§ 4. Использование кривых восстановления давления для изучения свойств и строения неоднородных коллекторов

В предыдущем разделе- кривую восстановления давления обра­батывали по формуле, описывающей этот процесс в однород­ном бесконечном пласте. В действительности подавляющая часть коллекторов неоднородна по строению и представляет собой сложное сочетание участков пласта с пониженной прони­цаемостью, чередующихся с породами с более высокими фильт­рационными свойствами. Такие коллекторы называют коллек­торами с двойной пористой средой. К ним относятся также пла­сты трещиноватых пород, в которых поровое пространство блоков (матриц) как бы вложено в систему пространства, сла­гаемого трещинами. Характерная особенность пластов с двой­ной средой — возникновение в них при изменении пластового давления обменных процессов между слагающими их пори­стыми средами или между блоками и трещинами, что влияет на процесс восстановления давления на забое закрытой сква­жины. Например, в случае трещиноватых коллекторов, прони­цаемость блоков которых намного ниже проницаемости тре­щин, давление на забое вначале нарастает более быстро, чем в последующее время. Это связано с тем, что в первые мо­менты процесс определяется проводимостью трещин. В после­дующее время интенсивность возрастания забойного давления определяется скоростью перетоков жидкости из блоков в тре­щины. В сумме же оказывается, что процесс восстановления давления в трещиноватой среде (как и в других двойных сре­дах) с данной пьезопроводностью запаздывает по сравнению с процессом, который наблюдался бы в однородной среде с аналогичной пьезопроводностью. Поэтому, кроме всех про­чих свойств (проводимость kh/\i, пьезопроводность х и др.) трещиноватый коллектор (и другие двойные среды) характе­ризуется дополнительными двумя параметрами — временем запаздывания т и величиной е — интенсивностью перетоков жидкости между различными компонентами двойной среды. Природу и смысл безразмерной величины е можно пред­ставить, если считать, что формула объема жидкости, перете­кающей из единицы объема породы в трещины за единицу времени, имеет вид

щ^Шш-р^ (Ш.50)

где р₂ и р\—давление соответственно в блоках и в трещинах; (.1 — вязкость.

Для однородной пористой среды е=1. Этот параметр с уве­личением неоднородности пород (например, при уменьшении проницаемости блоков) стремится к нулю.

Время запаздывания т характеризует скорость^ обмена жидкостью между различными компонентами двойной среды. Оно связано с величиной е и, в случае трещиноватых пород,— с линейными размерами блоков. Обмен между средами про­текает тем быстрее, чем меньше время запаздывания т. С уменьшением^ возрастает объем перетекающих жидкостей. Действительно, если порода сложена однородной пористой сре­_дой (е=1), то перетоки между различными ее частями под влиянием неоднородности их свойств будут отсутствовать. Кроме того, параметр 8 характеризует деформацию трещин. Опыт показывает, что при е>0 происходит искривление инди­каторных линий, что связано с деформацией (смыканием) трещин при снижении забойного давления (см. § 1 гл. III), при 8 = 0 индикаторные линии прямолинейны.

Для оценки времени запаздывания т предложены различ­ные методы (А. Бан, Э. А. Авакян, А. Г. Горбунов, Р. И. Мед-ведский, К. С. Юсупов, П. А. Духовная). По известному зна­чению т можно оценить безразмерный коэффициент е. В под­земной гидравлике, доказано, что приближенно время запаздывания т и величина е связаны соотношением

_т _ki £,И._Н (Рс, + МоРж) U._H (Рс, + МоРж) (Ш 51)

где k\ — проницаемость трещин; к — пьезопроводность пласта; iu„ — динамическая вязкость; р_С2 и р_ж — коэффициенты объ­емной упругости породы (блоков) и пластовой жидкости; т₀ — пористость.

Так как для трещиноватых коллекторов безразмерный ко­эффициент е__зависит от проницаемости блоков h% и густоты трещин, по его значению можно судить об ориентировочных осредненных линейных размерах блоков. Будем считать, что густота трещин приближенно пропорциональна удельной их поверхности 5_УД. Из анализа размерностей следует

е ж &г5_Уд или е ^ kJl², (II 1.52)

где / — осредненный линейный размер блоков трещиноватой породы.

По данным Р. И. Медведского и других, для исследован­ных скважин Трехозерного месторождения время запаздыва­ния т изменяется в пределах от 62 до 152 мин, а е — от 0 до 0,893. Эти параметры служат важным исходным материалом при проектировании разработки залежей с двойной средой и при выборе методов воздействия на пласт. Методы повышения эффективности разработки таких залежей основаны на интен­сификации обменных процессов (например, циклическое завод­нение). В ряде случаев искусственное выравнивание проницае­мости компонентов двойной среды происходит при нагнетании в пласт различных многофазных систем (водогазовых сме­сей, пены, полимерных растворов и т. д.), которые в первую очередь поглощаются участками повышенной проницаемости. Многокомпонентные смеси обладают по сравнению с нефтью меньшей подвижностью в пористой среде, что способствует выравниванию фильтрационных характеристик различных уча­стков неоднородных по свойствам пластов, увеличивает охват пласта воздействием и конечный коэффициент нефтеотдачи.

Рис. II 1.9. KBД скважин, эксплуати­рующих участки пласта различного строения

Кривые восстановления давления (КВД) характеризуют не только интенсивность обменных процессов, происходящих в пласте. Их форма зависит также от строения участка, на ко­тором расположена скважина, ибо" КВД в координатах Ap(t)— —\nt прямолинейны лишь в случае бесконечного однородного пласта. Различные виды неоднородности строения по-своему влияют на геометрию КВД. Ухудшение фильтрационных свой­ств пласта вдали от забоя скважины приводит к увеличению угла наклона кривой (рис. II 1.9, а), где в зоне скважины рас­положен непроницаемый экран /. Влияние клиновидного стро­ения экранов 2 на форму КВД показано на рис. 111.9, б.