксе увеличивается на 50, при объеме 25 см3 на 40; в) в отобранной нами пробе для определения частиц d<0,05 мм содержатся также частицы d<0,01 <0,005 и <0,001 мм. Соответственно в пробе для определения частиц d<0,0l мм содержатся частицы d<0,005 и <0,001 мм, в пробе для определения частиц d<0,005 мм содержатся также частицы d<0,001 мм.

Расчет ведут на навеску, уменьшенную на величину естественной влажности, количество воднорастворимых солей и карбонатов, если их удаляли. Сначала определяют содержание частиц d<0,001 мм, затем d<0,005 мм, d<0,01 мм, d<0,05 мм. При определении содержания каждой последующей более крупной фракции вычитается содержание более мелкой предыдущей фракции. Содержание размерных фракций выражают в процентах от навески.

Для пород смешанного состава (песчано-алеврито-глинистых) применяются комбинированные методы гранулометрического анализа: ситовой, Сабанина и пипеточный или ситовой и пипеточный.

Естественная влажность определяется в отдельной навеске. Если порода засолена, навеску обрабатывают дистиллированной водой (воду наливают и сливают несколько раз в течение двух-трех суток), если порода содержит карбонаты, навеску обрабатывают соляной кислотой. После удаления солей, карбонатов и реактивов (соляной кислоты) ее высушивают и взвешивают. Затем снова распускают в иоде и пропускают через сито с отверстиями d=0,25 мм.

Рис.1.2. Стакан для механического анализа по методу Сабанина.

Рис.1.3. Установка для механического анализа по методу Робинсона

(пипеточному)


4 Истолкование данных гранулометрического анализа.

Истолкование данных гранулометрического анализа сводится к названию породы («песчаник», «глина», «алеврит» и т. д.), более полной характеристике ее структуры - зернистости («крупнозернистый», «тонкозернистый» и т. д.) и степени сортировки и к определению возможных способов и условий образования.

Название породы дается по обычным правилам номенклатуры - по преобладающей части породы или ее фракции, составляющей более 50% веса. Л.Б. Рухин (1956, 1969), Н.Н. Верзилин, Н.С. Окнова (1971, 1977, 1983), Н.А. Бондаренко (1980), Н.В. Логвиненко (1967) используют содержания в 60 и 40%, что вносит неопределенность. В название также могут входить прилагательные, отражающие другие важные части или фракции и даже примеси, если они интересны в каком-то отношении. Например, «песчаник крупно-грубозернистый с гравием (10—15%), с единичной мелкой галькой, хорошо отмытый от алеврита и глины, среднесортированный». Этот песчаник в основном грубозернистый, но существенна примесь и крупных зерен (она ставится на первое место в составном прилагательном).

Сортировка породы определяется разными способами: по виду породы визуально (глазомерно), по содержанию преобладающей фракции, по эксцессу и коэффициенту сортировки. В основе глазомерного определения сортировки, как и других способов, лежит содержание преобладающей фракции, что выражается в форме кривой распределения приведенной на рис. 1.1. Растянутые по оси абсцисс полимодальные, или многовершинные (а по существу не имеющие ясно выраженных вершин) кривые распределения, отражающие многофракционный состав породы, характерны для несортированных пород, наиболее яркими примерами которых являются морены, пролювиальные, многие коллювиальные отложения и некоторые турбидиты, а также часто туфы. В названии таких пород обычно употребляется прилагательное «разнозернистый», а при условии некоторого преобладания одной из фракций добавляется, например, «в основном мелкозернистый». Если это преобладание становится более заметным (преобладающей фракции - ПФ - стандартного объема больше 40-45% и приблизительно до 50-55%), т. е. кривая распределения становится отчетливо мономодальной, хотя еще и небольшой высоты, - сортировка плохая. При возрастании сжатости и высоты кривой, т. е. при содержании ПФ в количестве 50(55)-60(65)%, сортировка средняя, затем (ПФ 60(65)-70(75)%) - хорошая и далее (ПФ более 70(75)%) - весьма хорошая. Кривая распределения становится максимально сжатой и высокой, т.е. она характеризуется наиболее высоким эксцессом.

5. Свойства горных пород.

Механические свойства горных пород характеризуют устойчивость пород на стенках скважины в продуктивной толще и их деформационное поведение при вскрытии бурением и при вызове притока. Прочность на сжатие и разрыв, упругость и пластичность - механические свойства пород, слагающих коллектор, которые необходимо учитывать при заканчивании скважины.

Горное давление уравновешивается напряжениями в скелете породы и пластовым давлением. Снижение давления в скважине ниже пластового приводит к увеличению нагрузки на скелет породы. Твердый скелет пористого пласта при изменении внутреннего давления деформируется.

Прочным считается коллектор, который в процессе освоения и эксплуатации скважины сохраняет структуру, не разрушается под действием депрессий и не размывается фильтрационными потоками.

Прочность пород в призабойной зоне определяется геофизическими методами инструментально на образцах породы, либо её можно приближённо оценить по формуле, учитывающей коэффициент Пуассона.

Упругость и пластичность - свойства горных пород сопротивляться изменению их объёма и формы под действием приложенных сил.

