Фильтрационная корка

При бурении в проницаемых пластах необходимо регулировать фильтрационные свойства, чтобы предотвратить чрезмерное уменьшение фактического диаметра ствола вследствие образования толстой фильтрационной корки. Кроме того, толстая глинистая корка может стать причиной прихвата бурильной колонны, механизм которого известен под названием прихват под действием перепада давления . Этот механизм проявляется [c.26]

Фильтрационные свойства, т. е. свойства, связанные с проникновением компонентов раствора в контактирующие с ним горные породы и пласты с образованием фильтрационной корки. Для характеристики этих свойств измеряют показатель фильтрации и толщину корки. [c.38]

Здесь - начальный расход суспензии при =0. Экспериментальные данные и расчеты по формуле (2.7) показывают, что с увеличением проницаемости пористой среды возрастает и проницаемость фильтрационной корки. Таким образом, [c.110]

Важная характеристика смазочной способности растворов— коэффициент трения в паре бурильная труба фильтрационная корка. Существуют различные приборы для измерения силы трения (коэффициента трения) или при движении трубы по корке, или в момент ее страгивания. [c.40]

В процессе закачки таких суспензий в скважины происходит отложение твердых частиц в призабойной зоне пласта с образованием фильтрационной корки. [c.109]

С учетом полученных данных по формуле (2.7) рассчитывалась проницаемость фильтрационной корки. Как и следовало ожидать, при равенстве всех прочих условии проницаемость корки зависит только от параметра С. Величина К особенно сильно меняется в начале фильтрации суспензии, в период формирования корки, при 0>10 мг/см она меняется незначительно. В конце опытов К становится равной 0,1 —0,2 мД. [c.113]

Расчет толщины корки по формуле (2.5) показал, что при фильтрации малоконцентрированных суспензий отложившийся на поверхности породы слой твердых частиц можно называть фильтрационной коркой только условно, так как толщина. этого слоя зачастую не превышает 150 — 200 мк. Так, при уменьшении расхода жидкости в результате прокачки суспензии в 100 раз толщина корки составляет всего 170 мк. Причем эти расчеты проводились в предположении, что происходит только наружная кольматация, в то время как проникновение твердых частиц в поры пласта и отложение их там имеют место почти во всех случаях закачки в нагнетательные скважины воды, содержащей механические примеси. В наших опытах частицы размером 8 лк и менее составляют 50% при среднем размере пор 11-15 лк. Правда, присутствие электролитов в растворе в указанных количествах способствует коагуляции [c.113]

В тех случаях, когда количество твердых частиц, отложившихся на единице фильтрационной поверхности, меньше 10 лг/ V, толщина корки не превышает 50 — 60 мк. Поэтому падение расхода в процессе фильтрации мало концентрированной суспензии (особенно в начале), видимо, не связано с образованием корки весьма малой проницаемости (как это имеет место, например, при фильтрации глинистого раствора), а является следствием закупорки отдельных перовых каналов твердыми частицами. Только после длительной прокачки мало концентрированной суспензии формируется фильтрационная корка, проницаемость которой зависит от количества отложившихся частиц, давления нагнетания, размера пор и мех примесей. [c.115]

Рис. 2.10 Зависимость проницаемости фильтрационной корки от количества твердых частиц.

Рис. 2.4. Лабораторные исследования, показывающие образование фильтрационной корки на поверхности песчаника

Результаты опытов этой серии во многом совпадают с результатами опытов второй серии, однако проницаемость фильтрационной корки в третьем опыте оказалась в 3 — 5 раз ниже, что объясняется более низкой проницаемостью породы по сравнению с кернами второй серии опытов. [c.119]

Как установлено В.В. Касперским и другими исследователями, увеличение перепада давления свыше 2-3 МПа практически не влияет на скорость фильтрации жидкостей, особенно при содержании в них мелкодисперсных твердых утяжелителей. Последнее связано с предельным уплотнением. фильтрационной корки, создаваемой ими на фильтрационной поверхности. Ввиду этого, в отечественной лабораторной практике фильтрацию обратных эмульсий на приборе ПФП-200, как правило, исследуют при перепаде давления 2, 5 МПа. [c.52]

