Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
229
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.75 Mб
Скачать

4.4.5. Фильтрационно-коркообразующие свойства

Столб промывочной жидкости, заполняющей скважину, создает гидростатическое давление, которое, как правило, превышает давление пластовых флюидов, находящихся в порах горных пород. Поскольку все горные породы в той или иной мере проницаемы, то при вскрытии их бурением под воздействием перепада давления происходит проникновение дисперсионной среды промывочной жидкости в околоствольное пространство. Поток дисперсионной среды перемещает частицы твердой фазы в направлении стенок скважины и если размеры определенной части этих частиц находятся в диапазоне от чуть меньшего размера самых крупных пор до одной трети этого размера, то они застревают в суженных горловинах входа в поры и закупоривают их. Как только происходит закупорка входов в поры, в приствольной зоне порового пространства задерживаются и более мелкие частицы твердой фазы, образуя так называемую внутреннюю фильтрационную корку. Затем эти частицы откладываются уже непосредственно на стенках скважины и, таким образом, формируется наружная фильтрационная корка, через которую в околоствольное пространство поступает только фильтрат промывочной жидкости.

Следует отметить, что распространение фильтрата промывочной жидкости в радиальном направлении абсолютно не желательно, особенно при проходке слабосцементированных, рыхлых пород и вскрытии продуктивных песчано-глинистых пластов.

Поступление фильтрата промывочной жидкости в слабосцементированные и рыхлые породы вызывает их дополнительное увлажнение и связанные с этим обвалы, осыпи стенок скважины, частые и длительные проработки ее ствола, прихваты бурильной колонны и др.

Проникновение фильтрата в продуктивные песчано-глинистые пласты приводит к набуханию входящих в их состав глинистых минералов; образованию нерастворимых осадков, эмульсий и гелей, вызванному взаимодействием фильтрата с пластовыми флюидами, изменению вязкости последних и др. В результате снижается проницаемость приствольной зоны продуктивного пласта, что затрудняет вызов притока пластового флюида при освоении скважины и существенно уменьшает ее дебит, особенно в начальный период эксплуатации.

Полностью предупредить фильтрационные потери промывочных жидкостей на водной основе практически невозможно, их можно только минимизировать. Это достигается увеличением в промывочной жидкости доли прочносвязанной воды, которая настолько прочно удерживается частицами твердой фазы, что не может быть удалена из промывочной жидкости даже при огромных давлениях; снижением проницаемости образующейся на стенках скважин фильтрационной корки; повышением вязкости фильтрата и, соответственно, повышением сопротивления его движению в поровом пространстве и др.

Доля прочносвязанной воды увеличивается с ростом адсорбционной активности твердой фазы промывочной жидкости и вводимых в нее химических реагентов, а также с повышением концентрации названных компонентов.

Адсорбционная активность глин и органических реагентов, т.е. способность их связывать воду, может быть оценена по величине адсорбции ими метиленовой сини (МС).

Известно, что максимальное количество связанной воды в глинах соответствует влажности их набухания. Максимальная влажность набухания бентонита в зависимости от состава его обменного комплекса находится в пределах от 1,3 до 2,3 г/г или от 3,4 до 6,0 см3/см3, а масса воды, связываемая органическими реагентами, составляет, например, для КМЦ-500 – 7,6 г/г; метаса – 14,68 г/г; М-14ВВ – 16,7 г/г.

