Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2764.Осложнения и аварии при бурении нефтяных и газовых скважин..pdf
Скачиваний:
103
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
28.33 Mб
Скачать

Глава

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

2

ПОГЛОЩЕНИЙ ЖИДКОСТЕЙ

 

В СКВАЖИНАХ

Поглощение в скважинах буровых растворов и других жидкостей является одним из основных видов ос­ ложнений. Ежегодные затраты времени на их ликвидацию по предприятиям нефтегазовой промышленности б. СССР со­ ставляли 500 —600 тыс.ч. Однако эти затраты существенно увеличиваются, если учесть, что из-за поглощений цементного раствора не обеспечивается проектная высота подъема це­ ментного раствора, что приводит к необходимости проводить ремонтные работы; при освоении скважин (первичном и по­ сле капитального ремонта) происходит снижение проницае­ мости продуктивных пластов и т.д. Поэтому одним из путей сокращения цикла строительства скважин является совер­ шенствование способов и средств борьбы с поглощениями буровых растворов и иных жидкостей в скважинах.

Методика выбора мероприятий по предупреждению и борьбе с поглощениями жидкостей основана на количествен­ ных критериях, отражающих геологическое строение и гид­ родинамическую характеристику пластов.

2.1.ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ИЛИКВИДАЦИЯ ПОГЛОЩЕНИЙ БУРОВОГО И ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРОВ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Опыт борьбы с поглощениями в нашей стра­ не и за рубежом показывает, что одним из эффективных способов ликвидации поглощений является закупорка погло­ щающих каналов с помощью наполнителей.

По данным фирмы "Пан америкен", за последние 30 лет при бурении используется более семисот видов закупорива­ ющих и других материалов, хотя стабильно и широко при­ меняется ограниченное число, как правило, наиболее деше­

вые. Широко применяют в качестве наполнителей резиновую крошку, хромовую стружку, отходы реактопластов, улюк (отходы хлопкового волокна), выбуренный шлам, кордное волокно, кожу — “горох”, целлофановую стружку, ореховую скорлупу, древесные опилки и др.

Постоянные поиски эффективных способов изоляции по­ глощающих пластов в различных геолого-технических усло­ виях проводки скважин привели к разработке большого чис­ ла тампонажных смесей. Для успешного проведения изоляци­ онных работ следует использовать такие тампонажные сме­ си, которые обладают дополнительными сопротивлениями при движении в пористой среде и вязкость которых сильно увеличивается при высоких скоростях сдвига. Эти свойства присущи вязкоупругим жидкостям. Вязкоупругие свойства тампонажным смесям можно придать обработкой их поли­ мерными материалами или с помощью взрыва. В последнем случае “вмороженные" пузырьки газа продуктов взрыва обеспечивают обработанным смесям вязкоупругие свойства.

Весьма перспективны тампонажные составы'на основе бу­ ровых растворов, с помощью которых бурят скважины и которые отверждаются в процессе промывки вводом поли­ меров или вяжущих веществ.

При изоляции зон поглощения наибольшие трудности представляют зоны с повышенной интенсивностью поглоще­ ния, особенно в случае полной потери циркуляции.

Установить какие-либо закономерности возникновения поглощений и выбрать эффективные мероприятия и техно­ логию проведения работ по предупреждению и ликвидации поглощений из-за большого числа факторов, обусловливаю­ щих явление поглощения, очень сложно. Поэтому стали ис­ пользовать вероятностно-статистические методы для прогно­ зирования зон поглощений и выбора наиболее эффективных технологических мероприятий по предупреждению и борьбе

споглощениями.

2.1.1.ГЕОЛОГО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛАСТОВ

Поглощения буровых растворов и иных жид­ костей в поглощающие пласты обеспечиваются наличием пор, каналов, трещин, пустот в проходимых скважиной по­ родах и (или) недостаточной устойчивостью (сопротивляе­

мостью) пород к давлению столба жидкости в скважине, в результате чего возникает гидроразрыв пород и в щели про­ никает жидкость.

