Влияние давления на коллекторские свойства пород. Упругие колебания в породах и их акустические свойства.



С увеличением глубины залегания пород-коллекторов под влиянием геостатического давления увеличивается их плотность, а следовательно, уменьшается пористость и ухудшаются емкостно-фильтрационные свойства. Это относится преимущественно к гранулярным коллекторам, которые подвержены уплотнению больше, чем другие породы. Однако наряду с этим в ряде районов изучение материалов глубоких и сверхглубоких скважин показало, что в отдельных интервалах глубин удовлетворительные коллекторские свойства терригенных пород сохраняются, а иногда даже улучшаются.

В основном улучшение коллекторских свойств с глубиной наблюдается у карбонатных или других, сильноуплотненных хрупких пород, подверженных растрескиванию под влиянием тектонических напряжений, а также в связи с процессами катагенетического изменения.

В практике разработки нефтяных месторождений в послед­ние годы возрастает объем технологических операций, связан­ных с возбуждением в пласте упругих колебаний и волновых процессов. Повышение добывных дебитов и поглотительной спо­собности нагнетательных скважин иногда достигается путем обработки призабойной зоны пласта гидравлическими и акусти­ческими вибраторами, возбуждающими в коллекторе волны дав­лений, которые способствуют возникновению новых и раскры­тию имевшихся трещин в породе, увеличивают проводимость прискважинной части пласта для жидкости и газов.

Мощные колебательные процессы возбуждаются в коллек­торах нефти при взрывах атомных устройств и различных взрывчатых веществ, применяемых для воздействия на пласт с целью увеличения его нефтеотдачи. Поэтому акустические па­раметры пород используются в настоящее время в возрастаю­щем объеме для прогнозирования результатов различных тех­нологических процессов, связанных с возбуждением в пласте упругих колебаний. Последние представляют собой процесс распространения в породах пласта упругих деформаций ее ча­стиц с переменным знаком. Акустическими парамет­рами породы принято называть величины, которые характе­ризуют их свойства передавать (распространять) упругие коле­бания— скорость распространения упругих волн, коэффициент поглощения упругих колебаний, волновое сопротивление, их способность отражать и преломлять волны.

В промысловой практике приходится встречаться с упругими волнами различной частоты: более 20 000 Гц — ультразвуковые, от 20 до 20 000 Гц — звуковые, до 20 Гц — инфразвуковые. Сей­смические волны низкой частоты появляются при взрывных ра­ботах в скважинах.

Под влиянием вибраторов, работающих в скважине, в пласте распространяются продольные и поперечные упругие волны. Первый вид волн характеризуется продольным распростране­нием в породе деформаций попеременного объемного сжатия и растяжения. В твердых телах они вызывают поперечные дефор­мации сдвига — в виде поперечных упругих волн.

Скорость распространения упругих волн практически не за­висит от их частоты. С ростом модуля Юнга E скорости про­дольных и поперечных волн увеличиваются. Возрастание коэф­фициента Пуассона сопровождается ростом скорости продоль­ной волны и уменьшением скорости поперечной. Поэтому скорость упругих волн в пористых породах значительно меньше, чем в плотных.

Интенсивность упругой волны по мере ее распространения в пласте уменьшается вследствие рассеивания энергии волны в разных направлениях в зонах неоднородного строения и вследствие поглощения энергии упругой волны породой на пре­одоление сил трения частиц в процессе их деформации.

Произведение плотности пород на скорость упругой волны принято называть удельным волновым сопротивле­нием z=rv (удельным акустическим импедансом). Эта вели­чина связана со способностью материала горных пород отра­жать и преломлять упругие волны. Отражение и преломление волн при возбуждении колебательных процессов в скважинах наблюдаются при переходе упругой волны из жидкой среды, заполняющей скважину, в пласт и далее на границах пористых сред с различными акустическими свойствами.

Коэффициентом отражения принято называть отношение KОТ =ЭО/ЭП, где ЭП и Э0— соответственно энергия падающей и отраженной волн.

С увеличением разницы в волновых сопротивлениях двух сред z1 и z2 возрастает и коэффициент отражения

Поэтому, например, при переходе звуковой волны из нефти или воды (среды с малым волновым сопротивлением) в породу (среду с большим волновым сопротивлением) отражается до 80—85 % энергии волны.

Считается, что отражение упругих волн от границ раздела происходит по законам оптики.


Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 647; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!