|
74 ^ ^ lH' ф 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 [109], частицы диаметром менее 2 мкм обеспечивают закупоривание пород проницаемостью, не превышающей 0,1 мкм^, частицы диаметром 10 мкм сцементированных пород проницаемостью 0,1-1,0 мкм^, а частицы диаметром 74 мкм песков проницаемостью до 10 мкм^. В сцементированных породах проницаемостью 0,1 — 1,0 мкм^ для предотвращения мгновенной фильтрации на глубину более 25мм концентрация сводообразующих частиц должна составлять примерно 2,8кг/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% [112]. Для высокопроницаемых образцов (1,5мкм ) 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 (0,02мкм ) роль зоны проникновения фильтрата возрастает до 35%, в то время как влияние зоны кольматации снижается до 5% [113]. Отмечено влияние типа дисперсной фазы на кольматацию. В общем виде это выражается в том, что частицы глины и барита, попадая в норовое пространство, образуют более прочные связи с материалом стенок пор, чем частицы конденсированной фазы, мела, целестина, сидерита. Образцы очищались от внесенной твердой фазы прокачиванием в противоположном направлении фильтрата суспензии или газа до стабилизации режима фильтрации. Лучше всего восстановление исходной проницаемости происходит в образцах, закольматированных буровыми растворами с неадгезионноактивной твердой фазой (мел, целестин, сидерит и др.). Для предотвращения глубокого проникновения твердой фазы растворов в проницаемые породы (51-10-15 м и более) рекомендуется использовать механические наполнители смеси вермикулита и мела фракции < 1-10'^ м (по 100 кг каждого на 1 м жидкости) или маршаллит фракции 0,5-10" 0,001-10 м (100 кг на 1м^ жидкости) [114]. Более удобным является применение маршаллита, так как его частицы, образующие корку, не связаны между собой, вследствие чего корка легко разрушается при незначительных депрессиях, в то время как мел образует внутрипоровую и внутритрещенную плотную корку, аналогичную |
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 268 пространство, образуют более прочные связи с материалом стенок пор, чем частицы конденсированной фазы, мела, целестина, сидерита. Образцы очищались от внесенной твердой фазы прокачиванием в противоположном направлении фильтрата суспензии или газа до стабилизации режима фильтрации. Лучше всего восстановление исходной проницаемости происходит в образцах, закольматированных буровыми растворами с неадгезионноактивной твердой фазой (мел, целестин, сидерит и др.). К факторам, усиливающим степень кольматации, относят увеличение репрессии на пласт. Согласно [291] увеличение АР от 0,5 до 2,5 МПа приводит к росту кольматации в среднем на 8-12%. При увеличении перепада давления более чем на 40 МПа степень кольматации от АР уже не зависит. Увеличение концентрации твердой фазы в растворе приводит к снижению степени кольматации. Зону снижения проницаемости пород на расстоянии до нескольких сантиметров от поверхности пласта в стволе скважины можно преодолеть путем перфорации [49]. Исследованиями установлено, что последствия загрязнения пласта будут минимальными, если глубина перфорационных каналов (обычно около 20 см) превысит ширину зоны загрязнения по меньшей мере на 50%. Следовательно ущерб от проникновения твердой фазы бурового раствора в пласт не будет существенным, если в растворе содержится необходимое количество свободообразующих частиц нужного размера, а в скважине осуществляется прострел (или расширяют открытый забой с помощью раздвижного расширителя) в присутствии одной из жидкостей для заканчивания скважин, содержащих разлагаемую твердую фазу. В случае применения полимерных (полимерсолевых) буровых растворов, не содержащих твердую фазу, также возможно образование зоны кольматации, причем глубина ее может быть значительной. Хотя полимерные реагенты и называются "водорастворимыми", в действительности ни один из известных полимеров не образует истинного раствора; частицы их по своему размеру относятся к коллоидной фракции, а длина молекул может превышать 0,1 мкм, что сравнимо с шириной гли |