Для проявления промывочной жидкостью способности образовывать фильтрационную корку гранулометрический состав ее твердой фазы должен подбираться с учетом размеров поровых каналов разбуриваемых пластов. Так, если размеры поровых каналов будут превосходить размеры частиц твердой фазы, то последние будут свободно проникать в поровое пространство вместе с дисперсионной средой, вызывая кольматацию приствольной зоны скважины твердой фазой; при размере частиц твердой фазы большем размеров поровых каналов они будут смываться со стенок скважины восходящим потоком промывочной жидкости и только при указанном выше соотношении размеров поровых каналов и частиц твердой фазы на стенках скважины будет формироваться фильтрационная корка. Что же касается проницаемости фильтрационной корки, то известно, что она снижается с уменьшением среднего размера частиц твердой фазы и с расширением интервала их гранулометрического распределения от частиц чуть меньших размеров самых крупных пор до частиц коллоидных размеров. При отсутствии данных о размерах поровых каналов, максимальные размеры частиц твердой фазы, обеспечивающие их закупоривание, можно выбрать, ориентируясь на проницаемость разбуриваемых пород: частицы размером менее 2 мкм обеспечивают закупоривание пород проницаемостью до 0,1 мкм2; частицы размером 10 мкм – сцементированных пород проницаемостью от 0,1 до 1,0 мкм2, а частицы размером 74 мкм – песков проницаемостью до 10 мкм2. Промывочная жидкость, содержащая частицы твердой фазы от коллоидных размеров до размеров равных 74 мкм, способна образовывать фильтрационную корку на поверхности любых пластов, за исключением гравийных и пластов с открытыми трещинами.

Проницаемость фильтрационных корок существенно снижается при обработке промывочных жидкостей химическими реагентами – понизителями фильтрации. К реагентам этой функциональной группы относятся в основном высокомолекулярные вещества (полимеры). Молекулы полимерных реагентов, несущие собственные гидратные оболочки, имеют достаточно большие размеры, поэтому, встраиваясь в свободное пространство между твердыми частицами фильтрационной корки, они чисто механически снижают ее проницаемость. Присутствие в фильтрационной корке макромолекул длинноцепочечных полимеров приводит и к пластификации ее поверхности, в результате чего она становится менее подверженной эрозионному воздействию восходящего потока промывочной жидкости. Однако следует знать, что наличие в промывочной жидкости полимерных реагентов, обладающих флокулирующей способностью, может вызвать увеличение проницаемости фильтрационной корки вследствие того, что ее структура становится рыхлой.

Для того чтобы положительные стороны коркообразования проявлялись в полной мере, формируемая на стенках скважины фильтрационная корка должна быть не только малопроницаемой, но еще достаточно тонкой и прочной. Это обусловлено тем, что толстая фильтрационная корка сама может послужить причиной ряда осложнений в процессе бурения, в частности, затяжек бурильной колонны при подъеме, чрезмерного крутящего момента при ее вращении, дифференциальных прихватов при остановках ее движения, импульсов давления при СПО и связанных с этим флюидопроявлений и поглощений промывочной жидкости.

Вероятность образования толстых фильтрационных корок особенно велика при вскрытии высокопроницаемых пород с крупными порами, узком гранулометрическом распределении размеров частиц твердой фазы промывочной жидкости, а также при низкой адсорбционной активности твердой фазы (высоком содержании в промывочной жидкости свободной воды). В этом случае объем фильтрата, уходящего в околоствольное пространство, и толщина образующейся фильтрационной корки могут быть настолько значительными, что промывочная жидкость, как гетерогенная дисперсная система, полностью утрачивает свои свойства в течение одного цикла циркуляции.

Что же касается требований к прочности, то она должна быть достаточной для того, чтобы фильтрационная корка обладала способностью удерживать от обрушения в ствол скважины генетически слабосвязанные горные породы и противостоять эрозионному действию восходящего потока промывочной жидкости.

При бурении имеют место два вида фильтрации: статическая, происходящая при остановках циркуляции промывочной жидкости в скважине, и динамическая – в условиях циркуляции. Очевидно, что по продолжительности своего проявления, последняя явно преобладает. Кроме того, динамическая фильтрация характеризуется и более высокой скоростью. По этим причинам основная часть фильтрата (около 95 %) поступает в околоствольное пространство скважины в динамических условиях, т.е. при циркуляции промывочной жидкости.

