Структурно-механич. св-ва БР. Тиксотропия

СМС обеспечивают удержание выбу-ренной породы во взвешеном состо-яниии; замедляют проц. разрушения кавернозных уч-ков скважины, ↓интенсивность фильтрац. процессов в погл. пластах, могут вызвать гидро-разрыв пл. при спуске инструмента, могут ок-тся причиной выброса и открытого фонтанирования, ухудшают очистку БР от шлама и воздуха на поверхности, могут вызвать разруше-ние предохранительного клапана бур. насоса в момент его пуска, ↓кач-во цементирования, затрудняют проведе-ние исследовательских работ. Тиксотропия – способность структуры к самопроизвольному восстановлению после разрушения механическим воз-действием

11. Фильтрация бур.жид.через гор.породы. Строение ПЗП. 1. При повышении фильтр.характеристик сниж-ся устойчивость литифицированных глин.пород (это преобразование породы под действием давлений и t. Они обладают повыш.трещиноватостью, слоистостью и пониж.содержанием воды – мергель, аргеллит); 2. Повыш. фильтрации и коркообразующие св-ва явл-ся причиной затяжек и прихвата бурильного инструмента; 3. Повыш. фильтрации и коркообразующие св-ва ухудшают кач-во крепления скв.; 4. Повыш.фильтрац.характеристики ухудшают коллекторские св-ва продуктивных пластов. ПЗП (рис.на обороте) состоит из: 1- зона кольматации; 2- зона проникновения фильтрата; 3- нетронутый массив. К- естественная прониц.коллектора; Кзп- проницаемость в зоне проникновения фильтрата; К₀- проницаемость в зоне кольматации.

К > Кзп>К₀. Q= (2πкh*_∆Р)/(µ*Ln(R_к/r_с))- формула Дюпюи. К - проницаемость; h -толщина пласта; _∆Р=Рпл-Рс- перепад давления; µ- динамическая вязкость пласт.жидкости. На формирование зоны кольматации влияет соотношение размера ТВ.фазы и фильтрац.каналов, а также наличие хим.реагентов, статич.перепад давления, режим бурения и время вскрытия пласта. Проницаемость в зоне проникновения фильтрата умень-ся за счет глинистого и водяного блокирования, образования нефтяных эмульсий, осаждения нерастворим.соед-й в фильтрац-х каналах. В связи с тем, что практически в любом коллекторе содержится глин.порода, то она явл-ся основной причиной снижения проницаемости продуктивного пласта. При взаимодействии с фильтратом бур.р-ра глин.порода может набухать и диспергировать. Монтмориллонитовая глина набухает больше всех (умень. размер фильтрац).каналов (рис.прил.). Образующиеся глин.перемычки обладают блокирующей способностью и не разруш. при создании депрессии на пласт. 1. На формирование глин.перемычек и набухание глин.пород влияет минерализация фильтрата и значение рН. Чем выше минерал., тем меньше набухание и диспергирование глин. Щелочная среда всегда способствует набуханию и диспергиров-ю глин;

2. Водяное блокирование – снижение проницаемости коллектора в результате формирования гидрат.оболочек на стенках фильтрак.каналов; 3. Эмульсия – обладает оч.высокой вязкостью и явл-ся своеобразной прбкой, которую можно разрушить только специаль.обработкой ПЗП. На прочность эмульсий влияют парафины, смолы, асфальтены, минерализация фильтрата, наличие тв.фазы (гор.породы) в фильтрате или нефти, а также некоторые хим.реагенты (ПАВ, эмульгаторы, кремнийорганичес.жидкости).

