При изучении коллекторских свойств горных пород используются установки высокого давления. В СССР наиболее распространена установка УИПК (УИПК-М), предназначенная для определения проницаемости в пластовых условиях для глубины залегания до 2,5—3 км [81]. Установка основана на гидростатическом принципе передачи давления на образец. Образец изолирован от жидкости, создающей внешнее равномерное всестороннее сжатие, резиновой или тонкой латунной (медной) оболочкой. Одновременно на образец действует давление насыщающей жидкости, а иногда и температура. Диаметр исследуемого образца 20—30 мм, длина — 30—35 мм. Эти размеры исключают заметное влияние масштабного фактора, а также позволяют получить в средней части образца относительно однородное напряженное состояние.
Универсальная петрофизическая установка, разработанная в МИНХ и ГП им. Губкина совместно с СКВ Института нефте134
химического синтеза АН СССР [82], позволяет проводить полный комплекс определения физических и коллекторских свойств горных пород. Она помогает изучать коэффициенты сжимаемости пор, пористости, абсолютной и фазовой проницаемости пород, их удельное электрическое сопротивление в диапазоне равномерного всестороннего сжатия от 25 до 1600 кгс/см2 при давлениях насыщающей жидкости до 250 кгс/см2 и температурах до 250° С. Здесь также предусмотрена возможность прове-
|
с-12 С/77 0,70 |
|
0.65 |
|
OJSO |
|
055 |
|
во |
|
о |
Рис. 53. Зависимость е =
= (1—m)/m от нагрузки
(по данным Терцаги [98])
|
\ |
|||
|
О |
|||
|
ВО |
го чо
На грузна,
дения исследований в условиях неравномерного объемно-напряженного состояния.
Данные по экспериментальным исследованиям упругого изменения коэффициентов пористости и проницаемости от давления широко представлены в работах [2, 7, 31, 37, 39, 74, 77]. Мы же ограничимся работами, в которых рассматриваются необратимые изменения пористости и проницаемости при изменениях сжимающего давления на скелет породы.
К первым экспериментальным исследованиям (рис. 53) относится работа К. Терцаги [98], в которой определялась сжи« маемость пород на грунтах (песках). В экспериментах пористая среда подвергалась нагружению, начиная с недеформируе-мого состояния. Нагрузка увеличивалась до 10 кгс/см2, что сопровождалось деформацией пористой среды. При разгрузке структура порового пространства не возвращалась к первоначальному состоянию, получалась новая структура, характеризующаяся меньшим коэффициентом пористости. Как указывает Г. И. Баренблатт, «разгрузка происходит так, как если бы модуль упругости материала увеличился» [9]. При новой нагруз-
135
ке порода деформируется по кривой разгрузки до достижения прежнего состояния. С каждым образцом пористости среды проводились трехкратные изменения их напряженного состояния. Выполненные исследования позволили сделать вывод, что характер связи между деформациями и нагрузками на образец пористой среды зависит от всей предыстории его деформирования.
На основе многочисленных экспериментальных исследований в [123—125] делается вывод о зависимости коэффициентов сжимаемости пор от давления. Эту особенность в дальнейшем отмечало большинство исследователей. Наличие этого факта говорит о возможности проявления частично или полностью необратимых деформаций при разработке залежей нефти и газа.
В работе Карпентера и Спенсера [118] наблюдались незначительные остаточные деформации при исследовании образцов песчаников. В обзоре [118] указывается, что при исследовании образцов известняка при высоких эффективных давлениях (порядка 1000 кгс/см2) проявляются пластические деформации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.