Если предположить, что под воздействием перепада давления фильтрационная корка уплотняться (сжиматься) не способна и ее проницаемость тем самым остается неизменной, то накопленный объем фильтрата в процессе статической фильтрации может быть рассчитан по следующей формуле

V = F [(k p / ) (V / Vк) t]0,5, (4.47)

где V – накопленный объем фильтрата, м3; F – площадь фильтрационной корки, м2; k – проницаемость фильтрационной корки, м2; p – перепад давления, Па;  – вязкость фильтрата, Пас; Vк – объем фильтрационной корки, м3; t – продолжительность фильтрации, с.

Так как Vк = F , где  – толщина фильтрационной корки в м, то

V = F [(k p / ) (V / F ) t]0,5. (4.48)

После преобразования (4.48) получим

V = k p F t /  . (4.49)

Скорость фильтрации (ф, м/с) равна объему фильтрата, проходящего через единицу площади фильтрационной корки (F, м2) в единицу времени (t, с)

ф = V / (F t). (4.50)

Таким образом, с учетом (4.49)

ф = (k / ) (p / ). (4.51)

Выражение (4.51) есть ничто иное, как линейный закон фильтрации Дарси, в соответствии с которым скорость фильтрации (ф) пропорциональна градиенту давления (p / ), обратно пропорциональна вязкости фильтрата () и зависит от структуры пористой среды, характеризуемой коэффициентом пропорциональности (k), который имеет размерность площади и называется проницаемостью.

Из (4.48) и (4.50) следует, что в условиях статической фильтрации, когда промывочная жидкость неподвижна, скорость фильтрации снижается, а толщина фильтрационной корки увеличивается со скоростью, затухающей во времени. Таким образом, через какой-то определенный промежуток времени скорость статической фильтрации вполне может стать равной нулю. Действительно, если даже допустить, что из промывочной жидкости может быть отфильтрована вся свободная вода, то в объеме скважины ее количество вполне ограниченно (конечно).

В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным (разрушающим) воздействием восходящего потока промывочной жидкости. При этом степень эрозии фильтрационной корки зависит от скорости сдвига, имеющей место при течении промывочной жидкости в кольцевом пространстве скважины, и от сопротивления, которое оказывают сдвигу верхние слои фильтрационной корки.

В момент вскрытия пласта бурением скорость фильтрации высока и фильтрационная корка быстро растет. После того как скорость роста корки становится равной скорости ее эрозии, толщина фильтрационной корки и скорость фильтрации сохраняются постоянными, т.е. наступает период так называемой равновесной динамической фильтрации. Продолжительность времени до наступления этого периода зависит от типа промывочной жидкости и скорости ее циркуляции в кольцевом пространстве скважины. При этом независимо от типа промывочной жидкости, с ростом скорости ее восходящего потока скорость равновесной динамической фильтрации увеличивается.

Таким образом, в динамических условиях скорость фильтрации не затухает во времени, как в статических условиях, а остается постоянной. Поскольку при этом объем циркулирующей промывочной жидкости, как правило, полуторократно превышает объем скважины и поддерживается постоянным, то при динамической фильтрации существенно выше и потенциальный объем фильтрата.

Все это указывает на почти полное отсутствие какой-либо взаимосвязи между показателями, характеризующими статическую и динамическую фильтрацию одной и той же промывочной жидкости. Например, с повышением содержания в промывочной жидкости глинопорошка, фильтрационные потери в статических условиях снижаются, а скорость динамической фильтрации при этом остается неизменной. Единственным общим фактором, определяющим скорость как статической, так и динамической фильтрации, является проницаемость фильтрационной корки.

Между тем фильтрационно-коркообразующие свойства промывочных жидкостей традиционно характеризуют лишь показателем статической фильтрации и толщиной фильтрационной корки.

