Menu

Регулювання фільтраційних властивостей водних рідин глушіння

Фільтраційні властивості рідин глушіння на водній основі (в першу чергу чистих розсолів) регулюють шляхом зменшення густини рідини глушіння (для зменшення гідростатичного тиску на пласт); підвищення в’язкості рідини додаванням полімерних загущувачів; введенням твердих частинок-кольматантів (для тимчасового закупорювання пор продуктивного пласта). Основним способом запобігання надходження водної фази в пласти є використання полімерних систем на основі розчинів солей з регульованими фільтраційними та реологічними властивостями.

Додатки, які регулюють в’язкість розсолів, не повинні втрачати своїх властивостей у присутності електролітів або через забруднення рідини; повинні легко розчинятися в порах пласта і на вибої свердловини з застосуванням традиційних методів (кислотне оброблення і т. д.); повинні забезпечити стабільну в’язкість розчину при зміні температури. За рахунок підвищення в’язкості надходження рідини до пласта-колектора значно зменшене, а за певної концентрації реагентів майже повністю усунено.

Підвищення в’язкості розсолів забезпечують такі додатки природних і синтетичних органічних колоїдів:

крохмалі-полісахариди, виділені із харчових продуктів (картоплі, рису, пшениці, кукурудзи), частково розчинні у воді, але недостатньо термотривкі;

карбоксилметилцелюлоза (КМЦ) – похідні целюлози, що розрізняються за ступенем полімеризації, концентрації і чистоти, менш чутливі до температури, не піддаються ферментації; її ефективність знижується з підвищенням мінералізації рідини;

карбоксиметилгідроксиетилцелюлоза (КМГЕЦ) і гідроксиетилцелюлоза (ГЕЦ) – похідні целюлози, які розчинні в 15% соляній кислоті;

біополімери – утворюються під час бактеріальної ферментації гідрату вуглецю; розчинні в прісній і соленій водах; дають завислі колоїди;

гуми – полімери натуральної гуми; практично не застосовуються через необхідність просіювання і значний негативний вплив на пласт;

синтетичні полімери – поліакриламід (ПАА), поліоксиетилен (ПОЕ); мають добру загущувальну здатність.

Рослинна смола (гуар) підвищує в’язкість розчину хлориду натрію NaCl, але при цьому має місце погіршення фільтраційних властивостей порід внаслідок гідролізу гуарової смоли під дією ферментів чи кислоти з утворенням до 3% нерозчинного осаду.

Ксантогенова смола забезпечує низьку фільтрацію рідини в пласт і добру носійну здатність розчинів з низьким вмістом іонів кальцію і є кислоторозчинним полімером.

Ксантанова гума (високомолекулярний полімер ХС), яка виробляється бактеріями, є загущувачем і стабілізувальним агентом для більшості рідин глушіння, в т.ч. систем з твердими кольматантами, термостабільна при температурах до 120-135°С (з використанням спеціальних додатків – до 150°С).

Синтетичні аніонні полімери (натрієвий ПАА, ПОЕ) не впливають негативно на пласт, але в присутності кислоти переходять у водонерозчинну форму.

Найчастіше в полімерних системах на основі розчинів солей використовуються гідроксиетилцелюлоза (ГЕЦ), деякі форми модифікованого крохмалю, полімери. Якраз ці реагенти забезпечують необхідні властивості рідин в умовах високої концентрації полівалентних іонів, але в Україні подібні реагенти поки що не виробляються. Можна регулювати фільтраційні та реологічні властивості рідин на основі броміду кальцію модифікованим крохмалем, оксиетилцелюлозою (ОЕЦ), а також їх комбінацією з КССБ. Застосування лужного крохмалевого реагенту в таких системах неможливо через неминуче зменшення густини розчинів.

Вимогам, що ставляться до загущувачів розсолів, найбільшою мірою відповідають ГЕЦ та її модифікації. ГЕЦ у товарній формі – незлежуваний, дрібно диспергований, нетоксичний продукт білого кольору, повністю розчинний у воді. Водні розчини ГЕЦ псевдопластичні, але не тиксотропні. Найбільша в’язкість з найменшими витратами отримується при використанні ГЕЦ високої молекулярної маси під назвою “Селлосайз”QP-100 M, хімічна модифікація якого робить його тимчасово нерозчинним у воді. В цьому випадку не відбувається злипання частинок полімера, утворення труднорозчинних грудок, немає потреби в застосуванні спеціальних технологічних прийомів розчинення. Розчини з додатками ГЕЦ термотривкі до 120-135°С, а з використанням спеціальних реагентів – до 150°С. Для кращого розчинення ГЕЦ величини показника рН рідини повинні бути в межах 6,5-8, бо при рН < 3 в розчині відбувається зниження в’язкості через гідроліз полімера. Швидкість гідратації ГЕЦ залежить від вхідної густини розсолу. Так, загущення розсолів густиною до 1620 кг/м3 відбувається за кімнатної температури, але для загущення розсолів більшої густини, що містять броміди кальцію і цинку, необхідні нагрівання і безперервне перемішування.

