Файл: Повышение эффективности вскрытия и опробования нефтегазоносных пластов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.07.2024

Просмотров: 147

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

эксперимента наиболее высокой способностью к набуханию ха­ рактеризуется глинистый материал пород-коллекторов сармат ­ ского яруса — Ко в технической воде равняется 1,5 (рис. 12, а). Глинистая ф р а к ц и я кембрийских, палеогеновых и меловых по­ род-коллекторов обладает значительно меньшим коэффициентом набухания, который в технической воде составляет 0,17—0,28 (рис. 12, б, в, г).

Д л я сравнения изученных жидкостей по их влиянию на набу­ хание глинистых минералов они условно разделены на три груп-

4

1,5

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

IL'l'

 

 

I

Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КО

 

 

 

 

 

Ко

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

ш.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3\4\5\B\7\8\3\iail\

 

 

z\A><

 

 

 

 

 

- J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

12.

Набухание

ГЛИНИСТЫХ минералов

пород-коллекторов

в

растворах

 

 

 

 

 

химических реагентов

и ПАВ.

 

 

 

 

 

 

а — сарматские отложения Внешней зоны

Предкарпатского прогиба;

б — кембрийские

отложения Волыно-Подольской окраины

Восточно-Европейской

платформы;

в — па­

леогеновые

отложения

Внутренней зоны

Предкарпатского прогиба;

г — меловые от­

л о ж е н и я Закарпатского

прогиба, / — пластовая вода;

2 — техническая

вода;

водные

растворы:

3 КССБ (1,6%);

4~карбофена

(1%); 5 окзила

(0,6%);

б — К М Ц

(1%);

7 — Г П А А

(0,24%);

S — У Щ Р

(1.7%); 9 — модифицированного

крахмала

(1,2%); 10 —

п ш а н а

(1%); / / — Т П Ф Н (0,3%); 12 — сапаля

(1%); 13 — дисолвана (1%); 14 — приво-

цела

W—ON—100 (1%); /5 — катаппна

А

(1%); 16 — сульфанола

НП—1 (1%).

пы . К первой группе отнесены

жидкости,

в которых

глинистый

м а т е р и а л

набухает

меньше, чем в пластовой

воде

(Ко н и ж е ли­

нии

I — I на рис. 12). Ж и д к о с т и

второй

группы

имеют

коэффи ­

циенты набухания равные по величине

Ко в пластовой

воде или

незначительно

(на 0,05) больше (на рис. 12

их

Ко

находится

м е ж д у линиями

I — I и

I I — I I ) . Третья

группа

жидкостей

отлича­

ется высоким коэффициентом набухания

по сравнению

с пласто­

вой

водой (на рис. 12 их Ко выше

линии

I I — I I ) .

Одноименные

растворы могут относиться к разным группам в зависимости от конкретных условий — минералогического состава глин, пласто­ вых температур, давлений и др. Например, с ростом д а в л е н и я набухание глинистых минералов в растворе К С С Б уменьшается,

-80


в то время как в растворах гипана, У Щ Р , Т П Ф Н — увеличива­ ется. Монтмориллоннтовые глины в растворах КМЦ - 500 п ГПАА набухают меньше, чем в пластовой воде, а гидрослюдистые — значительно больше. Такое явление, возможно, обусловлено тем, что гидрофобные частицы высокомолекулярных соединений, ин­ тенсивно адсорбируясь на поверхности монтмориллонитов, обра­ зуют блокаду, которая препятствует гидратации глин.

Согласно такому разделению, с целью уменьшения набухания глинистого материала пород-коллекторов при вскрытии продук­ тивных и перспективных отложений, наиболее целесообразно ис­ пользовать химические реагенты и П А В , водные растворы кото­ рых относятся к первой группе, и как исключение,— ко второй, если последнее диктуется технологической необходимостью.

Изучение набухания глинистых фракций туфогенных пород нижнего мела западной части Крыма показало, что они имеют

очень низкие коэффициенты набухания . Среднее

их значение да ­

ж е в технической воде составляет всего 0,15.

Следовательно,

в этих условиях процесс набухания глинистых минералов прак­

тически не будет влиять на изменение

фильтрационных свойств

пород-коллекторов.

 

Изучалось т а к ж е влияние кислотных

растворов на изменение

коэффициента набухания аскангеля и дисперсных проб породколлекторов на з а п а д е Украинской нефтегазоносной области, ха­ рактеристика которых приведена выше. Температура и давление

при активации

аскангеля составляли соответственно

70° С и

1 кгс/см2 , а при

набухании — 70° С и 300 кгс/см2 . Д л я

пород-кол­

лекторов они соответствовали их пластовым значениям. В каче­ стве реагентов-активаторов использовались кислотные растворы

тех концентраций, которые применяются

при обработке

скважин .

После кислотной активации дисперсный материал

промывался

дистиллированной водой

до величины рН

равной

7,

и затем

вы­

с у ш и в а л с я при температуре 105°С до полного удаления

влаги.

Е О Й

Установлено, что активация

глинистых

минералов

плавико -

кислотой уменьшает

набухание в большей мере, чем

актива­

ция

соляной

и сернистой

кислотами, а

обработка

глин

уксусной

и лимонной

кислотами,

а т а к ж е

едким

натрием

практически

не

влияет на величину набухания. Н а и м е н ь ш е е набухание

глин про­

исходит после их активации кислотами

низких

концентраций

(до 5 % ) . С увеличением

концентрации кислот от 5 до 20%

набу­

хание тоже

уменьшается, но в меньшей

мере (рис.

13).