Показатель фильтрации (Ф, см3/30 мин) численно равен объему фильтрата, прошедшего за 30 минут через фильтрационную корку диаметром 75 мм при определенном перепаде давления (р). В нашей стране показатель фильтрации принято измерять с помощью прибора ВМ-6 при р = 0,1 МПа.

Прибор ВМ-6 (рис. 4.12) состоит из плунжера 1, груза-шкалы 2, цилиндра 3 с ввернутой в него втулкой 4, иглы 5, фильтрационного стакана 6, основания 7, пробки 8, резиновой прокладки 9 и бумажного фильтра 10.

Рис. 4.12. Прибор ВМ-6

В комплект прибора входят бачок для масла емкостью 0,5 л, обеззоленная фильтровальная бумага или готовые фильтры диаметром 70 мм.

Техническая характеристика ВМ-6

Предел измерения показателя фильтрации за 30 мин при диаметре фильтра 75 мм, см3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Цена деления шкалы, см3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Погрешность измерения, см3 . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,5

Давление фильтрации, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1

Фактический диаметр фильтра, мм . . . . . . . . . . . . . . 53

Объем пробы промывочной жидкости, см3 . . . . . . . . . . 100

Выполнение опыта. Отвернуть цилиндр 3 от фильтрационного стакана 6, вынуть стакан из основания 7, вынуть пробку 8. Фильтрационный стакан и основание прибора промыть горячей водой и насухо вытереть. Плунжерную пару 2; 3 смазать индустриальным маслом И-30А, проверить плавность движения плунжера, закрыть иглу.

Смочить один или два заготовленных заранее фильтра водой, вложить их в основание прибора 7 и промокнуть сухим кружком фильтровальной бумаги.

Поверх подготовленного таким образом фильтра уложить резиновую прокладку 9, ввернуть фильтрационный стакан в основание, вставить пробку. Подготовить секундомер и положить его рядом с прибором.

Залить в фильтрационный стакан предварительно перемешанную пробу промывочной жидкости, не доливая до края на 3–4 мм.

Навернуть цилиндр 3 на стакан. Налить в цилиндр индустриальное масло И-30А, не доливая до верхнего края втулки на 10 мм. Во избежание смешивания масла с промывочной жидкостью его следует наливать слабой струей так, чтобы оно стекало по внутренним стенкам цилиндра.

Вставить плунжер 1 в цилиндр 3. Приоткрыть иглу 5 и, вращая плунжер рукой за накатку на грузе, подвести нулевое деление шкалы 2 к отсчетной риске на верхнем крае втулки 4. Если нулевое деление шкалы опустится ниже риски, то фактическое начальное показание прибора по шкале нужно принять за нулевое, вычитая его из всех промежуточных и окончательного отсчетов.

В момент вытаскивания пробки 8 включить секундомер. Все операции от заполнения стакана промывочной жидкостью до пуска секундомера следует производить с минимальной продолжительностью, чтобы исключить возможность осаждения на фильтре частиц дисперсной фазы под действием силы тяжести и искажения вследствие этого результатов измерений.

Через 30 мин взять отсчет, все это время периодически, вначале чаще, вращая плунжер 2 рукой за накатку на грузе.

После взятия отсчета открыть иглу 5, выпустить масло в чашку цилиндра и при открытой игле вынуть из него плунжер. Затем закрыть иглу, отвернуть цилиндр от стакана и слить масло из чашки в масляный бачок.

Вылить содержимое фильтрационного стакана 6 и промыть его, подставив горловину под слабую струю воды. После этого вылить воду и отвернуть стакан от основания прибора 7.

Извлечь фильтр 10 с образовавшейся на нем фильтрационной коркой и измерить ее толщину.

