RU2516392C2 - Способ определения трещинной пористости пород - Google Patents
Способ определения трещинной пористости пород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516392C2 RU2516392C2 RU2012139179/28A RU2012139179A RU2516392C2 RU 2516392 C2 RU2516392 C2 RU 2516392C2 RU 2012139179/28 A RU2012139179/28 A RU 2012139179/28A RU 2012139179 A RU2012139179 A RU 2012139179A RU 2516392 C2 RU2516392 C2 RU 2516392C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- porosity
- longitudinal wave
- rock
- total
- samples
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для оценки трещинной пористости горных пород. В предлагаемом способе формируют набор образцов исследуемой породы, экспериментально определяют общую пористость каждого из упомянутых образцов в атмосферных условиях, определяют скорость распространения продольной волны и общую пористость в образцах исследуемой породы в условиях, моделирующих пластовые условия. После чего определяют скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы с использованием зависимости скорости распространения продольной волны в образцах исследуемой породы от их общей пористости, определенных в условиях, моделирующих пластовые условия. Далее рассчитывают величину трещинной пористости для каждого из образцов исследуемой породы. После чего определяют поровую пористость, как разницу между общей пористостью и трещинной пористостью. Технический результат - повышение точности определения трещинной пористости пород. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области геофизических исследований (петрофизики), в частности к ультразвуковым исследованиям горных пород, и может применяться для оценки трещинной пористости горных пород.
Известен способ оценки трещинной пористости в шлифах под микроскопом (Гмид Л.П. Методическое руководство по литолого-петрографическому и петрохимическому изучению осадочных пород-коллекторов. СПб: ВНИГРИ, 2009, с.160), в котором измеряется площадь шлифа, длина следов трещин и их ширина. По данным замеров производится подсчет параметров трещиноватости по формулам, полученным экспериментальным путем на опытах в открытых щелях, имитирующих трещины разной раскрытости и ориентировки. Недостатком указанного способа является его низкая точность и достоверность полученных данных, обусловленная тем, что исследуется только малый объем горной породы в шлифе.
Наиболее близким к предложенному способу (прототипом) является способ определения трещинной пористости пород (патент РФ №2012021, G01V 1/40, опубл. 30.04.1994), заключающийся в проведении в изучаемом разрезе волнового акустического и гамма-гамма каротажа. По данным каротажа определяют коэффициент сжимаемости пород для двух значений плотности заполняющей скважину промывочной жидкости. При этом плотность увеличивают на 15-20% в зависимости от глубины скважины и допустимой величины давления гидроразрыва пород. Коэффициент пористости пород определяют с учетом коэффициентов сжимаемости пород, определенных по двум замерам, коэффициента сжимаемости матрицы (блока) и изменения плотности бурового раствора перед повторным исследованием. Недостатком известного способа является невысокая точность, обусловленная отсутствием достоверных данных о коэффициенте сжимаемости матрицы и методов его определения в реальных условиях залегания пород, а также отсутствием надежных данных о зависимости коэффициента сжимаемости пласта от изменений плотности бурового раствора в скважине.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка способа, позволяющего осуществлять оценку трещинной пористости горных пород с высокой точностью.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения трещинной пористости пород.
Для достижения указанного технического результата в способе определения трещинной пористости пород, включающем измерение скорости распространения продольной волны в исследуемой породе и выполнение расчета с использованием полученных данных, предварительно формируют набор образцов исследуемой породы. Экспериментально определяют общую пористость каждого из упомянутых образцов в атмосферных условиях, также экспериментально определяют скорость распространения продольной волны и общую пористость в образцах исследуемой породы в условиях, моделирующих пластовые условия. После чего определяют скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы с использованием полученной экспериментально зависимости скорости распространения продольной волны в образцах исследуемой породы от их общей пористости, определенных экспериментально в условиях, моделирующих пластовые условия. Далее рассчитывают величину трещинной пористости (Кп тр) для каждого из образцов исследуемой породы по формуле:
Кп тр=[100-1,6Кп общ - 100(Vp изм/Vp ск)]/20,4,
где Кп общ - экспериментально определенная общая пористость образца;
Vp изм - измеренная скорость распространения продольной волны в образце;
Vp ск - скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы,
после чего определяют поровую пористость, как разницу между общей пористостью и трещинной пористостью.