2.1.1.1. ЛИТОЛОГОПЕТРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОГЛОЩАЮЩИХ ПОРОД

Поглощающие пласты в бурящихся скважи­ нах могут быть представлены пористыми, трещиноватыми и кавернозными породами. Пористые песчано-алевритовые по­ роды имеют трещины и обладают поровой трещинной про­ ницаемостью, трещиноватые породы имеют межзерновую пористость, а кавернозные породы разбиты микротрещи­ нами различной раскрытости.

Проницаемость песчано-глинистых пород зависит от раз­ меров пор, которые могут быть субкапиллярными, капилляр­ ными и сверхкапиллярными. Соединяющиеся между собой поры образуют поровые каналы, являющиеся путями движе­ ния жидкостей и газа. В субкапиллярных каналах жидкости удерживаются силами притяжения на поверхности минераль­ ных зерен, и в природных условиях жидкости в них пере­ мещаются очень медленно. В капиллярных каналах движение жидкостей происходит только при приложении силы боль­ шей, чем силы противодействия капиллярных сил. По сверх­ капиллярным каналам жидкости (вода, нефть и пр.) движутся свободно. К субкапиллярным каналам относятся каналы диа­ метром меньше 0,0002 мм, к капиллярным — 0,508 —0,0002 мм

ик сверхкапиллярным — больше 0,508 мм.

Втрещиноватых мелко- и среднезернистых песчаниках и алевролитах интенсивные поглощения буровых растворов не происходят, так как образующаяся при фильтрации раствора

впласт глинистая корка на стенке скважины имеет низкую проницаемость и препятствует проникновению раствора в пласт. В крупнозернистых песчаниках и алевролитах рас­ твор фильтруется с большой скоростью. Еще больше раствор проникает в пласты конгломератов, имеющих каналы диа­ метром 1 —5 мм и более.

Наиболее часто буровой раствор поглощается в карбонат­ ных (обычно известняки) породах. Различаются известняки с первичной или вторичной пористостью и трещиноватые. К первым относятся мел, раковинные и коралловые известня­ ки. Ко вторым — все известняки и доломиты, пористость которых является результатом последующего выщелачивания. Третью группу составляют известняки и доломиты, трещино­

ватость которых обусловлена процессами доломитизации, вызывающими сокращение объема породы, или тектоничес­ кими причинами.

Раковинные, коралловые известняки и мел имеют вы со­ кую пористость, но их пустоты не все сообщаются между собой, что снижает их проницаемость. Известняки со вто­ ричной пористостью являются хорошими коллекторами. Раз­ личаются известняки мелкопористые, крупнопористые и ка ­ вернозные. Трещиноватые известняки также обладают вы со­ кой проницаемостью.

Проницаемость к? трещиноватых пород зависит от коэф ­ фициента их трещинной пористости и степени раскрытия

трещин. Наиболее часто значение

рассчитывают по ф ор ­

муле

 

 

 

 

 

к, = а

10652 тг, мД,

 

 

(2.1)

где а

— безразмерный коэффициент, который

по данным

различных

авторов колеблется

в

пределах 8,35 —8,50; 5 —

значение

раскрытия трещины,

см; т, — коэффициент тре­

щинной пористости, в долях единицы.

 

На

интенсивность поглощений

влияют также

пересекае­

мые скважинами тектонические нарушения и гидравлические разрывы пластов. Тектонические нарушения разбивают плас­ ты пород на блоки, которые могут быть смещены относи­ тельно друг друга до 1000 м и более. В зонах дробления по ­ род в области тектонических нарушений нередко возникают

интенсивные

поглощения без выхода циркуляции. При

гид­

равлическом

разрыве пласта интенсивность поглощения

р ез­

ко возрастает за счет увеличения площади контакта бурового раствора с породой по поверхностям трещины.

По размерам поглощающих каналов выбирают материал для изоляции поглощающих горизонтов.