Известно, что если пренебречь небольшой ошибкой при значениях времени, близких к нулю, то в условиях статической фильтрации промывочной жидкости через фильтровальную бумагу объем фильтрата пропорционален корню квадратному из времени фильтрации

Ф30 – Ф0 = (Фt – Ф0) [(30)0,5 / (t)0,5], (4.52)

где Фt – величина показателя фильтрации в см3 по истечение t минут с момента начала фильтрации; Ф0 - величина ошибки при значениях времени, близких к нулю,см3; Ф30 – величина показателя фильтрации в см3 за стандартное время замера, равное 30 мин.

Ошибка при значениях времени, близких к нулю, возникает в результате способности мельчайших частиц твердой фазы промывочной жидкости проходить через фильтровальную бумагу, прежде чем произойдет закупоривание ее пор. При измерениях это проявляется в скачке показаний прибора ВМ-6 от нуля до определенного значения, которое называют мгновенной фильтрацией (Ф0, см3). После этого через фильтровальную бумагу проникает только фильтрат.

Использование зависимости (4.52) в практических целях позволяет существенно ускорить процесс определения показателя фильтрации. Так, если принять t = 7,5 мин, то Ф30  2 Ф7,5. Таким образом, для приближенной оценки показателя фильтрации за стандартное время замера (Ф30) достаточно взять отсчет по шкале прибора ВМ-6 через 7,5 мин (Ф7,5) с момента начала фильтрации и умножить его на два.

Для определения показателя фильтрации, значения которого выходят за пределы шкалы прибора ВМ-6, а также для прогнозирования величины показателя фильтрации по любому произвольному значению времени с момента начала фильтрации, можно воспользоваться следующей формулой, вытекающей из формулы (4.52)

Ф30  Фt [5,477 / (t)0,5]. (4.53)

При этом следует помнить, что условия образования фильтрационной корки при любом ускоренном способе определения показателя фильтрации по времени не соответствуют стандартным, в связи с чем ее количественная и качественная характеристики не являются показательными.

Из (4.52) также следует, что значение мгновенной фильтрации промывочной жидкости может быть найдено как

Ф0 = 2 Ф7,5 – Ф30. (4.54)

Для повышения вероятности выравнивания давления в призабойной зоне пласта или трещине отрыва до величины гидродинамического давления в скважине, и обеспечения тем самым роста механической скорости бурения и проходки на долото, ВНИИКРнефть рекомендует, чтобы Ф0  3 см3.

Согласно уравнению (4.47) при статической фильтрации накопленный объем фильтрата (V) должен быть пропорционален (р)0,5. В действительности же это условие никогда не выполняется, так как фильтрационная корка способна сжиматься и тем больше, чем больше перепад давления. Таким образом, очевидно, что проницаемость фильтрационной корки с повышением перепада давления снижается. Величина показателя степени при р разная для разных промывочных жидкостей, но всегда меньше 0,5, и определяется способностью их фильтрационных корок оказывать сопротивление сжатию.

Для измерения показателя фильтрации при более высоком, чем в ВМ-6, перепаде давления, что, несомненно, повышает достоверность оценки показателя фильтрации, используют фильтр-пресс ФЛР-1. Создаваемый в нем перепад давления равен 0,7 МПа, что является стандартной величиной при измерении показателя фильтрации в зарубежной практике.

Фильтр-пресс ФЛР-1 (рис. 4.13) состоит из фильтрационного стакана 1, крышки 2 с отверстием, сетчатого фильтра 3, баллона 4 с инертным газом давлением до 15 МПа, редуктора 5 для снижения давления от 15 до 0,7 МПа, регулировочного винта 6, манометров низкого и высокого давлений, перепускного клапана 7 с винтом 8 и измерительного цилиндра 9.

