Библиографическое описание:

Баймаханов Г. А., Помашев О. П., Койшыбаев А. Д. О скорости жидкости по горным породам между скважинами нефтегазовых месторождений // Молодой ученый. — 2015. — №8. — С. 175-177.

Статья посвящена вопросу прохождения индикаторной жидкостью между нагнетательными и добычными скважинами на нефтегазовых месторождениях, которые, в основном, расположены друг от друга на расстоянии (в среднем) 500 м. Прохождение расстояния 500 м жидкостью за 1–2 сутки в подземных условиях, ученые считают загадочным явлением, так как скорость проницаемости по породам мала и преодоление 500 м за одни или двое суток — нереально.

 

Многолетние колебания слоев земной коры в перпендикулярных направлениях к слоям привели к тому, что песчаник с мощностью в среднем hср 1,5 м над угольным пластом № 5, мощностью порядка 10 м, Алакульского угольного месторождения разрушился вертикальными трещинами на структурные блоки примерно с размерами (2 x 2 x 1,5) м3 [1]. Этот слой песчаника прочностью на одноосное сжатие порядка  кгс/см2 (и более) ломаться на более мелкие куски в природных условиях уже не может, то есть образовавшиеся структурные блоки (2 x 2 x 1,5) м3 являются стандартными и обусловлены прочностными свойствами плиты песчаника, его размерами (в основном толщиной). Автор данной статьи был очевидцем того, что разработчики угля бульдозером очищали поверхность этого слоя песчаника от кусков других разрушенных пород, после этого краном грузили каждый блок слоя песчаника на автомашину Камаз, и машина вывозила его из разрабатываемого разреза. В 80-е годы прошлого столетия глубина карьера не превышала 30–60 м.

На рис. 1 приведена часть разреза пород Алакульского угольного месторождения с угольным пластом № 5 и, примерно, 1,5 м слоем песчаника в непосредственной его кровле. Вертикальные трещины в слое песчаника на рис. 1 являются аналогичными трещинами в прочных тонких слоях нефтяного пласта, по которым индикаторные вещества (флуоресценты или различные химические реагенты), при закачке трассеров в нефтяной пласт через нагнетательную скважину, проходят расстояние 500 м до соседних добывающих скважин за 1–2 сутки. Расчеты показывают, что скорости распространения индикаторов по аналогичным вертикальным трещинам высокопроницаемого слоя (как на рис.1) следующие: 500/3600(м/с)=0,58 см/с; 500/3600(м/с)=0,29 см/с. Распространяясь от нагнетательной скважины к добывающим скважинам индикаторы со скоростью в пределах 3–6 мм/с, действительно могут пройти расстояние 500 м за 1–2 суток.

«Наглядным доказательством участия в межскважинной фильтрации именно трещин плотного прослоя является факт отсутствия «сверхвысоких» скоростей прихода трассеров в скважинах, где в разрезе отсутствует указанный плотный прослой» [2].

Рис. 1. Разрез Алакульского угольного месторождения со слоем песчаника мощностью hср1,5 м, перемятого на структурные блоки (2x2x1,5) м3, над пластом № 5

 

Авторы работы [2] считают, «что сверхпроводящими каналами в разрезе пластов могут являться в том числе вертикальные трещины, образуемые в процессе нагнетания вод непосредственно внутри маломощных (примерно 1 м) и ограниченных по простиранию (порядка 1 км2) плотных прослоев». В приведенной цитате ошибка авторов заключается в том, что естественные имеющиеся вертикальные трещины в твердых прослоях пласта считают образованными «в процессе нагнетания вод…» (здесь заметно влияние ошибочных выводов по «гидроразрыву нефтяного пласта» при нагнетании воды в скважину).

Это, естественно, что скорость просачивания жидкости с индикатором по вертикальным трещинам, заполненным рыхлыми кусочками горных пород, намного выше скорости фильтрации жидкости через поровое пространство отдельных высокопроницаемых прослоев, например, с проницаемостью порядка 100–200 мД. В работе [2] отмечается, что аналогичные результаты наблюдаются практически на многих месторождениях Западной Сибири с терригенным разрезом. Авторы работы [2] пишут: «Расчеты показывают, что для обеспечения фиксируемых скоростей фильтрации (сотни метров в сутки) в пласте должна присутствовать разветвленная сеть «суперканалов» протяженностью в несколько сотен метров и проницаемостью от 1 до 100 Д». Далее в отмеченной работе приводится таблица с результатами трассирования фильтрационных потоков с помощью меченого вещества по одному из типичных объектов Ноябрьского региона Западной Сибири. Скорости индикатора (карбамида) колеблются от 195 до 539 м/сут. Табличные данные и рассуждения о «суперканалах» и «сверхпроводниках» в [2] показывают, что жидкость с индикатором просачивается к добывающим скважинам, именно, по вертикальным трещинам маломощного плотного прослоя в пласте, но не вдоль узкого слоя на границе литологических разностей.

Эти рассуждения очень наглядно отражены на рис. 1, где среди толщи слабых по прочности пород залегает очень прочный и маломощный слой породы, который разломан вертикальными трещинами на структурные блоки, и в этих вертикальных трещинах всегда находятся перемятые разновидности пород, причем трещины вечно «живые» из-за периодических колебаний земной коры. Аналогичные приведенному на рис. 1 слою прочной породы слои могут, естественно, залегать и в нефтяных пластах, и образовать аналогичные вертикальные трещины, заполненные рыхлыми кусочками пород, хорошо пропускающие индикаторные жидкости от нагнетательной скважины к добычной. И, естественно, просачивание жидкости по вертикальным трещинам намного быстрее, чем проницаемость между слоями сжатых пород, на которые сверху давит толща .

Поэтому между горизонтальными слоями пород имеем проницаемость, а по вертикальным трещинам ощутимое движение — просачивание жидкости под некоторым давлением, действующим в сторону добычной скважины. В этом плане надо сказать, что приведенные данные измерений, предположения и рассуждения о трассировании жидкости, в основном, по вертикальным трещинам маломощных прочных слоев пород в нефтяном пласте в работе [2] правильны.

 

Литература:

 

1.         Отчет по НИР «Исследование физико-механических свойств горных пород Алакульского угольного месторождения» № 01840085154 — Государственной регистрации; № 02860085154 — Индивидуальный, фонд ИГД им. Д. А. Кунаева, Алма-Ата, 1985;

2.         Ипатов А. И., Кременицкий М. И. Геофизический и гидродинамический контроль разработки месторождений углеводородов. — М.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006, стр. 780;

3.         Болгожин Ш. А., Помашев О. П. Устройства для испытания образцов на разрыв. Авторское свидетельство СССР № 855426. МКИ G01 N3/08. Опубл. 25.08.1981. Бюллетень № 30;

4.         Кю Н. Г. Создание методов и средств флюидоразрыва горных пород. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктор технических наук. Новосибирск, 1999, стр. 32.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle