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

ническая кольматация и закупорка пор на глубину от 50 до 100 мм в зависимости от расхода и режима фильтрации раствора в пласт. Если соотношение размеров песка и шлама более 12, то глубина проникновения частиц резко возрастает. Основным фактором, определяющим глубину проникновения шлама в пласт, в этом случае считается не геометрическое соотношение размеров, а скорость фильтрационного потока, уходящего в пласт и его несущая способность. А.Е. Смолдырев рекомендует для определения скорости фильтрационного потока v, способной транспортировать частицу шлама размером d, формулу

2 gd, (1.23)

где рт - плотность транспортируемой частицы; ц/ - коэффициент сопротивления обтеканию частицы шлама; g - ускорение свободного падения.

Выражая в уравнении (1.23) скорость фильтрации через расход и площадь живого сечения, получаем уравнение для определения глубины проникновения шлама размером d в пласт

Гш =-, . (1.24)

2 gd

Принимая во внимание типовые расходы поглощения и размеры шлама на основании анализа формулы (1.24), можно сделать вывод о том, что глубина проникновения шлама редко превышает 200-300 мм. При проникновении в пласт мелких фракций песка часть пор закупоривается и существенно снижается проницаемость. При проникновении в пласт мелких фракций его проницаемость может снижаться до значений меньших проницаемости мелких фракций. С.В. Комиссаров установил, что проницаемость разнозернистых смесей обычно соответствует проницаемости мелкой фракции, составляющей 10 % от общего ситового отсева. Поэтому при заполнении пор мелким шламом на 25-30 % проницаемость околоскважинной зоны будет близка к проницаемости шлама.

Результаты обобщения экспериментальных данных по характеру изменения естественной проницаемости пласта при проникновении в него шлама представлены в табл. 1.4. Коэффициенты фильтрации и проницаемости при частичном заполнении пор шламом уменьшаются преимущественно в 4-10 раз. Наиболее интенсивно проявляется механическая кольматация шламом плас-

Таблица 1.4

Фильтрационные параметры пласта при проникновении в него шлама

тов, сложенных средне-, мелко- и тонкозернистыми песками, пы-леватыми фракциями. Минимальное ухудшение фильтрационных параметров наблюдается в очень крупных песках и мелком гравии при размерах частиц от 1 до 4 мм.

Наиболее интенсивно заполняются шламом поры, непосредственно контактирующие со скважиной. По мере удаления от стенок скважины объем проникающего шлама резко снижается.

Характерно, что с увеличением неоднородности фракционного состава песков интенсивность механической кольматации пор уменьшается. Проникновению шлама препятствует наличие мелких и средних фракций, присутствующих в естественном составе пластового песка. Наиболее опасна механическая кольматация пластов, сложенных чередующимися относительно однородными пропластками различных фракций. В этом случае при бурении пропластков, содержащих мелкие и тонкие фракции песков, частицы, попадая в промывочную жидкость, будут кольматировать более проницаемые пропластки, которые сложены более крупными и однородными частицами. Таким образом, в неоднородных (в отношении фильтрационных свойств) по мощности пластах при вскрытии за счет механической кольматации шламом происходит их относительное выравнивание.

Данные табл. 1.3 и 1.4 показывают, что фильтрационные параметры при кольматации фильтратом глинистого раствора, глинистым шламом и мелкими фракциями песков снижаются. В начальный момент времени при вскрытии уменьшение коэффициента фильтрации в наиболее неблагоприятных условиях может достигать 0,016-0,25. Необходимо учитывать, что с течением времени значение фильтрационных параметров может ухудшаться до еще меньших значений.

При определении потерь напора в зоне кольматации целесообразно использовать обобщенный закон сопротивления движению потока [см. формулу (1.1)]. В отличие от случая определения потерь напора в пласте в зоне кольматации нельзя пренебрегать турбулизацией потока в околоскважинной зоне. Во-первых, вблизи скважины существенно снижается площадь фильтрации и соответственно увеличивается скорость фильтрации. Во-вторых, за счет кольматации пористость околоскважинной зоны также снижается, что приводит к росту скоростей фильтрации. Критический радиус скважины в реальных условиях либо соответствует, либо превышает радиус зоны существенной кольматации г1 (см. табл. 1.1). Поэтому движение потока в зоне кольматации носит плоскорадиальный характер. Интегрирование выражения (1.1) с учетом турбулизации потока в околоскважинной зоне и плоскорадиального направления потока позволяет по-