Рис. 4.13. Фильтр-пресс ФЛР-1

Техническая характеристика ФЛР-1

Предел измерения показателя фильтрации за 30 мин при диаметре фильтра 75 мм, см3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

Погрешность измерения, см3 . . . . . . . . . . . . . . . . . .  0,5

Давление фильтрации, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,7

Фактический диаметр фильтра, мм . . . . . . . . . . . . . . . 53

Объем пробы промывочной жидкости, см3 . . . . . . . . . . 150

Выполнение опыта. Снять фильтрационный стакан, вывернуть крышку, промыть их водой и насухо вытереть. Смочить водой бумажный фильтр и промокнуть его сухой фильтровальной бумагой. Отвернуть полностью регулировочный винт редуктора и завернуть до упора винт перепускного клапана.

Залить в стакан предварительно перемешанную пробу промывочной жидкости, установить уплотнительное кольцо, на него положить подготовленный бумажный фильтр, затем сетчатый фильтр, закрыть стакан крышкой и установить его в рабочее положение поворотом на бобышке на 90 град. Под отверстие в крышке стакана подставить измерительный цилиндр объемом 10 или 50 см3 в зависимости от предполагаемой скорости фильтрации.

Отвернуть вентиль баллона, поворотом регулировочного винта редуктора по часовой стрелке установить давление на выходе из редуктора 0,7 МПа. Отвернуть винт перепускного клапана на 3,5 оборота и одновременно включить секундомер.

Через 30 мин убрать из-под стакана измерительный цилиндр, завернуть до упора винт перепускного клапана, закрыть вентиль баллона, снять стакан, вывернуть крышку, извлечь уплотнительное кольцо и фильтры, вылить промывочную жидкость.

Взять отсчет по шкале измерительного цилиндра и определить значение показателя фильтрации, умножив объем полученного фильтрата в см3 на два, так как площадь фильтрации ФЛР-1 в два раза меньше площади стандартного фильтра диаметром 75 мм.

Однако следует знать, что в целом скорость фильтрации к перепаду давления значительно менее чувствительна, чем к температуре. Рост температуры приводит к существенному увеличению скорости фильтрации по нескольким причинам. Во-первых, с увеличением температуры снижается вязкость фильтрата. Это, в свою очередь, вызывает снижение гидравлических сопротивлений при движении фильтрата в поровых каналах фильтрационной корки (пласта), в результате чего накопленный объем фильтрата увеличивается, при этом степень этого увеличения можно оценить по следующей формуле

V2 = V1 (1 / 2)0,5. (4.55)

Так, известно, что вязкость воды при температуре 20,2 С равна 1 мПас (1), а при температуре 80 С она снижается до 0,356 мПас (2). Следовательно, если показатель фильтрации, например, глинистого раствора при комнатной температуре равен 10 см3/30 мин (V1), то при температуре 80 С он увеличится только за счет снижения вязкости фильтрата в (1/0,356) 0,5 раза и станет равным 16,8 см3/30 мин (V2).

Во-вторых, с повышением температуры значительно возрастает степень флокуляции частиц твердой фазы промывочных жидкостей, что, как отмечалось выше, вызывает увеличение проницаемости их фильтрационных корок.

В-третьих, при высоких температурах возможна термодеструкция химических реагентов – понизителей фильтрации, приводящая к полной потере их функций и, соответственно, к резкому росту фильтрационных потерь.

Таким образом, существенное влияние температуры и перепада давления на скорость фильтрации, очевидно. В этой связи, кроме прибора ВМ-6 и фильтр-пресса ФЛР-1, для измерения величины показателя фильтрации используют еще и установку УИВ-2, позволяющую проводить испытания при температуре до 250 С и перепаде давления до 5 МПа. О сложности установки УИВ-2, масса которой составляет 125 кг, можно судить по одному лишь перечислению ее основных узлов: автоклав, печь, холодильник, привод, манометр, манифольд, потенциометр, регулятор напряжения, промежуточный баллон и др.

Следует отметить, что в отличие от УИВ-2 зарубежные высокотемпературные фильтр-прессы высокого давления имеют гораздо меньшую массу и меньшие габариты, однако при этом создаваемые температура и перепад давления не превышают соответственно 148,9 С и 3,51 МПа.