2.1.1.2. АНОМАЛЬНО НИЗКИЕ ПЛАСТОВЫЕ ДАВЛЕНИЯ

Аномально низкие пластовые давления (АНПД) приурочиваются к верхней части разрезов воздыма­ ющихся регионов, где пласты подвергнуты физическому и химическому выветриванию, размыты и переотложены в по­ ниженные участки земной коры.

Погружение осадочных пород на большие глубины приво­ дит к их уплотнению и отжатию поровых вод. В скелете по ­

род возникают увеличивающиеся с глубиной напряжения Осотах. Между о,*ш геостатическим q и пластовым давле­ ниями в этих условиях справедливо соотношение:

= Я -

ЛРпл,

(2.2)

где п — безразмерный коэффициент, равный 0,8 —0,9.

 

В районах,

где в течение длительного геологического

вре­

мени происходит осадконакопление, кривая графика зависи­ мости Осотах = ЦЬ) выходит из начала координат. Если дав­ ления в пластах равны гидростатическим, то скелетные на­

пряжения 0 ^ ^

с глубиной h увеличиваются линейно (рис.

2.1, а).

 

В разрезах,

где напряжения в породах определяются ф ор­

мулой (2.2), открытых трещин и каверн не возникает, а дав­ ления в пластах равны или превышают гидростатические.

Область прогибания часто вовлекается в воздымание, и верхняя часть разреза подвергается размыву. Разгрузка пород от геостатического давления приводит к расширению их пус­ тотного пространства за счет деформаций скелета. По ука­ занным причинам давления в верхней части разреза могут установиться аномально низкими.

Вследствие того, что насыщающие поры пород воды име­ ют низкую сжимаемость, упругое увеличение объема скелета и пор породы сопровождается резким снижением пластового (порового) давления, если пласты имеют слабую гидродинами­ ческую связь с областью разгрузки или выше- и нижележа­ щими породами. Снижение температуры также способствует возникновению АНПД, так как коэффициент температурного расширения воды в десятки и более раз превышает коэф фи­ циент температурного расширения скелета породы. Но про­ цессы упругого разуплотнения пород в различных геологиче­ ских условиях протекают по-разному.

В областях, где осадконакопление происходило относи­ тельно медленно (платформа, плита и т.д.), породы за дли­ тельные геологические отрезки времени уплотняются и це­ ментируются так, что при снятии нагрузки упругого разуп­ лотнения плотных и крепкосцементированных пород почти не происходит. В таких районах основная причина возник­ новения АНПД — снижение температуры пород. К таким областям относятся, в частности, районы Урало-Поволжья (до 600-1500 м).

На рис. 2.1, б показан график зависимости а ^ а х = ЦЮ для разреза Шарлыкской площади (Шарлыкский выступ фун­ дамента Восточно-Оренбургского валообразного поднятия),

а

 

б

 

о

20

40 °ск max’ МПа О

20 40 <ТСК ш, х, МПа

1000

2000

3000

h, м

в

О20 40 Сск т и >МПа

Рис. 2.1. Зависимость (Л) для По­ род Восточно-Кубанской впадины с гид­ ростатическими пластовыми давлениями (а), разрезов Шарлыкской площади (б) и Куландинской опорной скважины (в)

из которого видно, что на этой площади денудированы тол­ щи пород до 700 м. Замеры давлений показывают, что коэф ­ фициент их аномальности равен 0,9 —0,95. Пониженные плас­ товые давления и широкое развитие открытых трехцин и ка ­ верн приводят к поглощениям буровых растворов и ослож ­ нениям скважин.

Аналогичный вид имеет зависимость = f(h) для раз­ реза Куландинской опорной скважины (Туранская Плита, по­ луостров Куланды в Аральском море) (рис. 2.1, в). ОтличНе аномально низких пластовых давлений от гидростатических в

то

таких районах с глубиной уменьшается, так как относитель­ ная разгрузка пород от геостатического давления и относи­ тельное снижение их температуры вниз по разрезу умень­ шаются.

