Динамическая фильтрация

Статическая и динамическая фильтрации растворов на нефтяной основе зависят от характера примененного битума (содержания асфальтенов и их молекулярного веса) и нефтяной фазы (содержания ароматических углеводородов), а также добавок извести и мыл. У хорошо подобранных рецептур статическая фильтрация близка к нулю и незначительно увеличивается в динамических условиях. Перепад давления оказывает на фильтрацию небольшое влияние, но сильно сказывается нагревание. Снижает фильтрацию нефтяной фазы эмульгированная вода. [c.381]

Динамическая фильтрация. Для более точного воспроизведения фильтрации в условиях бурящейся скважины необходимо ограничить рост фильтрационной корки путем эрозии жидкостью или механическим путем. На протяжении многих лет ряд исследователей изучали динамическую фильтрацию на специально спроектированных стендах. Наиболее значимые результаты были получены либо в системах, которые точно воспроизводили условия в бурящейся скважине, либо в системах, позво- [c.103]

Рис. 3.13, Схема фильтр-пресса с коаксиальными цилиндрами для измерения динамической фильтрации

При бурении нефтяной скважины проявляются два вида фильтрации статическая, протекающая при отсутствии циркуляции, когда буровой раствор не мешает росту фильтрационной корки, и динамическая, происходящая в условиях, когда буровой раствор циркулирует, а рост фильтрационной корки ограничен из-за эрозионного действия потока бурового раствора. Скорость динамической фильтрации значительно выше статической, и большая часть фильтрата бурового раствора проникает в пласты, вскрытые скважиной, в динамических условиях. Фильтрационные свойства буровых растворов обычно оцениваются и регулируются на основании испытания на фильтрационные потери по методике АНИ. Оно проводится в статических условиях и поэтому не является надежным средством определения фильтрации в скважине, если не установлена зависимость между статической и динамической фильтрациями, в соответствии с которой интерпретируются результаты этого испытания. [c.241]

Проницаемость фильтрационной корки является основным-параметром, от которого зависит как статическая, так и динамическая фильтрация. Она более точно отражает механизм фильтрации в скважине, чем любой другой параметр. В качестве параметра для оценки фильтрационных свойств буровых растворов с различной объемной долей твердой фазы, проницаемость фильтрационной корки обладает существенным преимуществом над объемом фильтрата, поскольку, как следует из рис. 6.4, она не зависит от объемной доли твердой фазы (небольшое увеличение проницаемости при низкой объемной доле твердой фазы, показанное на рис. 6.4, связано с осаждением крупных частиц). Более того, проницаемость корки позволяет получить полезную информацию об электрохимических условиях, преобладающих в буровом растворе. [c.250]

В условиях динамической фильтрации рост фильтрационной корки ограничен эрозионным действием потока бурового раствора. В момент вскрытия пласта скорость фильтрации очень высока и фильтрационная корка растет быстро. Однако со временем ее рост замедляется. После того как скорость роста корки становится равной скорости ее эрозии, толщина корки остается постоянной. Следовательно, в равновесных динамических условиях скорость фильтрации зависит от толщины и проницаемости корки и подчиняется закону Дарси (уравнение 6.3), в то время как в статических условиях толщина корки растет неопределенно долго, а скорость фильтрации определяется уравнением (6.6). Фильтрационные корки, образующиеся в динами- [c.258]

Рис. 6.12. Сопоставление статической и динамической фильтрации в стволе скважины

Прокоп измерил скорость динамической фильтрации на лабораторном стенде, в котором буровой раствор циркулировал по концентричному каналу в искусственном керне цилиндрической формы. В табл. 6.4 показана толщина фильтрационной корки, полученная на этом стенде в условиях равновесия при [c.259]

ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ в РАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЯХ [c.259]

Рис. 6.13. Динамическая фильтрация бурового раствора на углеводородной основе при различных значениях линейной скорости течения в кольцевом пространстве между 108-мм УБТ и 143-мм стволом. Характеристики раствора и условия исследований фильтрационные потери за 30 мин по методике АНИ О см условная вязкость по вискозиметру Марша 150 с вязкость по вискозиметру Стормера 80 мПа с плотность 1,12 г/см во всех опытах давление фильтрации 2,76 МПа (кроме опыта при скорости течения 1,006 м/с, в котором давление фильтрации 1,38 МПа) частота вращения бурильной колонны 90 МИН

