|
78 позволили рассмотреть динамику непосредственного взаимодействия растворов с пористой средой коллектора [115]. Среди факторов, влияющих на снижение фильтрационных свойств образцов, авторами выделены первостепенные: химический состав фильтрата, качественный состав твердой фазы и характер насыщения исследуемого образца. В меньшей степени сказывалось влияние исходной проницаемости образцов, а в еще меньшей — перепада давления (при абсолютных значениях перепада более 1,2 МПа). Для растворов БСР-КМЦ характерна высокая начальная скорость фильтрации с последующим резким снижением скорости фильтрации во времени, что объясняется закупоривающей способностью продуктов реакции полимера с компонентами остаточной воды и поверхностью пористой среды. Несмотря на затухающий характер фильтрации, проникновение полимерного раствора в пласт составляет более 30 см, а проницаемость восстанавливается всего лишь на 11-20%. Авторами [106] изучены процессы статической фильтрации системы БСР-КМЦ через образцы песчаника проницаемостью 0,2-0,4 мкм^. Установлено, что данный тип раствора весьма чувствителен к репрессии, а глубина его внедрения в породу прямо зависит от Р. При малых репрессиях ( Р< 2,5 МПа) через песчаник отфильтровывается, в основном, раствор хлористого натрия, а при Р > 10 МПа на значительную глубину проникает собственную БСРКМЦ. При этом характерным является наличие начального периода (30 с) аномально высокой фильтрации, когда объем фильтрата многократно увеличивается с ростом Р. Способность раствора БСР-КМЦ кольматировать в первую очередь поры песчаника, по-видимому, связана с адсорбцией полимера на поверхности породы. Логично утверждать, что КМЦ преимущественно адсорбируется на гидрофильной поверхности. Толщина адсорбционного слоя жесткоцепных макромолекул КМЦ в растворителе (раствор хлорида натрия) примерно равна диаметру агрегатов макромолекул. По данным электронным микроскопии средние размеры агрегатов макромолекул полимера в исследуемых системах БСР-КМЦ составляют 1,6-4,2 мкм. Таким образом, вследствие адсорбции полимера в зоне проникновения БСР-КМЦ возможно исключение из фильтрационной системы газонасыщенного коллектора части поровой среды с порами диаметром dnop = 5-^12 мкм. Такой характер формирования зоны кольматации объясняет отсутствие поглощений при вскрытии песчаников и частичное снижение проницаемости призабойной зоны. Способами снижения отрицательного действия БСР-КМЦ на продуктивные пласты является модифицирование системы солестойкой твердой фазой (асбестом), а также ввод ингибирующих и гидрофобизирующих добавок. Фильтрация модифицированного асбестом раствора не зависит от перепада |
271 ПАА) свидетельствуют о резком падении концентрации полимеров на выходе из керна, что объясняется их интенсивной адсорбцией на поверхность канала (30-70 %) и является первопричиной снижения коллекторских свойств пласта [239,302]. Вероятность формирования зоны кольматации фильтрирующимися полимерными растворами авторами не рассматривалась, хотя согласно 237] значительное снижение содержания полимера в фильтрате могло быть обусловлено образованием неглубокого экрана, способного задерживать основную часть полимерных соединений. Помимо адсорбции, растворы полимера на границе с углеводородом проявляют поверхностно-активные свойства, что в некоторой степени ухудшает их проникновение в нефтесодержащие коллектора. Однако ярко выраженные гидрофилизируюш^ие свойства способствуют улучшению смачивания растворами полимеров поверхности норовых каналов коллектора, что затрудняет вытеснение фильтрата раствора при освоении скважины [239]. Отмечается также снижение отступающего угла смачивания по мере роста концентрации полимера, что свидетельствует о необходимости приложения в таких условиях дополнительных усилий для вытеснения фильтрата. В меньшей степени это проявляется в системах на основе ПАА, а наиболее сильно в растворах на основе метаса. Исследования процессов фильтрации системы "раствор К а С Н К М Ц " в динамических условиях, при которых проникновение раствора через образцы керна не сопровождалось образованием фильтрационной корки на поверхности, позволили рассмотреть динамику непосредственного