Анализ графиков зависимостей oCKmax = f(h) для различных областей, литолого-петрофизические исследования кернов и характер поглощений буровых растворов показывают, что открытые трещины и каверны так же, как и АНПД, возни­ кают только в породах, современные нагрузки на которые значительно меньше действовавших на них ранее. Следова­ тельно, АНПД, открытые трещины и каверны генетически взаимосвязаны.

АНПД могут фиксироваться также в артезианских бассей­ нах. Такие случаи АНПД объясняются тем, что альтитуда ус­ тья скважины находится выше линии напора вод от области питания к области разгрузки.

2.1.1.3. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА

Поглощение буровых и цементных растворов связано также с гидроразрывом пластов (ГРП). Физическая сущность и механизм гидроразрыва изучены главным обра­ зом в связи с выявлением возможностей увеличения продук­ тивности скважин. Давление разрыва и направление развития трещин зависят от вертикального и бокового горного давле­ ния, наличия естественной и искусственной трещиноватости, значения давления в поровом пространстве, пористости, про­ ницаемости горных пород и вязкости жидкости разрыва, по­ дачи насосов. Разрыв пласта сопровождается одновременно тремя явлениями: упругой и пластической деформацией гор­ ных пород, движением вязкой жидкости или суспензии по трещине, фильтрацией жидкости в горных породах.

ГРП в песчано-глинистых толщах прогибов и впадин на небольших глубинах происходят при давлениях столба буро­ вого раствора, значительно меньших геостатических давле­ ний. С глубиной давления ГРП возрастают и на больших глу­ бинах приближаются к геостатическому давлению (рис. 2.2). Подобное явление наблюдается и в районах спокойного зале­ гания горных пород, где проявление тектонических напряже­ ний маловероятно, и в районах напряженной складчатости. Возрастание давлений ГРП с глубиной различные исследова­ тели объясняют по-разному.

а

б

в

Рис. 2.2. График изменения плотностей р поглощения промывочных жидкос­ тей Западно-Туркменской впадины:

а - Котур-Тепе; б - Барса Гельмес; в - Челекен

По многим данным, боковые составляющие напряжений в породах ох, ау меньше вертикальной составляющей о2 на зна­ чение коэффициента бокового распора:

ох = оу = ао2

Величина а зависит от коэффициента Пуассона v для рас­ сматриваемой породы.

Предполагается, что с глубиной под действием больших геостатических давлений и температур породы становятся более пластичными, и ох, оу и о2 постепенно выравниваются, что может обусловить увеличение давлений ГРП. Согласно этой точке зрения, образующиеся в пластах трещины гидро­ разрыва должны быть преимущественно вертикальными.

С.А. Христианович, Ю.П. Ж елтов и Г.И. Баренблатт счи­ тают, что ГРП при давлении меньше геостатического проис­ ходит при изменении напряженного состояния горных пород в приствольной зоне скважины. Вскрытие скважиной глинис­ тых пластов приводит к выдавливанию глин в скважину си­ лами упругого сжатия их скелета и поровых вод. В результа­ те этого напряжения вблизи скважины уменьшаются. Из-за уменьшения влагонасыщенности глины с глубиной становятся менее пластичными и не выдавливаются в скважину. Поэтому первоначальное напряженное состояние горных пород в приствольной зоне скважин изменяется мало, и давления ГРП

с глубиной возрастают и приближаются к геостатическому давлению. Трещины гидроразрыва могут быть горизонталь­ ными.

Рассмотренные причины ГРП при давлениях меньше геостатических позволяют объяснить многие особенности ГРП в осадочных толщах. Так, в монолитной однородной толще пород напряжения в приствольной зоне скважины почти не меняются, и для ее гидроразрыва необходимо создать давле­ ние в скважине, близкое или превышающее геостатическое. Если ствол скважины длительное время не закреплен колон­ ной, то деформации глинистых пластов увеличиваются, на­ пряжения в породах вблизи ствола скважины снижаются, что приводит к уменьшению давления ГРП.

