|
73 кой вывод основан на результатах лабораторных анализов закольматированных кернов. Более значительное проникновение связывают с наличием в коллекторе открытых трещин, а также с упругим раскрытием микротрещин при больших давлениях. При лабораторных испытаниях проницаемость образцов на контакте глинистого раствора с долотом снижалась до 5-35 % от ее первоначального значения [92, 94]. Известны случаи, когда при использовании чистых глинистых растворов с минимальной водоотдачей проницаемость снижалась на 7095% . Установлено, что продуктивность скважин в результате внедрения твердых частиц может снизиться до 10% в зависимости от глубины их проникновения. В промысловой практике глубина проникновения твердых частиц промывочной жидкости может быть намного больше, так как в реальных условиях пласта имеет место первоначальная проницаемость или возможно появление микротрещин при вскрытии пласта в результате избыточного давления на забой. Влияние твердой фазы буровых растворов наиболее существенно проявляется для коллекторов, имеющих исходную проницаемость более 0,2 -^0,3 мкм^. В гранулярных коллекторах наиболее тонкие частицы дисперсной фазы проникают в первую очередь по наиболее крупным поровым каналам, частично закрывая их, чем уменьшают площадь сечения и превращают крупные каналы в средние и мелкие. Хотя пористость породы в зоне кольматации при этом уменьшается незначительно, проницаемость снижается весьма резко [111]. Наиболее тонкие частицы дисперсной фазы буровых растворов могут проникать в поры с радиусом более 1,6 мкм. Если диаметр пор породы в 3 раза больше диаметра твердой фазы бурового раствора, то последние создают на поверхности стенок фильтрационную корку и почти не проникают в пласт. Если же диаметр пор породы больше трех, но меньше десяти диаметров частиц твердой фазы, то последние проникают неглубоко в породу, закрывают поры и создают фильтрационную корку в самой породе. В этом случае толщина зоны кольматации не больше 2 см. Если диаметр пор превышает десять диаметров частиц, то они могут проникать в пласт на несколько десятков сантиметров и более. В трещиноватом коллекторе частицы твердой фазы бурового раствора могут перемещаться до нескольких десятков метров. Для создания эффективной основы фильтрационной корки буровой раствор должен содержать основные сводообразующие частицы, размер которых колеблется от несколько меньшего самых крупных пор в пласте до одной трети этого размера. В буровом растворе должны содержаться также частицы меньшего размера (вплоть до коллоидных) для закупоривания мелких пор в |
266 Многими исследователями зоны образования сводовой перемычки и проникновения твердой фазы при мгновенной фильтрации рассматриваются как единая зона, называемая зоной кольматации. Возникновение зоны кольматации является неизбежным, если в промывочной жидкости присутствуют твердые частицы и бурение осуществляется с давлением (репрессией) на пласт. Авторами [49] отмечается, что любой буровой раствор, при использовании которого пробурено несколько метров ствола, содержит около 3 кг/м^ частиц фракции 2-50 мкм; этого количества вполне достаточно для образования сводовых перемычек на поверхности сцементированных пород проницаемостью менее 1 мкм^. Формирование участка интенсивной кольматации быстро затухающий процесс, начальная скорость которого в зависимости от условий изменяется от 240-2 до 1.10-5 ^/Q^ Увеличение перепада давления ускоряет формирование участка интенсивной кольматации. За пределами участка интенсивной кольматации проникновение твердой фазы наблюдается вплоть до границы зоны проникновения, но существенного влияния на структуру норового пространства она не оказывает. Твердая фаза, взвешенная в отфильтровавшейся в породу жидкости, снижает в основном подвижность фильтрата. Обычно считается, что глубина зоны кольматации не превышает 1,5-2 см, а продолжительность процесса кольматации составляет десятки минут.Такой вывод основан на результатах лабораторных анализов закольматированных кернов. Более значительное проникновение связывают с наличием в коллекторе открытых трещин, а также с упругим раскрытием микротрещин при больших давлениях. При лабораторных испытаниях проницаемость образцов на контакте глинистого раствора с долотом снижалась до 5-35 % от ее первоначального значения [271,273]. Известны случаи, когда при использовании чистых глинистых растворов с минимальной водоотдачей проницаемость снижалась до 70-95 %, Установлено, что продуктивность скважин в результате внедрения твердых частиц может снизится до 10 % в зависимости от глубины их 267 проникновения. Для создания эффективной основы фильтрационной корки буровой раствор должен содержать основные сводообразующие частицы, размер которых колеблется от несколько меньшего самых крупных пор в пласте до одной трети этого размера. В буровом растворе должны содержаться также частицы меньшего размера (вплоть до коллоидных) для закупоривания мелких пор в пласте и в образовавшейся сводовой перемычке. Размер основных сводообразующих частиц лучше всего определять методом проб и ошибок в исследованиях на кернах из породы, которую предполагается вскрыть. Согласно рекомендаций [49], частицы диаметром менее 2 мкм обеспечивают закупоривание пород проницаемостью, не превышающей 0,1мкм2; частицы диаметром 10 мкм сцементированных пород проницаемостью 0,11,0 мкм^, а частицы диаметром 74 мкм песков проницаемостью до 10 мкм^. В сцементированых породах проницаемостью 0,1-1,0 мкм^ для предотвращения мгновенной фильтрации на глубину более 25 мм концентрация сводообразующих частиц должна составлять примерно 2,8 кг/м^. В несцементированных песках эта концентрация может достигать 14-28 кг/м^. Интенсивность уменьшения кольматации зависит от проницаемости пород и выше для высокопроницаемых пород. Так, в первые 3-5 мин, степень кольматации образца с К=0.2 мкм^ составляет 70 %, тогда как для образца с К=0.02 мкм^ за это время степень кольматации составляет всего 30% [291]. Для высокопроницаемых образцов (1,5 мкм^) на долю зоны кольматации приходится около 40 % общего снижения проницаемости после воздействия промывочной жидкости, в то время как на долю проникающего фильтрата всего 14 %. Для низкопроницаемых образцов (0,02 мкм^) роль зоны проникновения фильтрата возрастает до 35 %, в то время как влияние зоны кольматации снижается до 5 % [292]. Отмечено влияние типа дисперсной фазы на кольматацию. В общем виде это выражается в том, что частицы глины и барита, попадая в норовое |