|
жительным результатам, а в других — результатов не было. Поэтому долгое время, с середины 60-х до конца 70-х годов, метод обработки стенок высокоскоростными струями исйользовался с переменным успехом. В течение 80-х годов струйная обработка стенок пережила бурное развитие. Были проведены широкие теоретические, стендовые и промысловые исследования. К концу 80-х — началу 90-х годов бум затих и начались планомерные исследования границ применения струйной обработки. Как любой метод, струйная обработка стенок должна иметь определенные, наиболее благоприятные условия применения и не может обеспечивать положительные результаты во всех возможных геологических условиях проводки скважин. Суть струйной-обработки стенок скважины заключается в том, что вытекающая из внутренней части бурильной колонны через калиброванное отверстие струя бурового раствора с высокой скоростью воздействует на стенку скважины, т.е. закупорка пористых сред осуществляется использованием кинетической энергии высокоскоростных гидромониторных струй [1, 36, 51]. По данным [1, 36, 51] процесс формирования гидроизолирующего кольматационного слоя в околоскважинной зоне гидромониторными струями суспензий включает два последовательно протекающих и тесно взаимосвязанных этапа. На первом этапе гидромеханического процесса изменение структуры проницаемой среды и ее фильтрационных и прочностных свойств происходит в процессе реализации гидромеханических эффектов, связанных с воздействием кинетической энергии гидромониторных струй на проницаемый объект. Основными энергетическими параметрами при этом являются скорость истечения рабочих агентов, осевое динамическое давление струи (сила кинетического удара) и перепад давления в скважине и пласте в зоне формирования кольматационного слоя. Скоростной напор струи и физико-химические свойства глинистых растворов на данном этапе гидромеханического процесса при взаимодействии с коллекторами интенсифицируют и повышают эффективность очистки поверхности проницаемых каналов от адсорбированных пластовых флюидов, коллоидных растворов и твердых частиц, суспензий и т.д. и выноса их продуктов из зоны кольматации. Одновременно очищенные поры заполняются дисперсной фазой рабочего раствора и подвергаются плотной упаковке в области кольматационного слоя. Второй этап формирования гидроизолирующего кольматационного слоя в проницаемых породах характеризуется активным проявлением эффектов, связанных с поверхностными силами. Обусловлено это проявлением как исходных реологических свойств суспензий вследствие их эффективной гидродиспергации и гидратации, так и изменением этих свойств при столкновении высокоскоростных струй со стенкой скважины. Рост тонкодисперсных фракций в твердой фазе полидисперсных систем значительно повышает ее суммарную поверхность, а с ней и число гидратированных ионов вблизи поверхности. С повышением потенциала свободной поверхностной энергии значительно интенсифицируются электрокинетические эффекты, обменные процессы, процессы пептизации, адсорбции и коагуляции. 96 |
Джаваламуки, скв. 14 Южно-Советская и т.д.). Это указывает на наличие значительных каналов в затрубном пространстве. Известны случаи, когда даже при соблюдении всех требований, которые выработала практика к цементам и процессу цементирования, в скважинах происходили затрубные проявления. В результате возник ряд гипотез, в которых делались попытки объяснить причины движения пластовых флюидов. Рассмотрим основные технологии, направленные на обеспечение герметичного заколонного пространства. Наиболее простая и достаточно надежная из них это струйная кольматация, впервые предложенная профессором В.Н. Поляковым. 3. 2. Струйная обработка стенок скважины Струйная обработка стенок скважины изначально использовалась как метод борьбы с поглощениями бурового раствора. Однако, из-за отсутствия идеологии применение этого метода в одних случаях приводило к хорошим положительным результатам, а в других — результатов не было. Поэтому долгое время, с середины 60-х до конца 70-х годов, метод обработки стенок высокоскоростными струями использовался с переменным успехом. В течение 80-х годов струйная обработка стенок пережила бурное развитие. Были проведены широкие теоретические, стендовые и промысловые исследования. К концу 80-х — началу 90-х годов бум затих и начались планомерные исследования границ применения струйной обработки. Как любой метод, струйная обработка стенок должна иметь определенные, наиболее благоприятные условия применения и не может обеспечивать положительные результаты во всех возможных геологических условиях проводки скважин. Суть струйной обработки стенок скважины заключается в том, что вытекающая из внутренней части бурильной колонны через калибро65 ванное отверстие струя бурового раствора с высокой скоростью воздействует на стенку скважины, т.е. закупорка пористых сред осуществляется использованием кинетической энергии высокоскоростных гидромониторных струй [1, 36, 51]. По данным [1, 36, 51] процесс формирования гидроизолирующего кольматационного слоя в околоскважинной зоне гидромониторными струями суспензий включает два последовательно протекающих и тесно взаимосвязанных этапа. На первом этапе гидромеханического процесса изменение структуры проницаемой среды и ее фильтрационных и прочностных свойств происходит в процессе реализации гидромеханических эффектов, связанных с воздействием кинетической энергии гидромониторных струй на проницаемый объект. Основными энергетическими параметрами при этом являются скорость истечения рабочих агентов, осевое динамическое давление струи (сила кинетического удара) и перепад давления в скважине и пласте в зоне формирования кольматационного слоя. Скоростной напор струи и физико-химические свойства глинистых растворов на данном этапе гидромеханического процесса при взаимодействии с коллекторами интенсифицируют и повышают эффективность очистки поверхности проницаемых каналов от адсорбированных пластовых флюидов, коллоидных растворов и твердых частиц, суспензий и т.д. и выноса их продуктов из зоны кольматации. Одновременно очищенные поры заполняются дисперсной фазой рабочего раствора и подвергаются плотной упаковке в области кольматационного слоя. Второй этап формирования гидроизолирующего кольматационного слоя в проницаемых породах характеризуется активным проявлением эффектов, связанных с поверхностными силами. Обусловлено это проявлением как исходных реологических свойств суспензий вследствие их эффективной гидродиспергации и гидратации, так и изменением этих свойств при столкновении высокоскоростных струй со стенкой скважины. 66 Рост тонкодисперсных фракций в твердой фазе полидисперсных систем значительно повышает ее суммарную поверхность, а с ней и число гидратированных ионов вблизи поверхности. С повышением потенциала свободной поверхностной энергии значительно интенсифицируются электрокинетические эффекты, обменные процессы, процессы пептизации, адсорбции и коагуляции. В результате теоретических и стендовых исследований установлено, что струйная обработка обеспечивает очистку стенок от глинистой корки при одновременном заполнении пор и каналов горных пород твердыми частицами бурового раствора, соразмерными условному диаметру пор и каналов, за счет кинетической энергии струи. При истечении струи бурового раствора из насадки твердым частицам передается кинетическая энергия, определяется: Ек=0,5тУ; (3.1) где Ек— кинетическая энергия твердой частицы в струе, Дж; тг— масса твердой частицы, кг, тг=ргуг; V^— объем твердой частицы, м3; рг— плотность твердой частицы, кг/м3. Принимая частицу в форме шара уг=1/6тгб?, где 6Г — условный диаметр твердой частицы, м получаем: Ек=1/12 ттргб?у/; (3.2) где V— скорость твердой частицы, м/с. Учитывая, что твердые частицы равномерно распределены в буровом растворе, полагаем, что скорость твердой частицы равна скорости дисперсионной среды (жидкой фазы раствора). |