Cтраница 2
Проникновение фильтрата бурового раствора в поровое пространство вызывает: набухание глинистых частиц в коллекторе, образование стойких эмульсий, закупоривание пор твердыми частицами, проникающими в пласт вместе с фильтратами, образование нерастворимых осадков при взаимодействии фильтрата и пластовых жидкостей, проникновение твердой фазы с внутрипоровой глинизацией, образование газовой преграды и блокирующее действие воды. Буровой раствор может проникнуть в пласт в результате самопроизвольного гидроразрыва, наличия естественной трещиноватости и дренажных каналов. [16]
Химические реагенты так же, как щелочные гумматы, лигно-еульфонаты, относящиеся к слабоактивным гидрофильным поверхностно-активным веществам, хотя и позволяют получать растворы с низкими значениями водоотдачи, статического напряжения сдвига и вязкости, однако не исключают взаимодействия фильтрата с набухающими глинистыми частицами коллектора. [17]
Материалы, полученные в терригенных разрезах Западно-Сибирского нефтегазового бассейна, отражают как типичные изменения свойств коллекторов, обусловленные воздействием фильтрата бурового раствора, так и мало используемые в практике признаки формирования окаймляющей зоны. Взаимодействие пресного фильтрата с соленой пластовой водой и подвижной нефтью проявляется на диаграммах ВИКИЗ признаками, которые легко распознать, а также сделать важные выводы о характере насыщения. Многочисленные измерения подтверждают наличие окаймляющей зоны в продуктивных коллекторах, включая их переходные зоны. [18]
Прежде всего изменяется физико-химический состав флюида в поровом пространстве. При взаимодействии фильтрата промывочноу жидкости с поррдой могут произойти различные физик хймйческие процессы: набухание глинистых частиц, реакции окисления и вое. [19]
За счет перепада между пластовым и забойным давлениями в продуктивный пласт может проникать глинистый раствор или фильтрат и снижать проницаемость в призабойной зоне пласта. При взаимодействии фильтрата глинистого раствора с пластовыми водами или нефтью возможно выпадение нерастворимых осадков в порах и трещинах пласта, а также образование стойких водонефтяных эмульсий. С учетом этого глинистые растворы, на которых вскрывают продуктивные пласты, должны иметь низкую водоотдачу, не вызывать набухания глинистого материала пород продуктивного пласта и не создавать осадков вследствие взаимодействия их с пластовыми жидкостями. При вскрытии высокопроницаемых пластов, имеющих низкие пластовые давления, происходит поглощение глинистого раствора. [20]
При проникновении фильтрата бурового раствора в поро-вое пространство может происходить снижение проницаемости пласта из-за образования гидратных пристенных слоев жидкости на поверхностях пор или разбухания глинистого материала, содержащегося в породе. При взаимодействии фильтрата бурового раствора с пластовыми водами или нефтью возможно выпадение нерастворимых осадков в порах пласта, а также образование стойких водонефтяных эмульсий. Поэтому буровые растворы, применяемые при вскрытии пласта, должны иметь низкую водоотдачу, не вызывать набухания глинистого материала пород пласта и не давать осадков в результате взаимодействия их с пластовыми жидкостями, что достигается тщательным подбором рецептуры растворов с добавкой специальных химреагентов. При вскрытии высокопроницаемых иластов с низкими пластовыми давлениями происходят поглощение и самого глинистого раствора, Поэтому такие пласты вскрывают с применением растворов на углеводородной основе или облегченных растворов путем их аэризации. [21]
Снижение продуктивности скважин происходит в процессе бурения в результате проникновения фильтрата глинистого раствора или самого глинистого раствора в пркзабойную зону лласта. При взаимодействии фильтрата глинистого раствора с пластовой минерализованной водой может происходить образование нерастворимых солей и выпадение их в осадок. Также могут образоваться стойкие эмульсии и может снижаться фазовая проницаемость пород пласта для нефти. При контакте фильтрата глинистого раствора с породами происходит набухание глинистого цемента и закупоривание порового пространства. Снижение проницаемости призабойной зоны пласта наблюдается и при эксплуатации нефтяных скважин. В связи с падением давления в призабойной зоне пласта происходит нарушение термодинамического равновесия в пластовой системе и из нефти выделяется свободный газ, снижается температура и происходит отложение парафина и асфальтосмоли-стых веществ в породах и трещинах пласта. [22]
В процессе цементирования скважин ухудшение проницаемости прискважинной области обусловлено проникновением твердых частиц цементного раствора и его фильтрата в пласт. Проницаемость ухудшается за счет гидратации цемента и его перекристаллизации во внутрипоровом пространстве и за счет взаимодействия фильтрата с кремнийсодержащими компонентами твердой фазы коллектора с образованием гидрата силиката кальция - цементирующей составляющей. [23]
