|
86 статическая фильтрация, когда циркуляция раствора скважине прекращается. На забое скважины за счет воздействия высокоэррозионных струй бурового раствора, а также вследствие обнажения новых поверхностей породы при каждом ударе зуба долота образуется очень тонкая фильтрационная корка. Ранее считалось, что самое значительное проникновение фильтрата происходит ниже долота, однако ряд последующих исследований показал, что фильтрацию в породы под долотом существенно ограничивает образующаяся внутренняя глинистая корка. Даже в том случае, когда в качестве бурового раствора используется вода, фильтрация весьма ограничена (хотя и в меньшей степени), так как поры кольматируются частицами выбуренной породы [122], По мнению большинства исследователей наибольшую величину имеет при прочих равных условиях динамическая фильтрация [109, 114, 121, 123]. В работе [109] приводятся результаты оценки объема фильтрата, проникающего на различных этапах бурения и заканчивания гипотетической скважины в пласт, вскрываемый на глубине 2100 м, при проектной ее глубине 2250 м. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что около 95% фильтрата поступает в пласт при динамических условиях фильтрации ( во время бурения) и только 5 %при статических условиях ( во время спуско-подъёмных операций и заканчивания скважины). В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным действием потока бурового раствора. В момент вскрытия пласта скорость фильтрации высока и фильтрационная корка растет быстро. Однако со временем ее рост замедляется. После того как скорость роста корки становится равной скорости ее эрозии, толщина корки остается постоянной. Следовательно, во время динамической фильтрации существует период динамического неравновесия, наблюдаемый в течение первых 6^15 час. и характеризуемый размывом фильтрационной корки, а также период равновесия, для которого характерно установление постоянной скорости фильтрации. Предложено [124] скорость фильтрации первого периода рассчитывать по уравнению: q = C4f''+jCs, (2.3) где С4константа фильтрации в условиях динамического неравновесия; j скорость сдвига; Cs коэффициент влияния скорости сдвига в период неравновесия; t время фильтрации. Скорость фильтрации при динамическом равновесии рассчитывают по уравнению: 4' 'f |
281 выми давлениями отрицательное воздействие бурового раствора может быть снижено путем создания значительных депрессий на пласт, когда в системе "пласт-скважина" могут быть обеспечены большие перепады давления, то ущерб нанесенный породам призабойной зоны с низкими пластовыми давлениями устраняется с большими трудностями. Трудности возникают и при испытании пластов с низкой проницаемостью, когда даже значительные перепады давления между пластом и скважиной не позволяют получить притока жидкости (газа) из призабойной зоны. На зависимость проникновения фильтрата в коллектора от физикохимических свойств буровых растворов и, в первую очередь, от водоотдачи (фильтрации), указывают многие авторы . Исследования процесса проникновения фильтрата в пласты позволяет выделить три вида фильтрации, возникающей при бурении скважины: проникновение бурового раствора в породы пласта, расположенные под долотом, то есть фильтрация, опережающая процесс углубления забоя; динамическая фильтрация, которая осуществляется через проницаемые породы стенок скважины при циркуляции бурового раствора; статическая фильтрация, когда циркуляция раствора в скважине прекращается. На забое скважины за счет воздействия высокоэррозионных струй бурового раствора, а также вследствие обнажения новых поверхностей породы при каждом ударе зуба долота образуется очень тонкая фильтрационная корка. Ранее считалось, что самое значительное проникновение фильтрата происходит ниже долота, однако ряд последующих исследований показал, что фильтрацию в породы под долотом существенно ограничивает образующаяся внутренняя глинистая корка. Даже в том случае, когда в качестве бурового раствора используется вода, фильтрация весьма ограничена (хотя и в меньшей степени), так как поры кольматируются частицами выбуренной породы [20]. По мнению большинства исследователей наибольшую величину имеет при прочих равных условиях динамическая фильтрация [41,49,293,298 . 282 В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным действием потока бурового раствора. В момент вскрытия пласта скорость фильтрации высока и фильтрационная корка растет быстро. Однако со временем ее рост замедляется. После того как скорость роста корки становится равной скорости ее эрозии, толщина корки остается постоянной. Следовательно, во время динамической фильтрации существует период динамического неравновесия, наблюдаемый в течение первых 6-15 час и характеризуемый размывом фильтрационной корки, а также период равновесия, для которого характерно установление постоянной скорости фильтрации. Предложено [298] скорость фильтрации первого периода рассчитывать по уравнению: Я=С4-Н-5+]С5 (4.3) где С 4 константа фильтрации в условиях динамического неравновесия, ] скорость сдвига; Сз коэффициент влияния скорости сдвига в период неравновесия; 1 время фильтрации. Скорость фильтрации при динамическом равновесии рассчитывают по уравнению: q=C6•teq-0'5+j.C7 (4.4) где Сб константа фильтрации в период динамического равновесия; С? коэффициент влияния скорости сдвига в период равновесия; teq Время достижения динамического равновесия. Коэффициенты Сз и С? указывают на механическую устойчивость фильтрационной корки. Увеличение скорости циркуляции и турбулентный режим способствуют разрыву фильтрационной корки, что в свою очередь вызывает рост скорости фильтрации. Обычно динамическая скорость фильтрации на 25-100 % больше статистической. |