Напряженное состояние горных пород в различных тек­ тонических зонах различно не только по площади, но и по разрезу. Это во многом определяет значения давлений и ме­ ханизм ГРП. В зонах сжатия давления ГРП при прочих рав­ ных условиях могут быть больше, чем в зонах растяжения горных пород.

При визуальных наблюдениях результатов ГРП на нефтешахте № 3 Ярегского месторождения Коми установлено, что трещина гидроразрыва может иметь раскрытость до 20 мм и достигать длины нескольких десятков метров. Развитие тре­ щин происходит по плоскости естественных нарушений.

На значение давления ГРП большое влияние оказывают реологические свойства жидкостей: чем больше значения ди­ намического напряжения сдвига и структурной вязкости жидкости, тем при меньших давлениях возникают ГРП. Свя­ зано это с тем, что слабофильтрующиеся жидкости оказыва­ ют большее гидродинамическое давление на стенки трещин разрыва, чем менее вязкие и легко фильтрующиеся в породы жидкости.

Буровые и цементные растворы создают повышенное дав­ ление на пласт, что иногда приводит к ГРП и поглощению жидкости.

Буровые и цементные растворы по своим физическим, структурно-механическим свойствам в процессе расширения трещины значительно отличаются от жидкостей разрыва, применяемых в нефтедобыче. Они также являются вязкопла­ стическими жидкостями, но имеют высокую водоотдачу.

Водоотдача цементного раствора может быть в десятки раз больше водоотдачи бурового раствора на водной основе.

Цементные растворы при наличии пористой (трещино­ ватой) проницаемой среды склонны не только отфильтровы­

вать свою, но и пропускать через себя постороннюю воду. Цементные растворы обладают способностью загустевать, схватываться и превращаться в прочный камень. Все эти свойства находятся в тесном взаимодействии между собой. Водоотдача цементных растворов, особенно не обработан­ ных химическими реагентами, очень высока и зависит от природы самого вяжущего вещества, его удельной поверхно­ сти, условий, в которых они находятся, водоцементного о т­ ношения и других факторов. Через цементное тесто может профильтровываться такое количество воды, которое в не­ сколько раз превышает его объем. В то же время общая по­ теря цементным раствором воды приводит к более быстрому его загустеванию и схватыванию, создавая таким образом барьер, препятствующий дальнейшему проникновению рас­ твора в трещину.

ГРП вызывают и другие технологические факторы. Так, спуск бурильного инструмента в скважину с повышенной скоростью приводит к возникновению дополнительных гид­ родинамических давлений в стволе скважины, что нередко является причиной раскрытия трещин в породах и поглоще­ ния бурового раствора.

Таким образом, на давления ГРП влияют как геологичес­ кие особенности разрезов, так и технологические факторы. В таких условиях прогноз давления ГРП в бурящихся сква­ жинах связан со значительными трудностями.

При бурении разведочных скважин и отсутствии доста­ точного количества промысловых данных о гидравлических разрывах пластов можно пользоваться значением модуля гра­ диента давления гидравлического разрыва пластов близлежа­ щих площадей.

2.1.1.4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОГЛОЩАЮЩЕГО ПЛАСТА

Поглощение бурового раствора в скважинах обусловливается проницаемостью, пористостью, прочностью коллектора, пластовым давлением, объемом закачиваемого бурового раствора и его качеством.

При превышении давления в стволе скважин** над давле­ нием в пласте, вскрытом при бурении, раствор из скважИНы, преодолевая местные гидравлические сопротивления, будет проникать в поры, каналы и трещины пород. Снижение Дав­ ления в скважине по сравнению с пластовым приводит к

движению жидкости из пласта в скважину, т.е. к водонефтегазопроявлениям. Поэтому один и тот же пласт может быть поглощающим или проявляющим.