12.Фильтрацию различают:

1. Фильтрация без разделения фаз (поглощение бурового раствора). 2. Фильтрация с разделением фаз на стенке скважины. Зона кальматации - это зона внутрипластовой корки, которая состоит из твёрдой фазы бурового раствора и возможно химических реагентов. Зона кальматации формируется с момента образования перемычек между отдельными зёрнами или внутри трещин. Переходная зона - образуется в процессе "мгновенной" фильтрации (фильтрация до начала образования перемычек). Переходная зона состоит как из фильтрата, так и частиц твёрдой фазы. Зона проникновения фильтрата формируется после образования зоны кальматации. Фильтрацию различают:

1. Динамическая • это фильтрация бурового раствора в процессе углубления скважины или проведения технологических работ. 2. Статическая - это фильтрация, когда буровой раствор находится в состоянии покоя. 3. Забойная - это фильтрация на забое скважины в момент работы породаразрушающего инструмента.

Динамическая фильтрация зависит от: свойств фильтрационной корки, перепада давления и линейной скорости перемещения жидкости. Проницаемость фильтрационной корки зависит от её сжимаемости, а следовательно от формы частиц твёрдой фазы, гранулометрического состава и пластических свойств. Обработка растворов утяжелителями снижает коэффициент сжимаемости корки и увеличивает коэффициент проницаемости. В обращенных эмульсиях корка и зона кальматации представляют собой концентрированную эмульсии. Статическая фильтрация. Статическая фильтрация отличается постоянным нарастанием фильтрационной корки и отсутствием установившегося режима. На объем статической фильтрации влияет: Т, АР, температура, гранулометрический состав твердой фазы и химическая обработка. Забойная фильтрация способствует разрушению горной породы как за счёт выравнивания давления под долотом, так и в следствии адсорбционного понижения твердости. Эффект снижения твёрдости усиливается, если в составе бурового раствора находятся ПАВ ~ детергент. В качестве детергентов могут использоваться сульфанол, прогалит, ОП-10.

13. Хим.сос-в и св-ва фильтратов бур.р-ров. рН. Фильтрат: 1. Вода; 2. Полимерные реагенты; 3. Неорганич. соли и др.в-ва: - при хим.обработке; - при растворении солевых отложений; - при попадении в р-р минерализ.воды; - растворение сероводорода; - вместе со шламом. Минерализация – суммар.кол-во водорастворимых солей в пересчете на хлорид натрия. Минерал-ия - пресного рас-ра состав-т менее 0,001г/л; - солоноватой воды до 0,001-0,1г/л; - соленые воды 0,1-5г/л; - рассольные воды >5г/л. Солевой сос-в фильтрата бур.р-ра состоит из ионов натрия, калия, кальция, магния, сульфата, хлорида. Кроме перечисленных могут быть: йод, бром, литий, аммоний (NН₄), барий и т.д. Полож.влияние минерализации бур.р-ра: 1. Ингибирование глин.пород (снижение гидратации и набухание глин); 2. Снижение растворения соленосных отложений; 3. Кольматация приствольной зоны неустойчивых пород (соед.магния и кальция); 4. Повышение глиноемкости (максим.кол-во глин.фазы в бур.р-ре без измен.реологич.характеристик) бур.р-ров; 5. Гидрофобизация фильтрационных каналов в продук.пласте, что повышает кач-во вскрытия. Отриц.влияние: 1. Коагуляция глин.бур.р-ров (повыш.расход хим.реагентов, время на обработку бур.р-ров, а иногда и на ликвидацию аварий); 2. Ухудшение стабилиз.св-в хим.реагентов за счет глобулизации и высаливания; 3. Коррозия бурильного инструмента; 4. Кольмотация фильтрац.каналов продуктивного пласта высоленными продуктами хим.реакции фильтрата бур.р-ра с пластовой жидкостью. Водородный показатель: 1. Влияет на растворение и эффективность хим.реакции (Например: КМЦ раствор-ся при рН=7-9, ФХЛС растворяется при рН>8, ВПРГ- при рН=9-11,5); 2. Влияет на гидротацию глин.пород и растворение карбонатных (Например: глин.породы и глинопорошки интенсив.реагируют при рН>9, карбон.породы- при рН<6).