Сопротивление фильтруюш ей основы (например, бумаги) здесь выражено тем объемом фильтрата 5 о, который мог бы быть собран за время необходимое для образования фильтрующего слоя с данным сопротивлением к — константа фильтрации, отражающая сжимаемость корок под влиянием перепада давления р. Эта константа определяется как угловой коэффициент прямой, которой может быть выражено уравнение (У1.8) после дифференцирования по 5 (при постоянном 5 о) После этого может быть вычислено удельное сопротивление фильтрационной корки г [c.276]

Для всех этих свойств установлены некоторые общие закономерности [13]. Было показано, что трение при движении труб по фильтрационной корке ( страгивающее усилие ) определяется прочностью структуры в слое, расположенном вблизи поверхности контакта. Этим трение по корке отличается от трения по твердым телам, где усилия сосредоточены непосредственно на поверхности раздела. Это придает расчетным коэффициентам трения формальный характер, вследствие чего в таблице 23 они обозначены как условные. [c.286]

Образование тонкой фильтрационной корки низкой проницаемости, которая перекрывает поры и другие отверстия в разбуриваемых породах. [c.12]

Для того чтобы предотвратить приток пластовых флюидов в скважину и образовать на стенках ее ствола тонкую фильтрационную корку низкой проницаемости, давление столба бурового раствора должно превышать поровое давление (давление, создаваемое флюидами в порах пласта) как минимум на 1,4 МПа. На значение норового давления влияют глубина залегания пласта, плотность пластовых флюидов и геологические условия. В зависимости от геологических условий выделяют пласты с нормальным давлением, которые имеют несущий твердый скелет (в этом случае поровое давление зависит только от веса флюидов в вышележащих породах), и пласты с аномально высоким давлением, которые уплотнены не полностью и потому не имеют несущего твердого скелета (в этом случае поровые флюиды воспринимают полный вес или часть веса перекрывающих осадочных пород, а также вес находящихся в этих породах флюидов). Градиенты гидростатического давления пластовых флюидов изменяются от 9,7 до 11,8 кПа/м в зависимости от минерализации воды. [c.15]

Еще одним важным требованием, предъявляемым к буровому раствору, является его способность изолировать проницаемые пласты, вскрываемые долотом, путем образования тонкой малопроницаемой фильтрационной корки. Поскольку давление столба бурового раствора обычно превышает поровое давление, чтобы предотвратить приток в скважину пластовых флюидов, при отсутствии такой фильтрационной корки буровой раствор будет непрерывно проникать в проницаемый пласт. [c.25]

Скорость фильтрации и увеличение толщины фильтрационной корки зависят от возможности разрушения поверхности корки под воздействием жидкости или в результате механической эрозии, проявляющихся в процессе фильтрации. Когда раствор неподвижен, объем фильтрата и толщина корки увеличиваются пропорционально корню квадратному времени (и, следовательно, их рост замедляется). В динамических условиях [c.25]

Проницаемость фильтрационной корки зависит от гранулометрического состава твердой фазы раствора, а также от электрохимических условий. Обычно чем больше в растворе частиц коллоидного размера, тем меньше проницаемость корки. Присутствие в глинистых растворах растворимых солей резко повышает проницаемость фильтрационной корки, но некоторые органические коллоиды позволяют добиться низких проницаемостей корки даже в присутствии насыщенных солевых растворов. Понизители вязкости обычно снижают проницаемость корки, так как они вызывают разрушение глинистых комочков на мельчайшие частицы. [c.26]

Хорошие фильтрационные свойства необходимы также при бурении в несцементированных песках, которые осыпаются в ствол скважины, если их не защитить быстрообразующейся фильтрационной коркой. [c.27]

О фильтрации бурового раствора привыкли судить по результатам стандартного испытания на фильтрацию по методике Американского нефтяного института (АНИ). При этом испытании буровой раствор подвергают статической фильтрации через фильтровальную бумагу в течение 30 мин, а затем измеряют объем фильтрата и толщину фильтрационной корки. При составлении программы использования буровых растворов в скважине часто задают максимальные фильтрационные потери в соответствии с требованиями АНИ предполагается, что пока этот уровень не будет превзойден обеспечивается достаточное регулирование фильтрационных свойств раствора в скважине. Таким образом, понятно, что полагаться только на данные измерений фильтрационных потерь по методике АНИ при регулировании фильтрации в скважине весьма ненадежно и следует принять во внимание другие факторы, такие как толщина глинистой корки, ее проницаемость и подверженность разрушению, гранулометрический состав твердой фазы и химический состав фильтрата. [c.28]

