Филтрационни и образуващи кора свойства на сондажната кал, Всичко за пробиването!

Колоната, запълваща кладенеца със сондажна течност, създава хидростатично налягане, обикновено по-високо от налягането на пластовите флуиди, които са в порите на скалите. Поради факта, че всички скали са до известна степен пропускливи и по време на сондажа, когато се отворят, под въздействието на спад на налягането, диспергираната среда на сондажната течност прониква в близост до сондажното пространство.

Частиците от твърдата фаза се движат в потока на диспергираната среда по посока на стените на сондажа и ако имат критичен размер (приблизително равен на 1/3 от размера на порите), те могат да заседнат в порите и да се запушат тях.

Когато настъпи запушване, най-малките частици от твърдата фаза се задържат в пространството на порите, които се отлагат по стените на кладенеца, образувайки филтърна торта, през която само филтратът навлиза в близкото пространство на сондажа.

При изграждането на кладенец има два вида филтрация:
- статичен, който тече без циркулация на сондажната течност;
- динамична, която възниква по време на циркулацията на сондажната течност.

В условия на неподвижност на сондажния отвор (статично филтриране), обемът на филтрата, подаван към устройството. площ на резервоара в единици време (скорост на филтриране) намалява. В същото време дебелината на филтърната торта се увеличава със скорост, която намалява с времето.

При условия на циркулация на сондажната течност (динамично филтриране) дебелината на филтърната торта е ограничена от ерозия (разрушаване), когато е изложена на възходящ поток.

Когато резервоарът се отвори, скоростта на филтриране и филтърната утайка се увеличават значително. След изравняване на скоростта на растеж на кората и скоростта на ерозия, скоростта на филтриране и дебелината на кората остават постоянни.

Радиалното разпространение на филтрата на сондажната течност е абсолютно нежелателно, особено при забиване на слабо циментирани, невтвърдени скали и отваряне на продуктивни пясъчно-глинести образувания.

Притокът на филтрат от сондажна кал в рохкави и слабо циментирани скали може да доведе до тяхната допълнителна влага, причинявайки свързани срутвания, отломки от стените на сондажа, често и продължително развитие на сондажа му, залепване на сондажната колона и др.

Потокът от филтрат от сондажна кал в продуктивни пясъчно-глинести образувания често води до:
- набъбване на глинени минерали, включени в състава им;
- образуването на неразтворими утайки, гелове и емулсии.

Във връзка с това пропускливостта на продуктивната пластова зона намалява, което води до трудности при предизвикване на приток на пластова течност по време на развитието на кладенеца и съответно значително намалява дебита му.

На практика е невъзможно да се предотвратят напълно загубите от филтрация, но те могат да бъдат сведени до минимум, доколкото е възможно. Това може да се постигне, както следва:
- увеличаване на дела на плътно свързаната вода в сондажната течност, която е толкова здраво задържана от частиците на твърдата фаза, че тази силна връзка ще предотврати отстраняването й от сондажната течност, независимо от налягането;
- намаляване на пропускливостта на филтърната торта;
- увеличаване на вискозитета на филтрата и др.

Механизмът на действие на реагентите - филтриращи редуктори (полимери):
- намаляване на пространството между твърдите частици във филтърната утайка, което е заето от полимерни молекули, които са достатъчно големи;
- увеличаване на вискозитета на филтрата;
- намаляване на обема на така наречената „свободна вода“, поради добавянето на полимерни молекули към нейните молекули.

Свойства на филтрация и образуване на корички сондажните течности традиционно се оценяват по скоростта на филтриране и дебелината на филтъра.

Скорост на филтрация F [cm3/30 min] е равен на обема на филтрата, който преминава през филтърната утайка с диаметър 75 mm при даден спад на налягането P за 30 минути.

Най-простият инструмент за определяне на филтрацията е VM-6. Спадът на налягането, създаден върху него, е P = 1 атм.

Ако е необходимо да се измери индексът на филтрация при голям спад на налягането, приложете филтър преса. Спадът на налягането, създаден върху него, е 7 атм. Това е стандартната стойност за измерване на скоростта на филтриране в чужбина.

Скоростта на филтриране обаче е чувствителна както към спада на налягането, така и към температурата.
С повишаване на температурата скоростта на филтриране се увеличава значително. Това се случва по следните причини:
- намаляване на вискозитета на филтрата;
- значително увеличаване на степента на флокулация на частици от твърдата фаза на сондажната кал, причиняващо увеличаване на пропускливостта на филтърната утайка;
- увеличаване на вероятността от термично разрушаване на филтриращите редуктори, което води до увеличаване на загубите от филтрацията.

В тази връзка, в допълнение към устройствата, описани по-горе, устройството UIV-2 се използва и за измерване на стойността на индекса на филтрация, което позволява тестване на сондажната течност при T до 250 ° C и спад на налягането P до 50 атм.