Совершенствование методов вскрытия продуктивных пластов с давлением на забое выше гидростатического и с давлением, равным гидростатическому, проводится изменением плотности бу-рового раствора. При этом к буровым растворам в основном предъявляются требования обеспечения минимального проникновения фильтрата и твердых частиц в горные породы, слагающие призабойную зону пласта; недопущения взаимодействия фильтрата с глинистым материалом, находящимся в продуктивном пласте; предотвращения образования нерастворимых осадков в поровом пространстве пласта; обеспечения необходимой стабильности раствора при высоких температурах, давлении и при контактировании с пластовой водой, а также обеспечения сравнительно легкого удаления проникших в пласт фильтрата и твердых частиц при испытании скважин. [24]
При вскрытии или проведении капитальных ремонтов добывающих и нагнетательных скважин могут возникнуть такие осложнения, как образование глинистой корки, перекрывающей перфорационные отверстия, проникновение фильтрата промывочной жидкости в нефтяной пласт за счет значительных репрессий на забое скважины. Это вызывает набухание глинистых составляющих продуктивного коллектора, способствует образованию стойких водонефтяных эмульсий, которые удерживаются в пористой среде капиллярными силами, и вытеснение их из пористой среды требует значительных перепадов давления, приводит к образованию нерастворимых осадков в ПЗП при взаимодействии фильтрата с высокоминерализованной пластовой водой. В результате этого резко снижается проницаемость ПЗП и затрудняется оттеснение нефти водой из ПЗП нагнетательной скважины и приток ее к забою добывающих скважин. [25]
В зависимости от конкретных условий бурения фильтрат буровых растворов может проникать в продуктивные пласты на значительную глубину. Причинами снижения - здесь проницаемости являются: набухание глинистых частиц в породах, слагающих коллектор; блокирующее действие воды, вызываемое капиллярными и поверхностными явлениями, происходящими в поровом пространстве в результате взаимного вытеснения несмешивающихся жидкостей; образование в пласте стойких водо-нефтяных эмульсий; образование в поровом пространстве нерастворимых осадков в результате взаимодействия фильтрата и пластовых жидкостей; закупоривание пор твердыми частицами, проникающими в пласт вместе с фильтратом. [26]
Для максимального сохранения естественной проницаемости прискважинной зоны пласта вскрытие его бурением следует производить на малоутяжеленных и облегченных растворах под регулируемым давлением при герметизируемом устье с использованием вращающегося превентора. При отсутствии превентора репрессия на пласт должна быть минимальной. Взаимодействие фильтрата промывочной жидкости и цементного раствора с флюидами и минералами пласта не должно приводить к разбуханию глин, образованию эмульсий, гелей, изменению вязкости, выпадению нерастворимых осадков. [27]
Причиной снижения проницаемости является также физико-химическое взаимодействие фильтрата и содержащихся в нем солей и ПАВ с минерализованными пластовыми водами и углеводородами. При таком взаимодействии возможно выпадение твердого осадка нерастворимых солей, асфальтено-смолистых веществ и парафина, которые сужают эффективное сечение поровых каналов и закрывают часть пор. Например, твердый осадок образуется при взаимодействии фильтрата пресного глинистого раствора, обработанного ионоген-ными ПАВ ( сульфонол, сульфонафтеновые соли и др.), с минерализованной девонской пластовой водой нефтяных месторождений Урало-Поволжья вследствие частичного высаливания ПАВ. [28]
В результате значительно уменьшается относительная проницаемость пород для нефти, а также уменьшается дебит скважины. Водные фильтраты бурового раствора ( не обработанного специальными веществами) обычно прочно удерживаются породами вследствие гидрофильных свойств последних и плохо удаляются из пор пласта при освоении скважин. Поэтому теории фазовой проницаемости, смачиваемости и взаимодействия фильтрата бурового раствора с породой используются при разработке рецептуры растворов, применяемых для вскрытия продуктивных пластов и обеспечивающих сохранение естественных фильтрационных свойств пород. [29]
Это связано с тем, что при небольшой водонасыщенности вода удерживается в мелких и тупиковых порах, в узких местах контактов зерен, не участвующих в фильтрации жидкостей, а также в виде неподвижных местных пленок и микрокапель располагается на поверхности породы. В некоторой части пор она все же содержится, и поэтому фазовая проницаемость по нефти вскоре после увеличения водонасыщенности быстро уменьшается. Если в порах находится 30 % связанной воды, относительная проницаемость для нефти снижается в два раза. Из этого следует, что необходимо применять меры для предохранения нефтяных пластов и забоев скважин от преждевременного обводнения. В результате значительно уменьшаются относительная проницаемость пород для нефти и дебит скважины. Водные фильтраты бурового раствора ( не обработанного специальными веществами) обычно прочно удерживаются породами вследствие гидрофильных свойств последних и плохо удаляются из пор пласта при освоении скважин. Поэтому с учетом фазовой проницаемости, смачиваемости и взаимодействия фильтрата бурового раствора с породой составляются рецептуры растворов, применяемых для вскрытия продуктивных пластов и обеспечивающих сохранение естественных фильтрационных свойств. [30]