В заявке на патент США, зарегистрированной в 1887 г., М. Д. Чэпмен предложил использовать поток воды и определенного количества пластичного материала, который будет вымывать образующийся в трубе керн, а за трубой создавать непроницаемую стенку . В качестве пластичного материала он предложил использовать глину, отруби, зерно и цемент. В данном случае патентовалась другая функция бурового раствора — ее способность образовывать на стенке ствола фильтрационную корку и уменьщение тенденции к кавернообразованию. [c.51]

Обычно В шламе, поднятом из скважин на северном побережье Мексиканского залива, присутствовало достаточное количество вязкой глины ( гумбо ), для образования хорошего глинистого раствора . В шт. Калифорния для создания фильтрационной корки часто приготовляли буровой раствор путем смешения глин, отбираемых из расположенных у поверхности пластов, с водой. Хотя большую часть растворов буровые бригады готовили с помощью лопат, уже имелось несколько вспомогательных устройств для затворения бурового раствора (рис. 2.3). Однако на свойства бурового раствора обращали мало внимания. Термины тяжелый и густой были синонимами. [c.52]

Перечисленные свойства в основном определяют преимущества и недостатки воды как бурового раствора. К преимуществам волы относятся 1) повышение показателей работы долот благодаря созданию на забое относительно низкого гидростатического и дифференциального давления, высоким охлаждающей и фильтрационной способностям, поверхностной активности 2) уменьшение потерь напора на преодоление гидравлических сопротивлений в циркуляционной системе вследствие низкой вязкости, отсутствия сопротивления сдвигу и, таким образом, достижения высокого коэффициента наполнения цилиндров буровых насосов, возможности подведения к забойному двигателю и долоту большей мощности 3) удобство очистки от шлама и газа на поверхности благодаря отсутствию структурообразования, в связи с чем не требуется специальных очистных механизмов, возможно освобождение от шлама в больших отстойных земляных амбарах 4) достаточно высокий уровень очистки забоя и ствола скважины от шлама в результате турбулентности течения и низкой вязкости, малому содержанию твердой фазы 5) отсутствие прихватов бурильной колонны, вызванных липкостью фильтрационной корки 6) облегчение условий работы буровой бретады 7) дешевизна и недефицитность в большинстве районов бурения 8) возможность повышения при необходимости плотности до 1200 кг/м введением солей. [c.42]

Глинистые растворы обладают следующими положительными качествами 1) удерживают шлам во взвешенном состоянии при остановках Щ1ркуляции 2) глинизрфуют стенки скважины, в результате чего уменьшается фильтрация раствора или его дисперсионной среды в проницаемые пласты (при этом сохраняется, а иногда и несколько повышается устойчивость стенок скважин) 3) обеспечивают более высокое качество вскрытия продуктивных пластов по сравнению с водой 4) позволяют достаточно оперативно регулировать гидростатическое давление в скважине изменением плотности раствора 5) часто позволяют предупредить поглощения, снизить их интенсивность или ликвидировать совсем 6) способствуют качественному проведению комплекса геофизических исследований 7) есть возможность приготовления раствора самозамесом в процессе бурения при благоприятных геологических условиях (Западная Сибирь и др.) К недостаткам глинистых растворов относятся 1) большая вероятность затяжек и прихватов бурильной колонны и приборов в скважине вследствие образования фильтрационной корки, иногда толстой и липкой 2) про- [c.45]

Промывка скважин и применяемые для этого агенты во многом определяют технический эффект процесса бурения. Основными функциями буровых растворов являются очистка забоя от выбуренной породы активизация процесса разрушения удаление выбуренной породы из скважины и удержание ее во взвешенном состоянии при остановках циркуляции создание противодавления на проходимые пласты создание изолирующей фильтрационной корки сма-зочно-охлаждающее действие вращение турбобура. [c.7]

Обработка лигносульфонатами обусловливает аномалию фильтрации. Обычно водоотдача закономерно возрастает при увеличении градиента давления до 15—20 кгс/см и вследствие уплотнения фильтрационной корки замедляет свой рост при дальнейшем повышении перепада давления. Растворы, содержащие лигносульфонаты, имеют максимум на кривой фильтрация — давление обычно в интервале 5—20 кгс/см , с последующим резким падением, далее постепенно затухающим [10]. Этот аномальный ход кривой объясняется сн има-емостью корок. По В. С. Баранову, в подобных случаях давлейие, усиливая фильтрацию, в то же время уменьшает проницаемость корок. Баланс этих противоречивых влияний вызывает появление максимума. Такого рода аномалия пока отмечалась только при обработке лигносульфонатами. [c.142]