В горной породе поры и трещины образуют общую пористость
где Кп пор - поровая пористость горной породы, %;
Кп тр - трещинная пористость горной породы, %.
Для исследования горной породы необходимо выяснить, какая доля общей пористости приходится на поры и какая - на трещины для каждого образца исследуемой породы. Использование понятия добротности и знание величины общей пористости образцов исследуемой горной породы позволяет проводить такое разделение.
Отношение измеренной скорости распространения продольных волн в образце исследуемой породы к скорости распространения продольных волн в минеральном скелете исследуемой породы (при Кп общ, равной нулю), выраженное в процентах, называется добротностью Q (Мори В. Механика горных пород применительно к проблемам разведки и добычи нефти. М.: Мир, 1994, с.176-184) и характеризует воздействие пор и трещин на породу
где Vp изм - измеренная скорость распространения продольной волны в образце исследуемой породы, км/с;
Vp ск - скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы, км/с.
Как вытекает из выражения (2), при добротности, равной 100%, порода не имеет ни трещин, ни пор. Уменьшение значения добротности отражает наличие в горной породе трещин и пор.
Известна зависимость добротности Q от поровой пористости Кп пор
где Q - добротность горной породы, %;
а также - зависимость добротности от трещинной пористости горной породы:
откуда вытекает зависимость добротности от общей пористости:
решая известное уравнение (5) относительно Кп тр, получаем формулу:
Подставляя в формулу (6) выражение для Q по формуле (2) и выражение для Кп пор по формуле (1), получаем конечную формулу для вычисления трещинной пористости:
На фиг.1 показана зависимость скорости распространения упругой продольной волны от эффективного давления для образцов горных пород с различной общей пористостью.
На фиг.2 - зависимость скорости распространения продольной волны от общей пористости для образцов исследуемой породы.
На фиг.3 - зависимость скорости распространения продольной волны от общей пористости для образцов исследуемого песчаника.
Способ осуществляют следующим образом.
- Формируют набор образцов исследуемой породы.
- Определяют общую пористость для каждого из образцов исследуемой породы в атмосферных условиях методом жидкостенасыщения или газоволюметрическим способом.
- Определяют общую пористость каждого из образцов в условиях, моделирующих пластовые. Общую пористость определяют посредством измерений объема жидкости, вытесненной из порового пространства образца при увеличении эффективного давления от 0,1 МПа до давления в пласте (обычно более 15 МПа), и с учетом объема образца по формуле
где Кп общ пл - общая пористость образца в условиях, моделирующих пластовые, %;
Кп общ атм - общая пористость образца в атмосферных условиях, %;
ΔVпор - объем жидкости, вытесненный из порового пространства образца при переходе от атмосферных условий к условиям, моделирующим пластовые, см3;
Vобр - объем образца, см3.
- Определяют скорость распространения упругой продольной волны для каждого из образцов исследуемой породы в условиях, моделирующих пластовые.
Общую пористость (Кп общ пл) и скорость распространения продольной волны (Vp пл) в условиях, моделирующих пластовые, определяют экспериментально с помощью установки ПУМА-650 или «Экопласт - Гео», или другой подобной установки, позволяющей моделировать пластовые условия и определять общую пористость и скорость распространения упругой продольной волны в исследуемой породе. На установке моделирования пластовых условий изменяют напряженное состояние образцов исследуемой породы путем создания всестороннего давления Рве, равного литостатическому давлению, и порового давления Рпор, равного давлению флюида (газ, жидкость) в пласте. При этом создают эффективное давление Рэф, равное их разности. При достаточно больших значениях эффективного давления (40,0 МПа и более) скорость распространения продольной волны в образцах достигает максимума (фиг.1).
