|
научно-технической литературе практически отсутствуют материалы по данному вопросу. При этом изменение скорости и объема фильтрата являются показателями, характеризующими степень кольматации и ее эффективности. На рисунке 4.5 приведены графики изменения скорости фильтрации глинистоюл раствора с концентрацией глинистых частиц 21 % ( р = 1200 кг/м , Т 30 с; В = 12 см3/30 мин) в виброволновом поле, то есть при пульсирующем потоке жидкости, с интенсивностью излучения 20-10 Вт/м , через керны с различной проницаемостью (0,03 0,07 мкм2; 0,13 0,2 мкм2; 0,5 0,6 мкм2). Результаты исследований фильтрации глинистого раствора через керны в статических и динамических (стационарный и пульсирующий поток) условиях отличаются между собой. Суть отличия заключается в практически мгновенном проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт при динамических условиях (пульсирующий поток) фильтрации. Процесс изменения скорости фильтрации во времени длится около трех секунд, что практически в 1000 раз выше, чем при статических и динамических (стационарный поток) условиях. Общий объем фильтрата, выделившегося в процессе фильтрации в виброволновом поле, меньше в 2-4 раза объема фильтрата выделившегося в процессе статических и динамических (стационарный поток) .условиях фильтрации, и со9 -Л ставляет для кернов с проницаемостью 0,8 0,9 мкм -11-10 м за время прихода системы в стационарное состояние, то есть за 3 с. Для кернов с проницаемостью 0,13-0,2 мкм2 объем выделившегося фильтра/ л л А^ та составляет 5-10‘ м и для кернов с проницаемостью 0,03 0,07 мкм 3-10' м . Конечная проницаемость кернов при кольматации в виброволновом поле также превышает аналогичный показатель кольматации в статических и динамических (стационарный поток) условиях и составляет 92 96 % при исходной проницаемости кернов 0,03 0,9 мкм2 (рис.4.2). Таким образом, анализируя процессы фильтрации и кольматации в статических, динамических (стационарный поток) и вибро-волновых (пульсирующий поток) условиях (см. рис. 4.4 4.8, и табл. 3.5) можем сделать следующие выводы: 1) объем фильтрата промывочной жидкости, проникшей в пласт в виброволновых условиях, в 2 4 раза меньше, чем при статических условиях фильтрации; 2) воздействие при кольматации позволяет добиться гораздо большего снижения проницаемости пород, чем при статических и динамических (стационарный поток) условиях кольматации за счет создания более плотного экрана из частиц дисперсной фазы промывочной жидкости. Так, при вибро-вол новом воздействии 92-96 % степень кольматации достигается за 15-60 с, при динамических условиях (стационарный поток) 70-85 % степень кольматации достигается за 36-10"2 с, а при статических условиях за 36-10'2 с можно достичь только 55-75 % степени кольматации. При статических и динамических (стационарный поток) условиях присутствует глинистая корка, а при виброволновых условиях глинистая корка отсутствует; 3) быстрое (практическое мгновенное) внедрение фильтрата промывочной 143 |
74 Результаты исследований фильтрации глинистого раствора через керны в статических и динамических (стационарный и волновой поток) условиях отличаются между собой. Суть отличия заключается в практически мгновенном проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт при динамических условиях. Процесс изменения скорости фильтрации во времени длится около трех секунд, что практически в 1000 раз выше, чем при статических и динамических условиях. Общий объем фильтрата, выделившегося, в процессе фильтрации в струйно-волновом поле, меньше в 2-4 раза объема фильтрата выделившегося в процессе статических и динамических (стационарный поток) условиях фильтрации, и составляет для кернов с проницаемостью 0,8 0,9 мкм2-11-10"6 м за время прихода системы в стационарное состояние, то есть за 3 с. Для кернов с проницаемостью 0,13-0,2 мкм2 объем выделившегося фильтрата составляет 5-10"6 м3 и для кернов с проницаемостью 0,03 0,07 мкм2 3-10'6 м3. Конечная проницаемость кернов при кольматации в волновом поле также превышает аналогичный показатель кольматации в статических и динамических условиях и составляет 92 96 % при исходной проницаемости кернов 0,03 0,9 мкм2 (рис. 3.2.) 77 Рисунок 3.5 Зависимость степени кольматации песчаных кернов при статических (1), динамических (2) условиях и при струйноволновом воздействии (3) во времени Таким образом, анализируя процессы фильтрации и кольматации в различных условиях (рис. 3.1. 3.5.) можем сделать следующие выводы: 1) объем фильтрата промывочной жидкости, проникшей в пласт при волновом воздействии в 2 4 раза меньше, чем при статических условиях фильтрации; 2) волновое воздействие при кольматации позволяет добиться гораздо большего снижения проницаемости пород, чем при статических и динамических (стационарный поток) условиях кольматации за счет создания более плотного экрана из частиц дисперсной фазы промывочной жидкости. Так, при волновом воздействии 92-96 % степень кольматации достигается за 15-60 с, при динамических условиях (стационарный поток) 70-85 % степень кольматации достигается за 36-102 с, а при стати ческих условиях за 36-102 с можно достичь только 55-75 % степени кольматации. При статических и динамических (стационарный поток) условиях присутствует глинистая корка, а при волновом воздействии глинистая корка отсутствует. 3) быстрое, за доли секунды (практическое мгновенное) внедрение фильтрата промывочной жидкости в породу в волновом поле способствует не только сохранению коллекторских свойств пластов, но и улучшению показателей процесса бурения скважин (механическая скорость, проходка на долото). Интенсивное проникновение фильтрата в породу под воздействием волнового поля объясняется, на наш взгляд, разрушением водородных, ион-дипольных, электростатических и других связей между частицами промывочной жидкости и значительным уменьшением ее вязкости. Как известно, уменьшение вязкости приводит к интенсификации процесса фильтрации жидкости через пористые среды. 4) использование волнового поля при кольматации позволяет управлять устойчивостью дисперсных систем, каковыми являются промывочные жидкости. Воздействие волнового поля направлено на изменение свойств поверхностных пленок дисперсионной среды на частицах дисперсной фазы. В ряде случаев кольматационный экран можно создать обработкой проницаемых пластов вязко-упругими составами (ВУС), для чего были проведены специальные эксперименты и сделана оценка его прочностных свойств. Основываясь на результатах раннее выполненных работ в области вязко-упругих систем (ВУС), разработана и исследована ВУС, включающая однопроцентный водный раствор полиакриламида (ПАА) из 8% товарного ПАА, 2% водный раствор гексарезорциновой смолы (ГРЦ) и 40% технический формалин. Все эти компоненты перемешивались в еле78 |