Рис. 6.17. Зависимость скорости динамической фильтрации в условиях равновесия от скорости потока бурового раствора при температуре 24 °С

Исходя из данных, приведенных на рис. 6.17, можно было ожидать, что скорость фильтрации ниже долота ничего общего не имеет с фильтрационными потерями, определяемыми по методике АНИ. Отсутствие какой-либо корреляции между этими величинами было отчетливо продемонстрировано Хорнером, измерившим скорости динамической фильтрации во время [c.265]

Рис. 6.19. Корреляция динамической фильтрации ниже долота с фильтрационными потерями, определяемыми за 30 мин по методике АНИ

Рис. 6.20. Влияние проницаемости породы на динамическую фильтрацию ниже долота. Условия испытаний скорость бурения 0,46—0,61 м/ч расход бурового раствора 0,38 л/с противодавление 34,5 кПа жидкость, насыщающая породу, — дистиллированная вода

Рис. 6.21. Корреляция скорости динамической фильтрации в керны песчаника диаметром 25 мм с фильтрационными потерями за 30 мин при температуре 24 °С по методике АНИ. Исходный бентонитовый буровой раствор обрабатывается различными реагентами равновесная фильтрационная корка образуется в динамических условиях

НОЙ втулкой. Давление фильтрации составляло 3,5 МПа, температура 77 °С, а скорость течения раствора 33 м/мин. Исследования показали, что каждому реагенту соответствовала своя собственная зависимость между скоростью динамической фильтрации и фильтрационными потерями по методике АНИ (рис. 6.21). Более того, фильтрационные потери, определяемые по методике АНИ, непрерывно снижались по мере увеличения концентрации крахмала, КМЦ и полиакрилата, а скорости динамической фильтрации снижались до минимума, а затем повышались. И наоборот, фильтрационные потери по методике АНИ снижались незначительно с повышением концентрации лигносульфоната и квебрахо, а скорости динамической фильтрации были почти такими же низкими, как получаемые при использовании крахмала, и значительно ниже тех, которые обеспечивались при использовании КМЦ и полиакрилата. Примерно такие же зависимости были получены, когда скорости динамической фильтрации измеряли после отложения корки в статических условиях (рис. 6.22), а также когда скорости динамической фильтрации сравнивали с фильтрационными потерями по методике АНИ при температуре 77 °С и давлении [c.268]

МПа (рис. 6,23). Крюгер установил также, что введение в раствор дизельного топлива с одновременным его эмульгированием заметно снижало фильтрационные потери по методике АНИ, но резко повышало скорость динамической фильтрации. [c.268]

Почти полное отсутствие корреляции между фильтрационными потерями по методике АНИ и скоростями динамической фильтрации, возможно, вызвано двумя причинами. [c.269]

Различиями в соотношении объема фильтрата и фильтрационной корки, которое влияет на фильтрационные потери по методике АНИ [см. уравнение (6.6)] и не влияет на скорость динамической фильтрации. Единственными связанными с буровым раствором переменными параметрами, от которых зависит скорость динамической фильтрации, являются проницаемость и толщина фильтрационной корки, причем при заданной проницаемости на толщину корки в состоянии равновесия влияет только эрозия корки. Например, если концентрация глинистых частиц в суспензии повышается, фильтрационные потери по методике АНИ снижаются, а скорость динамической фильтрации остается неизменной. [c.269]

Совершенно ясно, что нельзя полагаться на оценки фильтрационных потерь по методике АНИ, как основу для определения скоростей динамической фильтрации в стволе скважины. Реагент, рекомендуемый на основании результатов испытаний по методике АНИ, может привести к более высоким скоростям динамической фильтрации в стволе, чем другой реагент, вызывающий высокие фильтрационные потери в исследованиях по методике АНИ. И что еще хуже, реагент, который снижает потери согласно исследованиям по методике АНИ, может увеличить скорость фильтрации в скважине. [c.269]

Несмотря на недостатки, статические исследования по методике АНИ (и аналогичные им) являются единственным практическим методом контроля фильтрации на буровой. Их результаты следует интерпретировать с учетом корреляций, получаемых в лаборатории, между фильтрационными потерями по методике АНИ и скоростью динамической фильтрации тем не [c.269]