- Определяют скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы (общая пористость равна нулю), для чего аппроксимируют зависимость скорости распространения продольной волны от общей пористости, полученную по измеренным величинам общей пористости и скорости распространения продольной волны в образцах исследуемой породы в условиях, моделирующих пластовые, и получают линейную зависимость
где А - коэффициент, характеризующий интенсивность изменения скорости распространения продольной волны от общей пористости образцов. Аппроксимацию осуществляют методом наименьших квадратов в Excel. Степень достоверности аппроксимации определяется величиной, обозначаемой R2. Чем ближе R2 к единице, тем выше достоверность получаемой зависимости. Скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы графически определяется как точка пересечения линии аппроксимации с вертикальной осью координат и численно равна величине свободного члена в линейной зависимости (фиг.2). Для мономинеральной горной породы возможно использование известной из справочной литературы скорости распространения продольной волны в этом минерале, определенной при условии отсутствия в нем трещин, дефектов и вкраплений других минералов.
- Определяют величину трещинной пористости для каждого из образцов исследуемой породы. Для этого используют уравнение (7) зависимости трещинной пористости от измеренной общей пористости и отношения измеренной скорости распространения продольной волны в образце исследуемой породы к скорости распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы, полученных в условиях, моделирующих пластовые.
- Определяют величину поровой пористости как разницу между общей пористостью и трещинной пористостью для каждого из образцов исследуемой породы в соответствии с уравнением (1) в условиях, моделирующих пластовые.
Пример осуществления способа.
- Сформировали набор из 22 образцов песчаника.
- Определили общую пористость (Кп общ атм) каждого из образцов методом жидкостенасыщения при атмосферных условиях.
- С помощью установки ПУМА-650 определили общую пористость и скорость распространения продольной волны для каждого из образцов в термобарических условиях, моделирующих пластовые (всестороннее давление Рвс=50 МПа, поровое давление Рпор=13 МПа, температура Т=22°С), при этом точность определения: пористости - ±0,01%, скорости распространения продольной волны - ±0,002 км/с.
- Определили скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемого песчаника (Vp ск), используя линейную зависимость (9) (при А=0,11) и полученные экспериментально значения скорости распространения продольной волны в образцах и общей пористости всех образцов в условиях, моделирующих пластовые (фиг.3). Полученная Vp ск=5,8824 км/с.
- Определили величину трещинной пористости (Кп тр) для каждого из образцов исследуемого песчаника, используя формулу (7).
- Определили величину поровой пористости (Кп пор), используя уравнение (1), для каждого из исследуемых образцов.
Полученные экспериментальные и расчетные данные приведены в табл.1.
Точность определения трещинной пористости исследуемых образцов определяется погрешностью, допущенной при определении общей пористости в условиях, моделирующих пластовые, и составляет±0,01%.
В предлагаемом способе для определения трещинной пористости используют только определение общей пористости и скорости распространения упругой продольной волны в образцах исследуемой породы в лабораторных условиях, которое выполняется с высокой точностью.
Таблица 1 | |||||
№ | Кп общ атм, % | Кп общ пл, % | Vp пл, км/с | Кп тр пл, % | Кп пор пл, % |
1 | 8.9 | 7.95 | 4.65 | 0.41 | 7.55 |
2 | 7.5 | 6.69 | 5.18 | 0.06 | 6.63 |
3 | 6.9 | 6.45 | 5.15 | 0.11 | 6.34 |
4 | 10.9 | 10.20 | 4.53 | 0.33 | 9.86 |
5 | 11.1 | 10.42 | 4.90 | 0.01 | 10.41 |
6 | 11.1 | 10.31 | 4.74 | 0.14 | 10.17 |
7 | 12.9 | 12.20 | 4.46 | 0.23 | 11.96 |
8 | 10.3 | 9.75 | 4.90 | 0.06 | 9.69 |
9 | 10.5 | 9.66 | 4.82 | 0.13 | 9.53 |
10 | 12.8 | 12.15 | 4.53 | 0.17 | 11.98 |
11 | 12.6 | 11.98 | 4.60 | 0.13 | 11.85 |
12 | 11.9 | 11.22 | 4.67 | 0.13 | 11.09 |
13 | 10.5 | 9.88 | 4.81 | 0.12 | 9.76 |
14 | 8.4 | 7.77 | 5.05 | 0.08 | 7.68 |
15 | 6.9 | 6.32 | 5.23 | 0.05 | 6.27 |
16 | 5.5 | 4.86 | 5.33 | 0.08 | 4.77 |
17 | 11.2 | 10.74 | 4.73 | 0.11 | 10.62 |
18 | 10.1 | 9.61 | 4.89 | 0.07 | 9.53 |
19 | 10.0 | 9.39 | 4.89 | 0.09 | 9.30 |