Следует

отметить, что активация глинистых минералов значительно уве­ личивает скорость w и уменьшает период набухания Z.

Уменьшение набухания глинистых минералов после их кислот­ ной активации происходит, по-видимому, в результате изменения структуры кристаллической решетки и увеличения жесткости си­ ликатных пакетов. Последние уменьшают свою подвижность и ограничивают проникновение жидкости в межпакетное прост­ ранство.

.6 Зак. 498

[',1



П р и

активации на

величину

коэффициента

набухания

Ко влияет

ряд факторов:

химический

состав глинистого

материа ­

ла и растворов кислот, концентрация кислот, давление, темпе­

ратура

 

н карбонатность пород. Серия выполненных эксперимен­

тов, по

изучению набухания активированных

и неактивироваи-

ных глин, позволяет по очереди исключать роль отдельных

фак­

торов

и

оценивать степень

влияния к а ж д о г о в

отдельности.

Так,

после

кислотной активации

пород-коллекторов

сарматских

(пло-

 

 

0

 

Ч

8

12

 

С,%

 

 

 

 

Рис. I3. Набухание аскангеля в технической воде,

 

 

 

 

предварительно активированного растворами

кис­

 

 

 

 

 

лот

и щелочей различной концентрации.

 

 

 

 

 

 

/ — едким

натрием, уксусной и

лимонной

кислотами;

2—

 

 

 

 

серной кислотой; 3 — соляной

K H C I O T O I ' I ;

4—плавиковой

 

 

 

 

 

 

 

кислотой.

 

 

 

 

 

 

щадь

З а л у ж а н с к а я ) , кембрийских

(площадь

Бучачская)

и

па­

леогеновых

отложений

(площадь

С е м и п ш о в с к а я )

 

коэффициент

н а б у х а н и я ' К о

в .технической воде

уменьшается

соответственно

в 1,62;

1,20

и

1,13

раза

и становится меньше

Ко

неактивирован ­

ных проб в

пластовой

воде (соответственно

в 1,42;

1,08

и

1,01

р а з а ) . Активированные

глинистые

минералы

пород меловых

от­

ложений (площадь Тереблянская) характеризуются незначитель­ ным уменьшением величины Ко (в 1,02 р а з а ) . Сопоставляя эти величины с д а н н ы м и рис. 12, а и б нетрудно заметить, что доми­ нирующим факторов, обеспечившим высокую эффективность ак­ тивации глинистого материала пород сарматских отложений, яв ­ ляется химический состав его минералов (наличие монтморилло­ нитов), а пород кембрийских и палеогеновых отложений — химический состав кислотных растворов (наличие плавиковой кислоты) . Н и з к а я эффективность активации глин в породах ме­ лового возраста обусловлена в первую очередь высокой карбо - натностью пород-коллекторов (до 40%), за счет которой проис­ ходит нейтрализация кислотного раствора .

82


Изучение процесса набухания глинистых фракций пород-кол­ лекторов в дисперсном состоянии является до некоторой степени условным. В частности, глинистые включения в матрице породы имеют другую упаковку, некоторое их количество изолировано от пор и не принимает участия в набухании. Следовательно, ко­

эффициент набухания глинопорошка не о т р а ж а е т

влияния про­

цесса набухания на изменение

фильтрационных

и

емкостных

свойств пород-коллекторов.

 

 

 

Д л я определения величины

набухания глинистых

минералов

в ненарушенном образце породы предлагается фильтрационный способ. Сущность его заключается в том, что эффект набухания оценивается по соотношению абсолютной газопроницаемости по­ роды (равной проницаемости по иеполярной, т. е. инертной жид -

-к о с т п ) и проницаемости по полярным жидкостям, которые вызы­ вают набухание глинистых минералов . Методические приемы по

фильтрационному способу р а з р а б а т ы в а л и с ь на образцах глини­ стых песчаников палеогеновых отложений Предкарпатского про­

гиба (площадь Р о с и л ь н я н с к а я ) . В качестве жидкости,

вызываю ­

щей набухание глинистых минералов и соответственно

влияющей

на изменение проницаемости породы, использовались

дистилли­

рованная вода и водные растворы NaCl различной концентра­ ции. Определение проницаемости пород проводилось на установ­

ке У И П К - 1 М , при одинаковых величинах всестороннего обжима .

Абсолютная газопроницаемость пород определялась с учетом

явления

проскальзывания молекул газа — эффекта Клинкенбер-

га [94].

Определенная этим способом газопроницаемость

как доказано многими исследователями [28, 64, 94 и др.], соот*

ветствует

проницаемости по однофазной неполярной

жидкости

или по

высокоминерализованной

жидкости, не

вызывающей

набухания . В дальнейшем порода

(образец керна)

по

очереди

н а с ы щ а л а с ь водным раствором NaCl различной минерализации — от высокой (200 г/л) до дистиллированной воды. Вся з а м е р н а я система, включая образец породы и рабочую жидкость, дегази­

ровалась

путем вакуумирования .

Коэффициент проницаемости

з а м е р я л с я

по к а ж д о м у раствору

и дистиллированной воде после

полного завершения процесса набухания и стабилизации филь­ трации.

В работе Пирсона [64] приводится зависимость, позволяющая определить долю порового пространства, занимаемого гидратным слоем, то есть долю жидкости, ушедшей на набухание глинисто­ го материала, через величины проницаемости по газу К (с уче­ том эффекта Клинкенберга) и по жидкости Кж

 

" I T " = О

(57)

где а — доля

объема гидратного слоя или доля объема

жидко ­

сти, ушедшей

на набухание.

 

 

6*

83