К торцу образца подают испытуемый раствор под перепадом давления 3,5 МПа (исходя из предположения, что в какой-то мере раствор уже имеет необходимые фильтрационные свойства), и этот перепад поддерживается до того момента, когда через образец пройдет как минимум один поровый объем фильтрата бурового раствора. При отсутствии камеры для динамической фильтрации может потребоваться выдержка в течение 1 сут и более, если диаметр образца не менее 76 мм. [c.437]

Показатель динамической фильтрации [c.173]

Измеряемый таким образом показатель фильтрации оценивает лишь статическую фильтрацию технологической жидкости, однако не менее важной фильтрационной характеристикой является динамическая фильтрация, которая имеет место при непосредственном движении жидкости по трещине в процессе формирования фильтрационной корки. Существует также и мгновенная фильтрация, т.е. отфильтровывание жидкости до формирования корки в первое мгновение контакта жидкости с поверхностью трещины. За период мгновенной фильтрации принимается время от 1 до 10 с. Значения динамической и мгновенной фильтрации могут достигать значительных величин. [c.392]

Соотношение статической и динамической фильтрации с различными скоростями сдвига в динамике представлено на рис. 4.35 [4.26]. По мере роста скорости сдвига фильтрация возрастает. Фильтрация осуществлялась через керн проницаемостью 5010 м при перепаде давления 6,9 МПа и температуре 66 °С. При этом, как видно из рис. 4.36, интенсивность фильтрации возрастает с увеличением проницаемости коллектора и скорости сдвига. [c.393]

Рис. 4.36. Влияние скорости сдвига на динамическую фильтрацию

Для определения статической и динамической фильтрации при температурах от 20 до 200 С и перепадах давления от 0,1 до 5 МПа используют фильтр-пресс ПФП-200 конструкции ВНИИБТ. [c.52]

Закономерности динамической фильтрации изучались У. Д. Ма-маджановым [14], который показал неприменимость уравнения Вильямса. В одних случаях это показательная функция, в других степенная и зависит от физико-химической природы исходного раствора. [c.277]

На комплексном приборе ВНИИБТ было обнаружено, что при повышении перепадов давления закономерности динамической фильтрации при обычной и повышенных температурах в общем близки, но конечные значения могут различаться в 2 раза и более [12]. В. С. Баранов [2] при повышенных температурах не обнаружил характерных для лигносульфонатов максимумов на кривых водоотдача — перепад давления. Поскольку выше 20 кгс/см водоотдачи практически стабилизируются, становится возможным изучать влияние температуры и циркуляции при постоянном перепаде, который в наших опытах был равен 25 кгс/см. В буровой практике перепады давления обычно не превосходят этой величины. Проводимые некоторыми исследователями измерения водоотдачи при перепадах 100—800 кгс/см имеют лишь академический интерес и характерны скорее для гидроразрыва пластов. [c.280]

Значительный интерес представляет кинетика изменения водоотдачи в процесс нагревания и охлаждения. На рис. 57 показано изменение динамической фильтрации и прокачиваемости растворов при термообработке [12]. По мере нагревания водоотдача все более возрастает. Изменения подвижности носят более сложный характер. В одних случаях сначала отмечается улучшение прокачиваемости, а затем все более усиливающееся загустевание, в другпх, наоборот, интенсивное коагуляционное разжижение. Аналогично изменяется и прочность коагуляционных структур. Эти процессы сугубо индивидуальны у различных растворов и зависят от концентрации и характера твердой фазы, примененных реагентов, уровня минерализации и т. п. [c.283]

В таких системах, как%.система Прокопа, можно рассчитать скорость сдвига у поверхности фильтрационной корки. В этой системе буровой раствор циркулирует под давлением через проницаемый цилиндр. Внутренний диаметр такого цилиндра должен намного превыщать толщину фильтрационной корки, чтобы в результате ее роста этот диаметр существенно не изменялся, т. е. чтобы скорость сдвига оставалась постоянной. Беземер и Хавенаар разработали компактный и очень удобный стенд для исследования динамической фильтрации, в котором буровой раствор фильтруется через центрально расположенный керн или втулку из фильтровальной бумаги одновременно на буровой раствор воздействует соосно расположенный наружный цилиндр, вращающийся с постоянной частотой (рис. 3.13). Равновесная скорость фильтрации и толщина корки определяются скоростью сдвига, преобладающей в конце исследования. [c.105]