20 | 10.1 | 9.52 | 4.73 | 0.21 | 9.31 |
21 | 10.7 | 10.17 | 4.82 | 0.09 | 10.08 |
22 | 4.7 | 4.09 | 5.51 | -0.01 | 4.11 |
Claims (1)
- Способ определения трещинной пористости пород, включающий измерение скорости распространения продольной волны в исследуемой породе и выполнение расчета с использованием полученных данных, отличающийся тем, что предварительно формируют набор образцов исследуемой породы, экспериментально определяют общую пористость каждого из упомянутых образцов в атмосферных условиях, также экспериментально определяют скорость распространения продольной волны и общую пористость в образцах исследуемой породы в условиях, моделирующих пластовые условия, после чего определяют скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы с использованием полученной экспериментально зависимости скорости распространения продольной волны в образцах исследуемой породы от их общей пористости, определенных в условиях, моделирующих пластовые условия, далее рассчитывают величину трещинной пористости (Кп тр) для каждого из образцов исследуемой породы по формуле
Кп тр=[100-1,6Кп общ - 100(Vp изм/Vp ск)]/20,4,
где Кп общ - экспериментально определенная общая пористость образца;
Vp изм - измеренная скорость распространения упругой продольной волны в образце;
Vp ск - скорость распространения продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы,
после чего определяют поровую пористость, как разницу между общей пористостью и трещинной пористостью.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139179/28A RU2516392C2 (ru) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Способ определения трещинной пористости пород |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139179/28A RU2516392C2 (ru) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Способ определения трещинной пористости пород |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012139179A RU2012139179A (ru) | 2014-03-20 |
RU2516392C2 true RU2516392C2 (ru) | 2014-05-20 |
Family
ID=50279990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012139179/28A RU2516392C2 (ru) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | Способ определения трещинной пористости пород |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2516392C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615051C1 (ru) * | 2015-10-30 | 2017-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения трещинной пористости горных пород |
RU2646956C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения трещинной пористости горных пород |
RU2732035C1 (ru) * | 2020-01-28 | 2020-09-10 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Способ определения трещинной пористости пород |
CN113588416A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-11-02 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 | 一种礁灰岩岩体基本质量分级方法 |
RU2805293C1 (ru) * | 2023-05-17 | 2023-10-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Способ определения коэффициента эффективной пористости горных пород в скважинах |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109583113B (zh) * | 2018-12-07 | 2023-02-03 | 中国地质大学(武汉) | 一种岩石地层压实系数和有效孔隙体积压缩系数计算方法 |
CN114185110B (zh) * | 2020-09-15 | 2024-04-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 致密储层中的空间结构的相对含量确定方法、装置及介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2012021C1 (ru) * | 1991-07-09 | 1994-04-30 | Боярчук Алексей Федорович | Способ определения трещинной пористости пород |
RU2098851C1 (ru) * | 1997-04-14 | 1997-12-10 | Август Генрихович Арье | Способ геофизической разведки для определения продуктивности нефтяного пласта |
RU2253886C1 (ru) * | 2004-07-30 | 2005-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр" | Способ геофизической разведки для определения нефтепродуктивности трещинных карбонатных коллекторов в трехмерном межскважинном пространстве |
EP1865341A2 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-12 | BHP Billiton Innovation Pty Ltd | Method for improving prediction of the viability of potential petroleum reservoirs |
US7675817B2 (en) * | 2005-10-28 | 2010-03-09 | Daniel Moos | Hydrocarbon saturation determination using acoustic velocities obtained through casing |
RU2402791C2 (ru) * | 2009-01-22 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" | Способ определения количественных параметров пласта методом отраженных волн |
-
2012
