32. Влияние температуры на скорость фильтрации
Действие температуры на скорость фильтрации и величину водоотдачи глинистых растворов проявляется прежде всего через вязкость фильтрата. При прочих равных условиях объем фильтрата обратно пропорционален квадратному корню из вязкости фильтрата.
С повышением температуры вязкость фильтрата уменьшается. Так, вязкость воды при 20°С приблизительно равна I сантипуазу, а при 90°С она понижается до 0,32 сантипуаза. Следовательно, если водоотдача глинистого раствора при комнатной температуре
равна 10 см3, то при температуре
90°С она увеличивается только за счёт
снижения вязкости фильтрата в
раза и станет равной 17,7 см3.
Повышение температуры оказывает сложное влияние на состояние глинистого раствора. Помимо понижения вязкости фильтрата, может иметь место повышение степени дисперсности, частичная потеря гидратных оболочек. Нагрев раствора может вызвать термическое разложение некоторых химических реагентов. Сложные изменения, происходящие в глинистом растворе, при повышении температуры, приводят, как правило, к увеличению водоотдачи.
33. Статическая фильтрация при повышенной температуре и повышенном давлении.
Фильтрация в скважине происходит при температурах и перепадах давления, значительно превышающих стандартные, при которых принято измерять водоотдачу глинистых растворов в лаборатории или на буровой. Повышение давления и температуры может существенно влиять на процесс коркообразования и фильтрации. Глинистые растворы, которые по стандартным лабораторным испытаниям имеют вполне удовлетворительные коркообразующие и фильтрационные свойства, могут способствовать возникновению осложнений вследствие того, что при повышенной температуре и перепаде давления в забойных условиях фильтрационные и коркообразующие свойства этих растворов резко ухудшаются. Практика бурения в США показала, что возникновение таких осложнений, как обвалы, затяжки и прихваты бурильной колонны, а также степень загрязнений продуктивных пластов более тесно связаны с величиной водоотдачи, измеренной при повышенной температуре и давлении.
Необходимость оценки фильтрационных свойств буровых растворов при повышенных температуре и давлении побудила к созданию аппаратуры для этой цели. В различных исследовательских организациях были разработаны и построены оригинальные модели установок для исследования фильтрации буровых растворов при температурах и давлениях, соответствующих забойным. Эти установки представляют собой комбинацию фильтрпрессов и автоклавов, снабженных устройствами для подогрева, создания давления и перемешивания испытуемого раствора. К сожалению, в Советской Союзе пока не выпускаются серийно приборы, которые можно было бы использовать для оценки в промысловых условиях фильтрационных свойств буровых растворов при повышенных температурах и давлениях. Не стандартизирована и методика подобных испытаний.
В США с 1961 г. действует разработанная Американским нефтяным институтом стандартная методика измерения статической водоотдачи при повышенных температурах и давлениях. Измерение производится при перепаде давления 35 кгс/см2 и температуре 149°С. Ряд фирм производит портативные и простые в работе фильтрпрессы для измерения статической водооотдачи при повышенных температуре и давлении. Соответствующие испытания глинистых растворов получили широкое применение в практике бурения. При этом было обнаружено существование связи между величиной водоотдачи, измеренной при повышенных температурах и давлении, и возникновением осложнений при бурении скважин. Было установлено также, что глинистые растворы, имеющие одинаковую водоотдачу при комнатной температуре и перепаде давления 7 кгс/см2, могут иметь резко различную водоотдачу при повышенной температуре и повышенном перепаде давления. Это различие является следствием неодинаковой термостабильности реагентов, входящих в состав глинистых растворов, и разной сжимаемости фильтрационных корок.
Это свидетельствует о том, что статическая водоотдача, измеренная в стандартных условиях, не может дать правильного представления фильтрационных свойствах буровых растворов при забойных температурах и давлениях. Существует настоятельная
Необходимость создания и серийного выпуска простых фильтрпрессов, с помощью которых в промысловых лабораториях можно будет измерять водоотдачу буровых растворов при повышенной температуре и повышенном давлении.