Упругие породы имеют сравнительно низкую величину деформаци и после снятия напряжения σ восстанавливают первоначальную форму. Пластичные породы деформируются на большую величину, и после снятия нагрузки не возвращаются к первоначальным формам.

Пластичный коллектор при рабочих депрессиях в процессе освоения и эксплуатации скважины необратимо деформируется, изменяя структуру и проницаемость. Для пластичных коллекторов для сохранения структуры проницаемой среды необходимо учитывать величину и интенсивность изменения напряженного состояния породы.

Емкостные и фильтрационные свойства горных пород определяют характер вытеснения и замещения пластовых флюидов фильтратами скважинных жидкостей и, как следствие, изменение исходного состояния ПЗП. Емкостные характеристики пород пласта (открытая пористость, распределение насыщенности фаз, остаточная водонасыщенность, раскрытость трещин и поровых каналов, распределение их по размерам, структура коллектора и соотношение подвижной и неподвижной фаз), которые определяют характер нефтегазоводонасыщенности коллектора.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84289. Понятие об иммунитете. Виды иммунитета. Вакцины и сыворотки 29.58 KB
  Виды иммунитета. Вакцины и сыворотки Иммунитет невосприимчивость макроорганизма к инфекционным заболеваниям и чужеродным антигенам. Иммунитет может быть инфекционный и неинфекционный.
84290. Пищевые отравления: токсикоинфекции и интоксикации. Характеристика возбудителей пищевых отравлений 62.5 KB
  Пищевые токсикоинфекции – отравления, возникающие при приеме пищи, содержащей большое количество живых токсигенных бактерий. Возбудители токсикоинфекций образуют эндотоксины, прочно связанные с клеткой, которые при жизни микроорганизма в окружающую среду не выделяются
84291. Микробиологический контроль качества пищевых продуктов 36.74 KB
  Важнейшими характеристиками пищевых продуктов является их безопасность и микробиологическая стойкость. Для оценки качества пищевых продуктов пользуются количественными и качественными микробиологическими показателями. Поэтому при санитарной оценке продуктов пользуются косвенными методами позволяющими определить уровень загрязнения продукта выделениями человека уровень фекального загрязнения.
84292. Биосфера и распространение микроорганизмов в природе. Влияние на окружающую среду антропогенных факторов 33.94 KB
  Местообитание. В пределах экосистемы для каждого микроорганизма можно описать его местообитание. В рамках определенной экосистемы микрооганизм имеет как правило только одноединственное местообитание хотя некоторые микроорганизмы могут иметь несколько таких мест каждое в отдельной экосистеме. Иными словами местообитание это адрес данного организма.
84293. Микрофлора почвы. Ее роль в инфицировании пищевых продуктов. Санитарная оценка почвы 33.3 KB
  Санитарная оценка почвы Почва благоприятная среда для обитания и размножения различных микроорганизмов. В состав микробных биоценозов почвы входят бактерии грибы простейшие и бактериофаги. Микроорганизмы почвы участвуют в круговороте веществ в природе минерализации органических отбросов самоочищении почвы.
84294. Микрофлора воздуха. Оценка качества воздуха по микробиологическим показателям. Методы очистки и дезинфекции воздуха 32.84 KB
  Оценка качества воздуха по микробиологическим показателям. Методы очистки и дезинфекции воздуха Воздух является неблагоприятной средой для развития микроорганизмов что обусловлено недостатком питательных веществ и влаги а также бактерицидным действием солнечных лучей. Поэтому количественный и видовой состав микрофлоры воздуха зависит от ряда факторов: климатических метеорологических сезонных общего санитарного состояния местности и др.
84295. Микрофлора воды. Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды 38.11 KB
  Санитарная оценка воды по микробиологическим показателям. Способы очистки и дезинфекции воды Вода является благоприятной средой для развития многих микроорганизмов. В состав микрофлоры воды входят сапрофиты: флуоресцирующие бактерии микрококки реже встречаются бактерии рода Bcillus.
84296. Предмет и задачи микробиологии. Основные свойства микроорганизмов 36.14 KB
  Основные свойства микроорганизмов Микробиология от греч. mikros малый bios жизнь logos учение наука изучающая мир мельчайших живых существ микроорганизмов и процессы вызываемые микроорганизмами. Микробиология изучает морфологию микроорганизмов закономерности их развития и процессы которые они вызывают в среде обитания а также их роль в природе и хозяйственной деятельности человека. К миру микроорганизмов относятся бактерии дрожжи микроскопические плесневые грибы.
84297. Исторический очерк развития микробиологии. Перспективы развития и достижения современной микробиологии в народном хозяйстве, пищевой промышленности 41.75 KB
  Перспективы развития и достижения современной микробиологии в народном хозяйстве пищевой промышленности Процессы вызываемые микроорганизмами люди знали и использовали с незапамятных времен. В истории микробиологии можно выделить три периода: морфологический физиологический и современный. Морфологический период развития микробиологии связан с именем голландского ученого Антония ван Левенгука 16321723 который в конце XVII века с помощью изготовленного им самим микроскопа дающего увеличение в 300 раз открыл мир микробов.