Возникновение поглощения также зависит от способа и технологии бурения. Механическое воздействие (удары, виб­ рации) бурильного инструмента на стенки скважины или большие избыточные давления могут вызвать поглощение бурового раствора в ранее изолированные или не проявив­ шие себя во время вскрытия горизонты.

В зависимости от толщины и прочности плотного участка породы или цементного камня, значения и цикличности на­ грузок, воздействующих на него, разрушение может про­ изойти в различные моменты: при спуске или подъеме бу­ рильного инструмента, восстановлении циркуляции, бурении, спуске или цементировании эксплуатационной колонны и т.п.

Другими технико-технологическими причинами, способст­ вующими возникновению поглощения бурового раствора, являются все факторы, вызывающие увеличение давления в затрубном пространстве при промывке скважины.

Явление поглощения связано с вскрытием проницаемых или (и) слабых пластов при бурении скважины и представля­ ет собой движение бурового раствора или цементного рас­ твора из ствола скважины в пласт под действием избыточно­ го (по сравнению с пластовым) гидростатического (гидроди­ намического) давления, возникающего в скважине в процессе ее проводки.

Факторы, влияющие на возникновение поглощений буро­ вого раствора и определяющие направление дальнейших ра­ бот, можно разделить на две группы.

1. Геологические факторы — тип поглощающего пласта, его мощность и глубина залегания, недостаточность сопро­ тивления пород гидравлическому разрыву, значение пластово­ го давления и характеристика пластового флюида.

2. Технологические факторы — количество и качество по­ даваемого в скважину бурового раствора, способ бурения, скорость проведения спускоподъемных операций и др.

Поглощения начинаются при условии, что вскрытые плас­ ты обладают достаточно высокой гидропроводностью и пе­ репад давления между скважиной и поглощающим пластом выше определенного его значения, называемого критичес­ ким.

В случае недостаточной прочности горных пород происхо­ дит гидроразрыв.

Впервые задача о движении в пористой среде вязкопласти­ ческой жидкости была рассмотрена Р.И. Шищенко.

Его формула для определения глубины проникновения в пласт имеет вид

7 = *УДр

(2.3)

где к' — опытный коэффициент; d — диаметр зерен, слага­ ющих поглощающий пласт; Ар — перепад давления между пластом и скважиной; Р — коэффициент формы; т0 — пре­ дельное динамическое напряжение сдвига.

Я.А. Шварц глубину проникновения бурового раствора в пласт предложил определять по формуле

1=к - 1 ^

(2.4)

где к —коэффициент, зависящий от формы обтекаемых час­ тиц; Н — глубина поглощающего пласта; у — плотность бу­ рового раствора; d^ — эффективный диаметр обтекаемых частиц; i — геометрический уклон пласта, определяемый уг­ лом его падения.

А.Х. Мирзаджанзаде получена формула для определения глубины проникновения вязкопластической жидкости в по­ ристую среду:

(2.5)

где Ар — перепад давления; к — проницаемость; d — по­ стоянный коэффициент; т0 — предельное напряжение сдвига буровой жидкости.

Движение бурового раствора в поглощающем пласте под­ чиняется сложным законам.

Согласно формулам Дарси и Дюпюи, при фильтрации во­ ды в гранулярных коллекторах зависимость расхода жидкос­ ти от перепада давления принимается линейной, и индика­ торная линия, построенная в координатах расход жид­ кости — перепад давления, представлена прямой. Однако для отдельных образцов пород зависимость скорости фильтра­ ции от изменения давления нелинейна. При этом скорость фильтрации растет быстрее давления. Такое отклонение от линейного закона объясняют влиянием “защемленного" воз­ духа, который по мере повышения давления или удаляется, или сжимается, увеличивая водопроницаемость породы.