взаимодействия растворов с пористой средой коллектора [294]. Среди факторов, влияющих на снижение фильтрационных свойств образцов, авторами выделены первостепенные: химический состав фильтрата, качественный состав твердой фазы и характер насыщения исследуемого образца. В меньшей степени сказывалось влияние исходной проницаемости образцов, а в еще меньшей перепада давления (при абсолютных значениях перепада более 1,2 МПа). Для растворов БСР-КМЦ характерна высокая начальная ско 272 рость фильтрации с последующим резким снижением скорости фильтрации во времени, что объясняется закупоривающей способностью продуктов реакции полимера с компонентами остаточной воды и поверхностью пористой среды. Несмотря на затухающий характер фильтрации, проникновение полимерного раствора в пласт составляет более 30 см, а проницаемость восстанавливается всего лишь на 11-20 %. Авторами [285] изучены процессы статической фильтрации системы БСР-КМЦ через образцы песчаника проницаемостью 0,2-0,4 мкм^. Установлено, что данный тип раствора весьма чувствителен к репрессии, а глубина его внедрения в породу прямо зависит от АР. При малых репрессиях (АР<2.5 МПа) через песчаник отфильтровывается, в основном, раствор хлористого натрия, а при АР>10 МПа на значительную глубину проникает собственно БСР-КМЦ. При этом характерным является наличие начального периода (30 с) аномально высокой фильтрации, когда объем фильтрата многократно увеличивается с ростом АР. Способность раствора БСР-КМЦ кольматировать в первую очередь поры песчаника, по-видимому, связана с адсорбцией полимера на поверхности породы. Логично утверждать, что КМЦ преимущественно адсорбируется на гидрофильной поверхности. Толщина адсорбционного слоя жесткоцепных макромолекул КМЦ в растворителе (раствор хлорида натрия) примерно равна диаметру агрегатов макромолекул. По данным электронной микроскопии средние размеры агрегатов макромолекул полимера в исследуемых системах БСР-КМЦ составляют 1,6-4,2 мкм. Таким образом, вследствие адсорбции полимера в зоне проникновения БСР-КМЦ возможно исключение из фильтрационной системы газонасыщенного коллектора части норовой среды с порами диаметром дпор=5 ч 12 мкм. Такой характер формирования зоны кольматации объясняет отсутствие поглощений при вскрытии песчаников и частичное снижение проницаемости призабойной зоны. Способами снижения отрицательного действия БСР-КМЦ на продуктивные пласты является модифицирование системы солестойкой твердой 273 фазой (асбестом), а также ввод ингибирующих и гидрофобизирующих добавок. Фильтрация модифицированного асбестом раствора не зависит от перепада давления, а фильтрат практически не содержит полимера (не более 0,1 % при Ар=15 МПа). По сравнению с исходным раствором БСР-КМЦ объем проникшего в породу фильтрата модифицированного раствора при высоких перепадах давления уменьшается в 6-10 раз и более. В табл. 4.5 показано влияние времени и перепада давления фильтрации асбестополимерного раствора на объем и глубину внедрения фильтрата (начальная проницаемость 0,37 мкм^). Таблица 4.5 Перепад давления. Время фильОбъем фильРасчетная глубина внедтрата, см^ рения фильтрата, см трации, с МПа 4 3 2 1 1.5 30 6.0 2.5 2.25 9.0 3600 2.5 1.65 30 6.6 7.5 2.25 9.0 3600 7.5 2.05 30 8.2 15.0 3.5 3600 14.0 15.0 Анализ данных табл. 4.5 показывает, что повышение перепада давления фильтрации до 15 МПа, после формирования зоны кольматации пород при АР=2,5 МПа, не увеличивает интенсивность выделения фильтрата. Поэтому многократное создание репрессий на пласт (при спуско-подъемных операциях, переходе на более плотные системы раствора и других технологических мероприятиях) не изменяет глубины проникновения фильтрата . Учитывая способность полимеров в определенных условиях формировать неглубокую (снимаемую перфорацией), слабопроницаемую зону кольматации, некоторыми исследователями предложено в качестве мероприятия, направленного на сохранение естественных коллекторских свойств продуктивных пластов, применять водополимерные (полимерсолевые) системы для целенаправленной кольматации (управляемой кольматации) коллекторов в процессе бурения. Известно, что зная параметры пор пласта можно управлять свойства |