|
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 Ек=0,5тгV2, (4.1) где Ек — кинетическая энергия твердой частицы в струе, Дж; тг—масса твердой частицы, кг, т=ргуг; уг — объем твердой частицы, м3; рг — плотность твердой частицы, кг/м3. Принимая частицу в форме шара хг=1/Шг\ где (1Г — условный диаметр твердой частицы, м получаем Ек=1/12 пр4г V2; (4.2) 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). Из выражения (4.2) видно, что уровень кинетической энергии, передаваемой твердой частице струей бурового раствора, зависит от плотности частицы, диаметра твердой частицы в третьей степени и скорости движения во второй степени. Из (4.2) следует, что в одном и том же потоке бурового раствора более крупная твердая частица приобретает более высокий уровень кинетической энергии. Вероятно, это является одной из причин неоднозначности результатов применения струйной обработки стенок. В тех случаях, когда скелет породы не подвергается разрушению от воздействия крупной твердой частицы, происходит заполнение (закупоривание) пор и каналов, увеличивается герметичность пласта. Когда скелет породы разрушается от воздействия крупной твердой частицы, наряду с заполнением (закупориванием) пор и каналов происходит их разрушение, в результате чего проницаемость пласта не уменьшается, а в отдельных случаях может возрастать. В рыхлых породах, слабосцементированных песчаниках возможно увеличение диаметра ствола скважины. Следует отхметить, что струя бурового раствора сообщает кинетическую энергию не только твердой частице. В буровом растворе каждая частица окружена адсорбционным и диффузным слоями, т.е. образуется мицелла, что придает стабильность раствору, так как диффузные слои обеспечивают состояние статического и динамического равновесия системы. Следовательно, струя передает кинетическую энергию и твердой частице, и адсорбционному и диффуз97 |
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). Из выражения (3.2) видно, что уровень кинетической энергии, передаваемой твердой частице струей бурового раствора, зависит от плотности частицы, диаметра твердой частицы в третьей степени и скорости движения во второй степени. Из (3.2) следует, что в одном и том же потоке бурового раствора более крупная твердая частица приобретает более высокий уровень кинетической энергии. Вероятно, это является одной из причин неоднозначности результатов применения струйной обработки стенок. В тех случаях, когда скелет породы не подвергается разрушению от воздействия крупной твердой частицы, происходит заполнение (закупоривание) пор и каналов, увеличивается герметичность пласта. Когда скелет породы разрушается от воздействия крупной твердой частицы, наряду с заполнением (закупориванием) пор и каналов происходит их разрушение, в результате чего проницаемость пласта не уменьшается, а в отдельных случаях может возрастать. В рыхлых породах, слабосцементированных песчаниках возможно увеличение диаметра ствола скважины. Следует отметить, что струя бурового раствора сообщает кинетическую энергию не только твердой частице. В буровом растворе каждая частица окружена адсорбционным и диффузным слоями, т.е. образуется мицелла, что придает стабильность раствору, так как диффузные слои обеспечивают состояние статического и динамического равновесия системы. Следовательно, струя передает кинетическую энергию и твердой частице, и адсорбционному и диффузному слоям. Учитывая небольшое расстояние от торца насадки до преграды (расстояние в мм, а скорость — десятки м/с), времени на активацию частицы на этом отрезке недостаточно. Поэтому ко входу в поры и каналы пористых сред подходят твердые частицы с адсорбционными и диффузными слоями. Если размеры пор и каналов превышают размеры твердых частиц, то в поры и каналы могут войти твердые частицы вместе с адсорбционными и диф68 |