|
80 ^ W id <^ ' мкм (с максимальным размером пор до 35 мкм) необходимо иметь набор частиц дисперсной фазы до 12 мкм с широким фракционным составом. Поскольку зона кольматации представляет собой часть гидроизолирующего экрана во взаимосвязанной системе «скважина-пласт» (помимо фильтрационной корки), ее проницаемостью во многом определяется объем отфильтровавшейся в пласт дисперсионной среды, снижение степени закупоривания низкопроницаемых песчаников является одной из причин глубокого проникновения в них фильтратов буровых растворов. Результаты многочисленных исследований показывают, что для низкопроницаемых коллекторов определяющим фактором снижения их фильтрационных свойств является физико-химическое воздействие фильтрата бурового раствора как с поверхностью поровых каналов, так и с насыщающими пласт флюидами. Итогом такого взаимодействия является набухание глинистого материала, образование стойких эмульсий, адсорбционно-гидратных слоев и нерастворимых осадков. Многие исследователи одной из основных причин снижения проницаемости продуктивных пластов считают набухание глинистых фракций, входящих в состав многих пород коллекторов. При рассмотрении роли процесса набухания в изменении коллекторских свойств пород отмечается, что если их глинистость составляет 2-3%, то проницаемость будет на 30-40% ниже по сравнению с кернами, не содержащими глинистого материала. Увеличение же содержания глиноматериала свыше 6-8% может привести к полной потери проницаемости породы по нефти [117]. При этом монтмориллонитовые глины наиболее интенсивно снижают проницаемость коллектора при контакте с щелочными фильтратами буровых растворов. Отмечается, что проницаемость по воздуху сухого керна, содержащего монтмориллонит, составила 0,06 мкм^, а по воде для керна из того же пласта всего 0,002 мкм [92]. В опытах с использованием других пластовых вод проницаемость снижалась по мере уменьшения минерализации воды, а в опыте с дистиллированной водой проницаемость составила только 2 нм^. Результаты этих экспериментов позволяют предположить, что снижение проницаемости в данном случае вызывается набуханием и диспергированием монтмориллонита, а также последующим блокированием пор в результате миграции частиц монтмориллонита. Вместе с тем, при прокачивании через песчаную набивку дистиллированной воды отмечено полное закупоривание набивки, если объемная доля монтмориллонита в ней составляла 10%; однако при снижении доли монтмориллонита до5% проницаемость набивки возрастала и у входного торца зафиксирован вынос глинистых частиц водой. Данный эффект объясняется тем, что |
274 ми получаемого кольматационного экрана, варьируя фракционным составом дисперсной фазы раствора путем изменения вида реагента или его качества [31]. Микроскопические исследования фракционного состава дисперсной фазы полимерсолевых растворов, норового пространства продуктивных песчаников и опыты на УИПК по фильтрации этих растворов через песчаники показали, что для эффективной кольматации песчаников с проницаемостью 0,1-1 мкм^ (с максимальным размером пор до 35 мкм) необходимо иметь набор частиц дисперсной фазы до 12 мкм с широким фракционным составом. Поскольку зона кольматации представляет собой часть гидроизолирующего экрана во взаимосвязанной системе "скважина-пласт" (помимо фильтрационной корки), ее проницаемостью во многом определяется объем отфильтровавшейся в пласт дисперсионной среды, снижение степени закупоривания низкопроницаемых песчаников является одной из причин глубокого проникновения в них фильтратов буровых растворов. Результаты многочисленных исследований показывают, что для низкопроницаемых коллекторов определяющим фактором снижения их фильтрационных свойств является физико-химическое воздействие фильтрата бурового раствора как с поверхностью норовых каналов, так и с насыщающими пласт флюидами. Итогом такого взаимодействия является набухание глинистого материала, образование стойких эмульсий, адсорбционно-гидратных слоев и нерастворимых осадков. Многие исследователи одной из основных причин снижения проницаемости продуктивных пластов считают набухание глинистых фракций, входящих в состав многих пород-коллекторов, прежде всего, в составе цементирующего материала. При рассмотрении роли процесса набухания в изменении коллекторских свойств пород отмечается, что если их глинистость составляет 2-3 %, то проницаемость будет на 30-40 % ниже по сравнению с кернами, не содержащими глинистого материала. Увеличение же содержания глиноматериала свыше 68 % может привести к полной потере проницаемости поро 275 ды по нефти [19]. При этом монтмориллонитовые глины наиболее интенсивно снижают проницаемость коллектора при контакте с щелочными фильтратами буровых растворов. Отмечается, что проницаемость по воздуху сухого керна, содержащего монтмориллонит, составила 0,06 мкм^, а по воде для керна из того же пласта всего 0,002 мкм^ [271]. В опытах с использованием других пластовых вод проницаемость снижалась по мере уменьшения минерализации воды, а в опыте с дистилированной водой проницаемость составила только 2 нм^. Результаты этих экспериментов позволяют предположить, что снижение проницаемости в данном случае вызывается набуханием и диспергированием монтлориллонита, а также последующим блокированием пор в результате миграции частиц монтмориллонита. Вместе с тем, при прокачивании через песчаную набивку дистиллированной воды отмечено полное закупоривание набивки, если объемная доля монтмориллонита в ней составляла 10 %; однако при снижении доли монтмориллонита до 5 % проницаемость набивки возрастала и у выходного торца зафиксирован вынос глинистых частиц водой. Данный эффект объясняется тем, что при минерализации раствора менее 1 г/л происходит не только диспергирование, но и пептизация глинистых частиц, которые становятся более подвижными, чем при флокуляции и диспергировании. Механизм глинистого блокирования аналогичен образованию внешних фильтрационных корок бурового раствора, но в данном случае в местах сужения пор образуются многочисленные внутренние фильтрационные микрокорки (перегородки). При наличии в составе песчаников менее активного глинистого материала снижение их проницаемости менее значительно, а при воздействии минерализованных фильтратов буровых растворов это снижение имеет еще более низкую интенсивность. По мнению многих исследователей минерализованные фильтраты, по сравнению с пресной водой, более благоприятны для предотвращения ухудшения коллекторских свойств пласта. Так, вода до 50% и более снижает проницаемость песчаных коллекторов с глинистым цементом, и незначи |