Для измерения толщины фильтрационной корки можно использовать прибор ВИКА ИВ-2, металлическую линейку с миллиметровыми делениями и предпочтительнее всего штангенциркуль с глубиномером.

Порядок измерения толщины фильтрационной корки рассмотрим на примере прибора ВИКА ИВ-2 (рис. 4.14), который состоит из основания 1, стойки 2, в гнезде которой свободно перемещается шток 3, шкалы с миллиметровыми делениями 4, винта 5, держателя 6, указателя 7, пружинного рычага 8 и пестика 9.

В ы п о л н е н и е о п ы т а. Поверхностные слои фильтрационной корки, полученной в процессе определения показателя фильтрации прибором ВМ-6 или фильтр-прессом ФЛР-1, смыть слабой струей воды, после чего положить на стеклянную пластинку и вместе с ней – на основание прибора ВИКА ИВ-2.

Освободив шток нажатием на пружинный рычаг, упереть пестик в поверхность стекла, отвернуть винт, переместить держатель до совпадения указателя с нулем шкалы, завернуть винт.

Рис. 4.14. Прибор

ВИКА ИВ-2

Приподнять пестик и привести его в соприкосновение с поверхностью фильтрационной корки. Затормозив шток пружинным рычагом, взять отсчет по шкале прибора.

Перемещая стеклянную пластинку с фильтрационной коркой по основанию прибора, измерить толщину корки в шести точках и вычислить ее среднее значение.

По рекомендациям ВНИИКРнефти для неутяжеленных промывочных жидкостей величина показателя фильтрации по ВМ-6 при комнатной температуре не должна превышать

Ф  [(6103 / ) + 3], (4.56)

где  – плотность промывочной жидкости, кг/м3.

При этом в условиях высоких температур и давлений величина показателя фильтрации (Фt, p) не должна превышать 15 см3/30 мин.

Устойчивые породы низкой проницаемости, в частности, абсолютное большинство магматических горных пород, можно разбуривать без регламентирования значений показателя фильтрации. Однако следует помнить, что глины, глинистые сланцы, аргиллиты и алевролиты, несмотря на их весьма низкую проницаемость, обладают высокой адсорбционной активностью по отношению к воде и в результате адсорбционно-осмотических процессов способны впитывать ее в себя даже при отсутствии гравитационной фильтрации. Поэтому для минимизации гидратации, набухания и размокания таких пород необходимо использовать промывочные жидкости с минимально возможным содержанием свободной воды и высокой ингибирующей способностью, т.е. с максимально инертным по отношению к глинистым породам фильтратом.

Рассмотренный выше подход к регламентированию значений показателя фильтрации промывочных жидкостей справедлив только для статических условий. Более того, результаты испытаний могут быть ошибочными даже для этих условий. Так, накопленный объем фильтрата при фильтрации промывочной жидкости через фильтровальную бумагу может быть минимальным даже при отсутствии в ней твердых частиц с размерами, необходимыми для закупоривания входов в поры горных пород, тогда как фильтрационные потери в скважине будут в этом случае весьма значительными.

Что же касается подходов к регламентированию значений показателя статической фильтрации с позиций минимизации превалирующей в процессе бурения динамической фильтрации, то в связи с весьма ограниченным объемом экспериментальных исследований, выполненных в динамических условиях, таковые пока отсутствуют.

Между тем известно, что каждой промывочной жидкости соответствует своя собственная зависимость между скоростью динамической фильтрации и фильтрационными потерями при статической фильтрации.

Объясняется это тем, что для моделирования динамических условий необходимо сложное, громоздкое и дорогостоящее оборудование. Достаточно сказать, что единственный на сегодняшний день серийно выпускаемый прибор для определения динамической фильтрации (FANN Model 90 Dynamic Filtration System) имеет габаритные размеры 305х455х711мм, массу 77 кг и стоит около 50 тыс. долларов.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.