Влияние бурового раствора на восстановление коллекторских свойств пород

Аннотация. С целью снижения негативного воздействия буровых растворов на пласт, перед их применением на скважине необходимо проведение испытаний их на керне. Это позволяет выбрать наиболее оптимальные рецептуры растворов, подобрать или заменить отдельные их составляющие для получения наибольшего восстановления коллекторских свойств пород при освоении скважин.

Ключевые слова: порода, буровой раствор, пористость, проницаемость, коллектор, скважина.

Проникновение фильтрата бурового раствора в поровое пространство приводит к следующим негативным явлениям:

• 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.

Исследования по определению влияния бурового раствора на коллекторские свойства пород проведены по апробированной методике, которая включает:

• Подготовка образцов.
• Исследования, выполняемые на образцах до фильтрации бурового раствора.
• Эксперимент

1. Подготовка образцов

Образцы к эксперименту готовятся в соответствии с  ГОСТ 26450.0-85. Эксперимент проводится на стандартной для потоковых экспериментов модели из трех образцов длиной и диаметром порядка 30 мм.

До фильтрации бурового раствора на образцах  определяются исследования:

• пористости насыщением жидкостью в соответствии с ГОСТ 26450.1-85;
• абсолютная газопроницаемость в соответствии с ГОСТ 26450. 2-85;
• остаточная водонасыщенность в соответствии с ОСТ 39-204-86

2. Эксперимент

Эксперимент выполнен на образцах пород того литотипа, который характерен для продуктивного пласта в целом, либо преимущественно и имеет лучшие коллекторские свойства.

Для эксперимента были взяты два вида ФБР (фильтрат бурового раствора): ФБР полимерингибированного и ФБР2 – полимеркарбонатный.

Приготовление фильтрата бурового раствора осуществляется на специальной установке (принципиальная схема – рис. 1), состоящей из корпуса со штуцером для подачи сжатого воздуха и с отверстием для отбора фильтрата. Внизу устанавливается металлический фильтр 4, а сверху фильтровальная   бумага 3.

В корпус заливается испытываемый раствор, затем закрепляется крышка и подсоединяется баллон со сжатым воздухом.

После создания давления в корпусе от 0,1 МПа до 0,5 – 1,0 МПа из раствора отделяется фильтрат и собирается в специальную емкость.

Рисунок 1. 1 – корпус, 2 – металлическое кольцо, 3 – бумажный фильтр,4 – фильтрационная решетка, 5 – крышка

2.1 Первый этап эксперимента заключался в определении фазовой проницаемости пород по газу при 100 %-ной его фильтрации в потоке при остаточной водонасыщенности в пластовых условиях. Здесь и далее работы выполнялись в соответствии с требованиями ОСТ 39-235-89.

2.2 Второй этап эксперимента заключался в фильтрации фильтрата бурового раствора через модель с определенным перепадом давления в течение 12 часов, либо до прекращения фильтрации по росту давления выше установленного заданием.

2.3 Третий этап эксперимента заключался в определении фазовой проницаемости пород по газу при 100 %-ной его фильтрации в потоке в течение 24 часов после попадания фильтрата бурового раствора.

3. Анализ и обобщение информации, полученной в результате эксперимента.

В качестве количественного показателя  влияния фильтрата бурового раствора на образец керна используется коэффициент восстановления проницаемости β, который определяется как отношение проницаемости образца после воздействия на него фильтрата бурового раствора k1 к исходной проницаемости образца k0.

β = (k1/k0)∙100 %     

По результатам исследований влияния фильтрата бурового раствора на проницаемость были построены следующие графики:

Рисунок 2.1 Сопоставление зависимостей коэффициента восстановления проницаемостей ФБР – полимерингибированного и ФБР-полимеркарбонатный

Из графиков видно, что в качестве бурового раствора лучше подходит полимер ингибированный раствор, имеющий больший коэффициент восстановления.

Рисунок 2.2 График сопоставления проницаемостей по газу: в атмосферных условиях (1 столбик), до воздействия ФБР (2 столбик), после воздействия ФБР в пластовых условиях

На рисунке 2.2 приводится график сопоставления проницаемостей по газу в атомосферных условиях и до и после воздействия ФБР в пластовых условиях.

По результатам эксперимента видно, что влияние бурового раствора на проницаемость пород существенно снижается применительно к пластовым условиям.

Исходные данные и результаты эксперимента представлены в таблице 2.2

Таблица 2.2.2