Е.Е. Керсис рекомендует для радиальных потоков исполь­ зовать комбинированные зависимости, учитывающие наличие линейного закона фильтрации для внешней зоны области де­ прессии, где движение ламинарно, и квадратичный закон внутренней зоны, где движение турбулентно, т.е. зависимости типа

р = аО + ЬО2,

где р — давление на стенке скважины; а, Ъ — коэффициен­ ты, зависящие от параметров пласта и показателей закачива­ емой жидкости.

Эта зависимость остается справедливой и для течения вяз­ копластичной жидкости.

Однако и двучленное уравнение не может отобразить все­ го разнообразия особенностей поглощающего пласта.

Течение жидкости в трещиноватых пластах на основе ис­ пользования представления о двойной пористой среде рас­ смотрены Г.И. Баренблаттом и Ю.П. Желтовым. Согласно их мнению, поглощающие пласты могут быть представлены в виде трещин и блоков, которые условно объединяются в по­ ристую среду с высокой проницаемостью, где роль поровых каналов играют трещины, а роль зерен — блоки породы, и низкопроницаемую пористую среду, представленную собст­ венно блоками.

При этом считается, что в любой точке пространства имеются два давления и две скорости фильтрации, соответст­ вующие пористым средам. Фильтрация жидкости по обеим пористым средам подчиняется закону Дарси, но коэффици­ енты проницаемости для сред различны.

Такое модельное представление оказывается полезным при описании поведения деформируемых упругих пород с высо­ коразвитой трещиноватостью и позволяет описать некото­ рые виды индикаторных кривых

О = f(Ap).

На основе модели с начальным градиентом давления в блоках В.И. Мищевич выдвинул предположение о наличии трех законов фильтрации в поглощающих пластах: посколь­ ку поглощающие пласты представлены трещиноватыми, ка­ вернозными и пористыми зонами, то при их вскрытии наи­ более вероятно предположение, что фильтрация жидкости в этих породах происходит одновременно по различным зако­ нам. В первой — трещиноватой и кавернозной среде — по квадратичному закону Шези — Краснопольского, во второй —

среднепористой — по закону Дарси, в третьей — мелкопо­ ристой — по закону фильтрации с начальным градиентом давления в порах разного размера. Предложена формула для описаний процесса фильтрации в поглощающий пласт:

(2.6)

где О — интенсивность поглощения; Кх — коэффициент про­ дуктивности (приемистости) для первой среды при турбу­ лентном течении жидкости, характеризующий проницаемость этой среды, мощность пласта, радиус скважины, инерцион­ ные сопротивления, размеры трещин и каверн; К2 — коэф ф и ­ циент продуктивности (приемистости) для второй среды; К3 — коэффициент продуктивности (приемистости) для тре­ тьей среды, характеризующий мощность пласта, отдельные показатели жидкости и т.д. Согласно этой модели формы индикаторных кривых, которые в прямоугольных координа­ тах Ар — О могут быть прямыми, выпуклыми, вогнутыми к оси О или 5-образными, имеющими при малых перепадах давления прямую или выпуклую часть, затем с ростом давле­ ния переходящими в вогнутые к оси расходов, зависят от характера проницаемости пласта при различных давлениях. При малых перепадах давления фильтрация жидкости через мелкопористую породу происходит в малом объеме. Через среднепористую породу жидкость фильтруется по закону Дарси.

При увеличении перепада давления расход жидкости через каверны и трещины увеличивается, через среднепористую породу жидкость продолжает фильтроваться по закону Дар­ си, и к фильтрационному потоку подключаются мелкопорис­ тые элементы породы. Различные соотношения между про­ ницаемостью указанных типов пород и перепадом давления определяют многообразие видов индикаторных кривых, На­ блюдаемых на практике.

Оценка гидродинамических характеристик поглощающих пластов в соответствии с существующими модельными пред­ ставлениями требует информации о кривых восстановления давления, т.е. О = f(Ap). Однако в процессе бурения имеются большие трудности непрерывного контроля изменения Ин­ тенсивности поглощения, и получение кривых О = f(Ap) требует специальных исследований.