- 2012-09-13 RU RU2012139179/28A patent/RU2516392C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2012021C1 (ru) * | 1991-07-09 | 1994-04-30 | Боярчук Алексей Федорович | Способ определения трещинной пористости пород |
RU2098851C1 (ru) * | 1997-04-14 | 1997-12-10 | Август Генрихович Арье | Способ геофизической разведки для определения продуктивности нефтяного пласта |
RU2253886C1 (ru) * | 2004-07-30 | 2005-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инжиниринговый центр" | Способ геофизической разведки для определения нефтепродуктивности трещинных карбонатных коллекторов в трехмерном межскважинном пространстве |
US7675817B2 (en) * | 2005-10-28 | 2010-03-09 | Daniel Moos | Hydrocarbon saturation determination using acoustic velocities obtained through casing |
EP1865341A2 (en) * | 2006-06-09 | 2007-12-12 | BHP Billiton Innovation Pty Ltd | Method for improving prediction of the viability of potential petroleum reservoirs |
RU2402791C2 (ru) * | 2009-01-22 | 2010-10-27 | Открытое акционерное общество НПФ "Геофизика" | Способ определения количественных параметров пласта методом отраженных волн |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615051C1 (ru) * | 2015-10-30 | 2017-04-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения трещинной пористости горных пород |
RU2646956C1 (ru) * | 2017-05-31 | 2018-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Способ определения трещинной пористости горных пород |
RU2732035C1 (ru) * | 2020-01-28 | 2020-09-10 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Способ определения трещинной пористости пород |
CN113588416A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-11-02 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 | 一种礁灰岩岩体基本质量分级方法 |
CN113588416B (zh) * | 2021-05-13 | 2024-02-02 | 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 | 一种礁灰岩岩体基本质量分级方法 |
RU2805293C1 (ru) * | 2023-05-17 | 2023-10-13 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" | Способ определения коэффициента эффективной пористости горных пород в скважинах |
RU2807499C1 (ru) * | 2023-09-20 | 2023-11-15 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук | Способ определения коэффициентов объемной сжимаемости трещин и межзерновых пор образцов горных пород |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012139179A (ru) | 2014-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2516392C2 (ru) | Способ определения трещинной пористости пород | |
Stanchits et al. | Onset of hydraulic fracture initiation monitored by acoustic emission and volumetric deformation measurements | |
EP3676479B1 (en) | Low frequency distributed acoustic sensing hydraulic fracture geometry | |
RU2651719C1 (ru) | Способ усовершенствованного планирования высоты трещины гидроразрыва в слоистой породе подземного пласта | |
AU2013246743B2 (en) | Method for determining geomechanical parameters of a rock sample | |
CN105468886B (zh) | 基于岩石物理学参数计算地层压力的方法 | |
CN104345346B (zh) | 一种获取裂缝宽度的方法 | |
Vachaparampil et al. | Failure characteristics of three shales under true-triaxial compression | |
CN107905775B (zh) | 基于邻井压力监测的压裂裂缝参数实时解释方法 | |
CN102854531A (zh) | 用于储层烃类检测的多尺度岩石物理图版方法及装置 | |
CN105467438B (zh) | 一种基于三模量的泥页岩地应力三维地震表征方法 | |
CN110219644B (zh) | 确定储层可压裂性指数值空间分布的方法 | |
Hampton et al. | Microcrack damage observations near coalesced fractures using acoustic emission | |
CN109187916B (zh) | 一种判别地层脆性的连续深度处理方法及装置 | |
CN105317435A (zh) | 一种水平井裂缝识别方法 | |
CN106168677A (zh) | 一种页岩中总有机碳含量的识别方法 | |
RU2485553C1 (ru) | Способ оценки трещинной пористости по данным скважинной сейсморазведки | |
Falcon‐Suarez et al. | Integrated geophysical and hydromechanical assessment for CO2 storage: shallow low permeable reservoir sandstones | |
CN105370270B (zh) | 由偶极声波纵、横波时差确定页岩气储层含气饱和度的方法 | |
CN111381292B (zh) | 一种预测砂岩含烃储层的测井解释方法与装置 | |
CN112145165B (zh) | 一种微裂缝-孔隙型储层动静态渗透率转换方法 | |
Su et al. | A comprehensive methodology of evaluation of the fracability of a shale gas play | |
RU2615051C1 (ru) | Способ определения трещинной пористости горных пород | |
Lianbo et al. | The relationship between fractures and tectonic stress field in the extra low-permeability sandstone reservoir at the south of western Sichuan depression | |
EP3012669A2 (en) | System and method for predicting the front arrival time in reservoir seismic monitoring |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180517 |