ГЕЦ діє в розсолах як ПАР, викликаючи спінювання рідин, що вимагає використання піногасних або пінопопереджувальних агентів. Наприклад, суміш полімер-вуглекислий кальцій треба обробити піногасником на спиртовій основі в кількості 0,07-0,14 кг/м3. ГЕЦ, як і всі полімери на основі целюлози, піддається ферментативному розкладанню. Якщо проводяться короткотривалі ремонтні роботи, то не потрібні які-небудь додаткові заходи, а під час капітального ремонту в розчин необхідно вводити біоциди: формальдегід, хлорований фенол або фенілоцтову ртуть. Ефективним засобом боротьби з усіма видами бактерій, в т.ч. і з сульфатвідновлювальними, є параформальдегід.

Гідролізатором ГЕЦ можуть бути ферменти целюлози і соляна кислота. Перевага віддається кислоті, оскільки наявність ферментів може призвести до подальшого забруднення розчинів. Розкладання ГЕЦ у важких розсолах досягається введенням речовин, які містять окислювачі або генератори вільних радикалів (гіпохлоріти, персульфати), але при цьому не повинен утворюватися вільний бром.

Разом з тим на основі лабораторних та промислових досліджень доведено, що полімери можуть зменшувати проникність привибійної зони. Причиною погіршення продуктивних характеристик є адсорбція полімерів на стінках каналів фільтрації флюїдів і зменшення внаслідок цього їх ефективного діаметра. Зокрема, виявлено негативний вплив ПАА, закупорювальну роль КМЦ, зменшення проникності пласта желатиноподібними або крохмалевими реагентами, негативний вплив на проникність кернів навіть таких розповсюджених у закордонній практиці закінчування свердловин реагентів, як гуарова смола та ГЕЦ. Тобто майже всі реагенти в тій чи іншій мірі зменшують проникність порід. У той же час світовий досвід переконує, що погіршення колекторських властивостей внаслідок діяння полімерів не може зрівнятися з тими перевагами, які одержуються внаслідок їх застосування. Навіть за умови проникнення сольового розчину, який стабілізовано полімерами, у поровий простір пласта, коефіцієнт відновлення проникності для нафти становить 80-85%, в той час, коли при застосуванні води він сягає лише 50-60%. Саме тому полімерні сольові розчини сьогодні найбільше застосовуються провідними нафтогазовидобувними компаніями. Разом з цим вживаються певні заходи щодо зменшення їх негативного впливу.

Для регулювання фільтраційних властивостей чистих розсолів густиною 1090-2300 кг/м3 можна застосувати як загущувач також низькомолекулярну азотисту сполуку, яка, на відміну від полімерів, зумовлює граничне підвищення в’язкості розсолів без утворення грудок протягом 3-5 хв., а розчини, що її містять, дають незначне і короткотривале зниження проникності пласта, яке значно менше порівняно з ГЕЦ.

Застосування крохмалю як реагента-стабілізатора під час проведення робіт з ремонту свердловин забезпечується його високими інгібувальними властивостями та здатністю загущувати і стабілізувати висококонцентровані розсоли полівалентних солей. Прикладом позитивного впливу крохмалю на колекторські властивості порід можуть бути результати розкриття продуктивних пластів Надвірнянського нафтопромислового району. Найбільш ефективною для оброблення розчинів в аспекті збереження ємнісно-фільтраційних властивостей колекторів є комбінація КМЦ з крохмалем. Оброблення розчинів вугільно-лужним реагентом (ВЛР), КССБ та комбінацією КССБ з КМЦ не забезпечують збереження ємнісно-фільтраційних властивостей пластів і не рекомендуються для застосування.

Звідси можна зробити висновок, що найдоцільніше регулювати фільтраційні властивості водних рідин глушіння шляхом:

використання нетиксотропних рідин з псевдопластичними властивостями, що сприяє їх вилученню з пластів;

уникання застосування реагентів, які утворюють нерозчинні сполуки з пластовою водою або породою;

використання полімерів, схильних до хімічного або біологічного розкладання.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:4891 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8080 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:4927 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Промисловi самонавантужувачi

Промисловi самонавантужувачi   Промисловий автомобiльний самонавантажувач ПС – 0,5 К з гiдравлiчним краном призначений для виконання навантажувально-розвантажувальних робiт та перевезення довговимiрного технологiчного нафтопромислового обладнання (ШСН, ЕВН, штанг, НКТ з покриттям, а також...

19-09-2011 Просмотров:4844 Підземний ремонт свердловин

Общая характеристика форм и особенностей…

Простейшая классификация интрузивных тел основывается на соотношениях их формы с залеганием вмещающих пород. По этому признаку все интрузивные тела делятся на две большие группы – согласные (конкордантные) и несогласные (секущие...

14-10-2010 Просмотров:31389 Геологическое картирование, структурная геология

Геодезичні роботи при зведенні підземної…

Відповідно до термінології, прийнятої в проектно-кошторисній документації відповідно до вказівок СНіП, будівельний обсяг будинку визначається як сума будівельних обсягів вище позначки ±0,00 - надземна частина будинку й нижче цієї позначки...

30-05-2011 Просмотров:7636 Інженерна геодезія