В соленых буровых растворах этот механизм существенно меняется. В присутствии соли резко снижается гидрофильность глин, что видно по изменению толщины диффузных водных слоев — связанной воды (см. табл. 13). Это позволяет глобулизующимся в соленой среде макромолекулам КМЦ адсорбироваться на глине. В результате полимер-глинистые структуры разрушаются, вызывая стабилизационное разжижение. Этот же процесс, хотя и в меньших масштабах, происходит в фильтрационных корках, вследствие чего возрастают проницаемость и водоотдача. Снижение гидрофильности глины отчасти компенсирует адсорбированный на ней реагент, а частичное сохранение полимер-глинистых структур в высококонцентрированных слоях корки позволяет удерживать водоотдачу на приемлемом уровне. Т1о мере засоления, в связи с ингибированием глины и уменьшением эффективного объема глобулизованных макромолекул, все большие количества КМЦ поступают в фильтрат. Накопление ее в корке происходит поэтому значительно менее интенсивно. [c.163]

При более интенсивной циркуляции размыв корки усиливается и, хотя процессы пептизации и уплотнения продолжаются, динамическая водоотдача резко возрастает. При скорости циркуляции 3,5 м/с она может возрасти в 2—4 раза. Ю. П. Номикосов [15] считает, что между толщиной корок и скоростью циркуляции существует линейная зависимость. Толщина фильтрационной корки бурового раствора, данные для которого приведены на рис. 55, при скорости 1,5 м/с умены кается вдвое, а при скорости 3 м/с — почти в 12 раз [12]. [c.279]

Проходки сплошных солевых толщ при перекрытых надсолевых интервалах в ряде случаев успешно могут быть осуществлены на безглинистых рассолах. В Саратовской и Волгоградской областях применяются и необраббтанные эмульсионные глинистые растворы. Однако при перемежении хемогенных осадков терригенными, чувствительными к агрессии солей, наличии проницаемых пластов с отлагающимися на них толстыми фильтрационными корками, необходимости регулировать свойства промывочной жидкости должны при- [c.362]

Для образования фильтрационной корки необходимо, чтобы буровой раствор содержал частицы, размер которых чуть меньше размера поровых отверстий в пласте. Эти частицы, называемые мостообразующими, перекрывают наружные поры, после того как некоторое число меньших частиц проникнет в поровое пространство пласта. Мостовая перемычка у наружных пор продолжает расти за счет отложения мелких частичек, и через несколько секунд в пласт будет поступать только жидкая фаза раствора. Внедрение в пласт суспензии мелких частиц при образовании фильтрационной корки известно под названием мгновенной фильтрации, а жидкость, которая поступает в пласт после мгновенной фильтрации, называется фильтратом бурового раствора. [c.25]

Фильтрационные свойства, необходимые для успешного заканчивания скважины, в значительной мере зависят от природы разбуриваемых пластов. Устойчивые породы низкой проницаемости, такие как плотные карбонаты, песчаники и литифициро-ванные глинистые сланцы, обычно можно разбуривать без регулирования или при слабом контроле фильтрационных свойств. Однако многие глинистые сланцы чувствительны к действию воды, т. е. при контакте с водой в них развивается давление набухания, которое вызывает обваливание таких пород и ка-вернообразование. Перекрытие зарождающихся трещин фильтрационной коркой бурового раствора помогает борьбе с кавер-нообразованием, но более важными факторами считаются тип используемого бурового раствора и химический состав его фильтрата. Стабилизацию ствола скважины обеспечивают растворы на углеводородной основе, при использовании которых соленость водной фазы регулируется, чтобы предотвратить набухание глинистых сланцев. [c.26]

Аналогично, обогащение раствора илом является экономичным способом повышения плотности неутяжеленных буровых растворов, но чрезмерное повышение плотности в такой же степени нежелательно из-за снижения механической скорости бурения. Кроме того, обогащение илом ведет к увеличению толщины фильтрационной корки и, следовательно, к повышению опасности прихвата за счет перепада давления. Буровой раствор с высоким содержанием ила имеет низкое отношение ПДНС/ПВ и поэтому неблагоприятные показатели очистки ствола скважины. Таким образом, вполне можно избежать большинства осложнений, возникающих при бурении, если удастся свести к минимуму обогащение раствора выбуренной породой. - [c.37]

