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
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 |
'Б |
|
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 |