Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

чем выше показатели структурно-механических свойств бурового раствора, заполняющего эти каналы, тем большие перепады давления требуются для выдавливания раствора. С течением времени прочность структуры раствора нарастает, и для выдавливания раствора перепад давления необходимо увеличивать.

Следовательно, начавшийся уход раствора в мелкотрещиноватые или крупнозернистые гранулярные пласты можно остановить, закачав большое количество бурового раствора с высокими значениями напряжения сдвига и выдержав его в пласте в статическом состоянии в течение нескольких часов.

Основой для способа активного воздействия на характер течения жидкости в призабойной зоне поглощающего пласта может служить явление фазовой проницаемости в пористой

среде.

Сущность явления фазовой проницаемости состоит в увеличении сопротивления движению подвижной фазы в пористой среде, заполненной многокомпонентной смесью. При движении жидкости в пористой среде на значение проницаемости (для движущейся жидкости) влияет присутствие других жидкостей в поровом пространстве пласта, даже если они остаются неподвижными. Если в поглощающем пласте присутствует несколько жидких или газообразных фаз, термин "проницаемость" должен быть связан с какой-либо отдельной фазой.

На рис. 2.17 показано изменение относительной, или фазовой, проницаемости для воды и нефти в песчаном коллекторе в зависимости от фазового состава водонефтяной смеси в породе.

В случае течения жидкости или газа в тройной системе типа нефть - вода - газ, заполняющей пористую среду, кривые фазовой проницаемости нефти имеют характер, отраженный на рис. 2.18.

При определенном процентном соотношении фаз в породе можно добиться практически полной непроницаемости при движении одной из жидкостей, заполняющих пласт (см. рис. 2.17, 2.18). Так, для водонефтяных смесей в пласте при водонасыщенности до 0,3 порового пространства кривые фазовой проницаемости для воды сливаются с осью абсцисс. Для тройных смесей типа вода - нефть - газ, насыщающих поглощающий пласт в призабойной зоне, при 40 % воды, 30 % нефти и 30 % газа проницаемость для воды составляет примерно 3 % от исходной.

Таким образом, модель, характеризующая движение жид-

Рис. 2.17. Графики изменения отно- Рис. 2.18. Кривые фазовой проницае-

сительной или фазовой проницае- мости в тройной системе типа нефть -

мости ks для воды (1) и нефти (2) в вода - газ песчаном коллекторе в зависимости от фазового состава водонефтя-ной смеси в породе

кости через пористые породы, заполненные многокомпонентными смесями, позволяет оценить способ активного воздействия на призабойную зону поглощающего пласта, заключающийся в изменении характера фильтрации бурового раствора в поглощающем пласте. Практическая реализация такого способа ограничена и зависит от характеристики поглощающих пластов. Способ изоляции поглощающих пластов, состоящий в создании зоны насыщения с малой фазовой проницаемостью, может оказаться особенно ценным при поглощениях в продуктивных горизонтах. В этом случае правильный подбор смеси для насыщения позволит сохранить фазовую проницаемость для нефти и газа, т.е. не ухудшать коллекторских свойств пласта.

2.5. КОЛЬМАТАЦИЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ПОРОД

Кольматация - это заполнение пор и каналов пород, проходимых скважиной, глинистыми и иными твердыми частицами или затвердевающими частицами жидкости. Она может быть механической и химической. В первом случае она происходит при заполнении пор и каналов под дей-

ствием сил гравитации, трения и центробежных. Во втором -когда заполнение пор и каналов твердыми частицами сопровождается химическими реакциями с породами, или идет процесс закупорки пор образованием твердого вещества из жидкого. Механическая кольматация может сопровождаться химической.

В каналы могут входить частицы, размер которых меньше 1/3 условного диаметра канала; они являются основными кольматантами при естественной кольматации (под действием гидростатического давления); частицы, размер которых меньше 0,1 условного диаметра канала, свободно проходят по каналу.

В последние годы сформировалось мнение, что под коль-матацией следует понимать не "загрязнение" пласта, а целенаправленное действие ввода твердых частиц (или формирования их) в поры и каналы пласта с целью программируемой закупорки пор и каналов.

М.Р. Мавлютов с сотрудниками считают кольматацию результатом совместного действия процессов механического, струйного, вибрационного и др. В большинстве случаев коль-матация является "естественным" (без нашего направленного влияния) процессом, иногда нежелательным, поэтому требующим тщательного изучения управления им.

Если кольматация продуктивного пласта в период его освоения нежелательна, то кольматация проходимых непродуктивных пород целесообразна, а в некоторых случаях, бесспорно, необходимо заполнение пор и каналов твердыми частицами бурового раствора в пристенной зоне скважины; это снижает интенсивность фильтрации жидкости в пласт и создает сопротивление движению жидкости из пласта, т.е. формируется экран на пути движения жидкости в пласт или из пласта. С течением времени экран упрочняется и несколько утолщается (под действием гидростатического давления). Упрочнению (иногда разрушению) экрана могут способствовать физико-химические процессы на контакте породы с частицами или между частицами. Эти процессы, плюс уплотнение частиц, находящихся в порах и каналах пласта, за счет поступления новых в результате приложения сил (кроме создаваемых гидростатическим давлением), способствуют формированию низкопроницаемого экрана. Чем крупнее частицы вводятся в поры пласта без их разрушения (механическая кольматация), тем прочнее экран.

Одним из эффективных способов реализации механической кольматации пористых пород является втирание твердых