|
131 пород представляется нам следующим. На частицу, находящуюся на стенках трубы или скважины, в кольцевом сечении скважины в условиях стационарного потока действуют сила тяжести, направленная вниз, подъемная сила, создаваемая потоком промывочной жидкости и направленная вверх, адгезионные силы, г удерживающие частицу на стенке и силы, возникающие из-за разности скоростей течения по сечению канала. При работе генератора гидравлических импульсов в потоке периодически создаются гидравлические удары. В результате этого профиль скоростей потока изменяется и изменяется соотношение сил, действующих на фильтрационную корку. При этом в зависимости от соотношения сил действующих на корку происходит удаление рыхлой части корки или уплотнение частиц, находящихся в порах пласта. Рассмотренная схема удаления частиц со стенок труб и скважины справедлива для ламинарного потока. В турбулентном потоке эффекты очистки стенок скважины будут усиливаться. / Приведенные в работе [145] данные показывают, что в пульсирующем потоке турбулизация наступает при меньших значениях числа Рейнольдса R и меньших скоростях потока. Особенно ярко этот эффект проявляется на структуированных жидкостях типа глинистых и тампонажных растворов. Авторы [145] объясняют возникновение ранней турбулентности тем, что под действием гидравлических ударов изменяется профиль скоростей потока и происходит его возмущение, турбулизирующее поток. Однако пульсирующий поток промывочной жидкости может оказывать влияние не только на наружную часть фильтрационной корки, удаляя ее. Основная роль вибраций заключается в повышении качества цементирования за •** счет кольматации проницаемого пласта (уплотнения «внутренней» корки), призванной предотвратить фильтрацию жидкой фазы растворов в пласт. При гидравлическом ударе в скважине резко возрастает давление на 1,05,0 МПа. Это давление, распространяясь по порам, уплотняет проникшие в них глинистые частицы. По данным [146] для уплотнения глинистой корки необхо |
60 и позволяющих полностью размывать фильтрационную корку и снимать ее со стенок скважины при одновременной кольматации проницаемых пластов. Механизм удаления фильтрационной корки и кольматация проницаемых пород представляется нам следующим. На частицу, находящуюся на стенках трубы или скважины, в кольцевом сечении скважины в условиях стационарного потока действуют сила тяжести, направленная вниз, подъемная сила, создаваемая потоком промывочной жидкости и направленная вверх, адгезионные силы, удерживающие частицу на стенке и силы, возникающие из-за разности скоростей течения по сечению канала. При работе генератора гидравлических импульсов в потоке периодически создаются гидравлические удары. В результате этого профиль скоростей потока изменяется и изменяется соотношение сил, действующих на фильтрационную корку. При этом в зависимости от соотношения сил действующих на корку происходит удаление рыхлой части корки или уплотнение частиц, находящихся в порах пласта. Рассмотренная схема удаления частиц со стенок труб и скважины справедлива для ламинарного потока. В турбулентном потоке эффекты очистки стенок скважины будут усиливаться. Приведенные в работе /102/ данные показывают, что в пульсирующем потоке турбулизация наступает при меньших значениях числа Рейнольдса К* и меньших скоростях потока. Особенно ярко этот эффект проявляется на структуированных жидкостях типа глинистых и тампонажных растворов. Авторы /102/ объясняют возникновение ранней турбулентности тем, что под действием гидравлических ударов изменяется профиль скоростей потока и происходит его возмущение, турбулизирующее поток. Однако пульсирующий поток промывочной жидкости может оказывать влияние не только на наружную часть фильтрационной корки, удаляя ее. Основная роль вибраций заключается в повышении качества цементирования за 61 счет кольматации проницаемого пласта (уплотнения «внутренней» корки), призванной предотвратить фильтрацию жидкой фазы растворов в пласт. При гидравлическом ударе в скважине резко возрастает давление на 1,05,0 МПа. Это давление, распространяясь по порам, уплотняет проникшие в них глинистые частицы. По данным /110/ для уплотнения глинистой корки необходимо давление 1,0-1,5 МПа, а поскольку во время вибровоздействия создаются перепады давления, превышающие эти значения, то вполне допустим факт уплотнения кольматационного слоя в пласте. Характеристикой степени уплотненности кольматационного экрана может служить фильтрация жидкости через пористую перегородку (пласт). На рис. 3.5 приведены кривые изменения скорости водоотдачи утяжеленного глинистого раствора в пульсирующем потоке через глинистую корку, предварительно намытую в течении 30 мин при перепаде давления 0,5 М П а и скорости потока 1,6 м/сек. Проницаемость фильтров с глинистой коркой изменялась от 0,1 до 2,1 мдарси. Из графиков видно, что кривые 2, 4, 6, 7, 8 имеют идентичный характер несмотря на то, что керны с коркой имели различную проницаемость и подвергались вибровоздействию с различной частотой и аплитудой. Однако они отличаются от кривых 1, 3, 5, где глинистая корка не подвергалась виброобработке. Например, при увеличении скорости потока с 1,6 до 2,5 м/сек при перепаде давления 0,5 М П а скорость выделения фильтрата в течении 10-15 мин возросла с МО" см /см • мин до 1,8 -10' см /см • мин, после чего наступило динамиче2 3 2 ское равновесие и скорость фильтрации, равная 1,8-10" см /см • мин, сохранялась постоянной (кривая 5). В то же время при наличии вибровоздействия с частотой 45 гц и амплитудой импульсов 0,45 МПа, неизменных скоростях потока и перепаде давления (1,6 м/сек и 0,5 МПа) скорость выделения фильтрата в течение первых 2-3 мин 2 3 2 2 3 2 возросла более, чем вдвое (с 1,0-10" см /см • мин до 2,2-10' см /см мин), п о |