В 90-х годах прошлого века в штатах Техас и Луизиана роторным способом было пробурено множество скважин, в которых глинистые растворы образовывались естественным путем в ходе бурения. Буровики узнали о возможности использования бурового раствора в качестве средства стабилизации ствола ( образования его стенки ) в непрочных пластах. Брэнтли, рассматривая достижение в тот период, не упоминает об использовании каких-либо материалов, кро ме глины, способствующих образованию фильтрационной корки. [c.51]

Хотя на взаимозависимость между свойствами бурового раствора и осложнениями в бурении, такими как обвалы пород (раньше их называли обваливающиеся сланцы ), высоконапорные газопроявления и притоки соленых вод, а также минерализация раствора каменной солью, указывали давно, на снижение добычи нефти за счет изолирующего действия глинистой корки почти не обращали внимания. Нефтедобывающие фирмы шт. Калифорния были серьезно обеспокоены глинизацией нефтеносных песков, и в 1932 г. Комитет по технологии бурения при АНИ провел специальный симпозиум по этой проблеме. А. К. Рьюбел отмечал, что закупоривание нефтеносных песков стало причиной невозвратимой потери миллионов тонн нефти в шт. Калифорния . Проведенные X. X. Фарнхэмом лабораторные исследования фильтрации буровых растворов в песок показали, что образуется фильтрационная корка толщиной от 1,6 мм при фильтрации бентонитового раствора до 25 мм или более при фильтрации обычных буровых растворов. С. Джил на основании результатов исследований на кернах, отобранных из скважин, пробуренных в районе северного побережья Мексиканского залива, сделал заключение о незначительном проникновении бурового раствора и о формировании тонкой фильтрационной корки. Он пришел к выводу — буровые растворы правильно подобранного состава вызывают незначительное загрязнение пласта, если отфильтрованная вода не будет влиять на приток нефти. С. П. Парсонз сообщил о проникновении бурового раствора в несцементированный песок на глубину до 25 мм и относительно обнаружения следов раствора на глубине до 10 см и более. [c.56]

Рьюбел, работая в компании Юнион ойл , приступил к изучению механизма образования глинистой корки и фильтрации раствора в песчаные керны. Джонс и Бэбсон сообщили об исследованиях при давлениях до 28 МПа и температурах до 135 °С. Отмечались явные различия в фильтрационных характеристиках нескольких буровых растворов. Главной целью исследований было не предотвращение загрязнения продуктивного пласта, а обеспечение устойчивости ствола. Исследования показали, что породы обваливались в тех случаях, когда глинистые корки были толстые и в пласт поступали очень большие объемы воды. Когда та кие буровые растворы заменяли растворами, которые образовывали тонкие фильтрационные корки и характеризовались низкой водоотдачей, осложнения прекращались вообще либо становились не столь существенными. Однако лабораторное оборудование для исследований фильтрации нельзя было использовать в промысловых условиях. Позднее Фил X. Джонс описал простое надежное устройство для использования на промыслах. Этот прибор (рис. 2.6 2.7) с небольшими усовершенствованиями продолжает оставаться стандартным устройством, используемым для оценки характеристик бурового раствора на буровой. [c.57]

Лабораторные исследования по оценке возможности регулирования фильтрации буровых растворов, приготовляемых на основе соленой воды, способствовали проведению в 1939 г. промысловых испытаний трагантной смолы и желатинизированного крахмала. Промысловая практика подтвердила результаты лабораторных исследований, свидетельствовавших о значительном снижении толщины корки (рис. 2.8). Осложнения, связанные с толстыми фильтрационными корками (прихваты бурильной колонны и недоспуск обсадных колонн), в целом были устранены, В США достаточный объем производства и низкая стоимость крахмала в дальнейшем исключили необходимость в импорте смол, и применение солевого раствора, обработанного крахмалом, было признано экономичным решение проблем, возникающих при разбуривании соленосных отложений. Очень скоро крахмал стали широко использовать в качестве средств регулирования фильтрации растворов, приготовляемых на основе слабоминерализованной или пресной воды. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология