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

Таблица 1.2

Глубина проникновения фильтрата в пласт при репрессии 0,01 МПа

Решая уравнения (1.14) и (1.5), получаем

Г1 = Г22 +

In4 - 0,5772

(1.16)

Уравнение (1.16) справедливо только в том случае, когда на стенках скважины не образуется корки. В реальных условиях при вскрытии пласта вращающаяся колонна бурильных труб постоянно контактирует с породой и нарушает образовавшуюся корку, что не позволяет процессу поглощения стабилизироваться. При использовании маловязких естественных растворов образование корки - процесс длительный, несоизмеримый со временем вскрытия пласта. В этой связи используя выражение (1.16) для наиболее опасного случая кольматации, можно получить точное описание процесса проникновения фильтрата в пласт.

При вязкости раствора, приближающейся к вязкости воды, глубина проникновения не ограничена и зависит от времени контакта раствора с пластом (рис. 1.6). Многие исследователи [6, 13, 19] отмечают, что глубина проникновения фильтрата раствора - величина конечная и находится в пределах 50-300 мм. Это объясняется необратимыми процессами, происходящими в пласте при проникновении в поры глинистых частиц.

Объем глинистых частиц в воде увеличивается более чем на порядок в течение времени. Шлам глинистых пород, образованный при бурении под отстойник, разбуривании глинистых про-пластков, кровли, попадает вместе с раствором в пласт, где частицы глины откладываются в порах, а фильтрат проникает вглубь. С течением времени глинистые частицы набухают, естественная пористость пласта уменьшается, увеличивается сопротивление фильтрационному потоку и расход поглощения снижается.

Таким образом, в околоскважинной зоне образуется малопроницаемый экран, мощность которого зависит от глубины про-

Рис. 1.6. Зависимость условной вязкости раствора от глубины проникновения фильтрата в песок разного

фракционного состава: 1 - тонкозернистый; 2 -мелкозернистый; 3 - сред-незернистый

никновения глинистых частиц. Эксперименты показали, что при фильтрации естественных растворов, обогащенных глинистым шламом, пески различного состава при определенной толщине обладают способностью задерживать глинистые частицы размером, опасным для необратимого заполнения порового пространства. Данные относительно глубины проникновения глинистых частиц в пески различного состава приведены ниже.

Тип песков............... Пыле- Тонкозер- Мелко- Средне- Крупно- Гра-

ватые нистые зернистые зернистые зернистые вий

Глубина проникновения глинистых частиц, мм...... <50 50-100 100-250 250-350 350-1200 >1200

Обычно глубину проникновения глинистых частиц отождествляют с глубиной проникновения фильтрата раствора, но это неверно. Глубина проникновения фильтрата существенно выше, однако оценить ее величину сложно из-за ограниченного объема моделей. Проникновение в пласт фильтрата, очищенного от глинистых и других видов примесей, не окажет существенного отрицательного влияния на фильтрационные свойства пласта.

В непосредственной близости от стенок скважины откладываются наиболее крупные частицы глинистого шлама, размер которых по мере удаления к пласту уменьшается. С заполнением околоскважинной зоны глинистыми частицами снижается пористость и проницаемость пород поглощения раствора замедляется.

Наиболее интенсивно набухают глинистые частицы в течение первых 30-50 мин с момента их разбуривания. В это время объем набухания увеличивается более чем в 2 раза. Динамика набухания глинистых частиц по данным Г.П. Квашнина иллюстрируется данными, приведенными ниже. 30

Тип бентонитовых глин Са-бентонит Na-бентонит Естественный

бентонит

Время предельного набухания, ч.......................................... 24 42 120

Предельное набухание, % 124 840 252

Естественная пористость пласта в зоне проникновения глинистого шлама может уменьшиться в сотни раз в зависимости от степени заполнения пор кольматантом. Для количественного определения характера снижения проницаемости необходимо знать объем глинистых частиц, поступающих в пласт.

При вскрытии пласта с промывкой чистой водой в пласт могут проникать частицы глины, образованные при разбуривании глинистых пород и наработке естественного раствора. Объем разбуренной глинистой породы, поступающей в раствор,

W = пг22 тт,, (1.17)

где n - число глинистых пропластков; mi - мощность i-го про-пластка.

В случае, когда для вскрытия пласта невозможно применить чистую воду и скважину промывают раствором с начальной вязкостью, объем глинистых частиц.

W = Wp

1 -Pi

(1.18)

где Wp , - объем промывочной жидкости, выходящей на поверхность в пласт в процессе вскрытия; рр - плотность раствора, выходящего на поверхность; рв - плотность воды; рг - плотность глин.

В процессе вскрытия пласта важно знать объем поглощаемой промывочной жидкости, который легко определяется разницей объемов нагнетаемого в скважину и выходящего из сливной магистрали раствора. В этом случае объем глинистых частиц

W = (W0 - wp)(1 -рр/Рв), (1.19)

(1 -рг/рв)

где W0 - расход промывочной жидкости.

В типовых разрезах поглощение промывочной жидкости W0 -Wp составляет 0,15-0,4 м3 на 1 м вскрытого пласта.

Естественная пористость пласта, сложенного песками типового состава, изменяется от 30 до 40 %. В этой связи общий объем пор в околоскважинной зоне до заполнения глинистыми частицами