На рис. 6.12 показаны различные стадии динамической фильтрации. Во временном интервале То—7ц скорость фильтрации снижается, а толщина корки возрастает. В интервале Т — T a толщина корки остается постоянной, а скорость фильтрации все еще снижается, поскольку, согласно данным Аутмэнза [4], фильтрационная корка продолжает уплотняться (вероятно поэтому скорости роста и уплотнения корки равны). Другое объяснение дал Прокоп, предположивший, что проницаемость корки уменьшается из-за сортирующего действия потока бурового раствора, который способствует эрозии корки и повторному отложению частиц на ее поверхности, К моменту Т2 достигаются условия равновесия, поэтому скорость фильтрации и толщина корки становятся постоянными. Скорость фильтрации в этом случае определяется уравнением [c.259]

Фергюсон и Клотц получили данные о скоростях фильтрации в динамических условиях на модели, воспроизводящей геометрию реальной скважины. Стволы бурили в блоках искусственного песчаника долотами диаметром 133 и 136 мм. На рисунках 6.13—6.16 показаны изменения скоростей фильтрации В динамических условиях для четырех буровых растворов при различных скоростях циркуляции. На графиках показаны также экстраполированные фильтрационные потери, определенные по методике АНИ. Следует отметить, что скорости фильтрации в динамических условиях были намного выше, чем в статических. Последние определяли путем экстраполяции результатов испытаний на фильтрационные потери по методике АНИ. Время, необходимое для получения постоянных скоростей динамической фильтрации, изменялось от 2 до 25 ч в зависимости от типа раствора и скорости его течения. На рис. 6.17 иллюстрируется повышение скорости фильтрации с увеличением скорости течения раствора. Чтобы показать расхождения в значениях скоростей динамической и статической фильтрации на рис. 6.17 приведены значения суммарного объема фильтрата, определенного по методике АНИ для соответствующих растворов. [c.262]

Отсутствие корреляции между фильтрационными потерями и скоростью динамической фильтрации, показанной на рис. 6.17, вызывает сомнения в пригодности испытаний по методике-АНИ для оценки скоростей фильтрации в скважине. Эти сомнения подкрепляются экспериментальными работами Крюгера. Крюгер добавлял во все возрастающих количествах различные реагенты, щироко применяемые для снижения фильтрации, к пробам стандартного глинистого раствора и измерял изменения в скоростях динамической фильтрации в условиях равновесия, которые сопоставлял с фильтрационными потерями, измеренными по методике АНИ. В ходе динамических исследований буровой раствор циркулировал вдоль поверхности кернов песчаника, смонтированных в цилиндрической камере с концентрич-266 [c.266]

Различиями в эродируемости фильтрационных корок. Во всех испытаниях растворов на углеводородной основе наблюдали сравнительно высокие скорости динамической фильтрации причем фильтрационные корки, получаемые из таких растворов, были рыхлыми, т. е. коэффициент / в уравнении (6.14) должен быть низким. Тем не менее при испытании буровых растворов, содержащих лигносульфонаты и квебрахо, наблюдали сравнительно низкие скорости динамической фильтрации. Как уже отмечалось в главе 4, эти добавки активно адсорбируются на глинистых частицах. [c.269]

Аутмэнз предположил, что причиной плохой корреляции может быть также вязкость, которая влияет на касательное напряжение [т в уравнении (6.14)], создаваемое потоком бурового раствора на поверхности корки. Однако ни Прокоп, ни Хорнер не обнаружили какой-либо заметной связи между вязкостью и скоростью динамической фильтрации. [c.269]

Рис. 17.2. Схема моделирования расчета ПК Р — вектор измеряемых технологических параметров V — вектор управляющих параметров ДК — устройство динамической коррекции и динамической фильтрации (этот блок осуществляет динамическое выравнивание, т. е. приведение к одному временному срезу всех входных параметров) С — показатель качества (ПТЭЭ) Р, V — векторы Г, V после приведения значений их элементов к одному временному срезу БМ — банк моделей М — рабочая модель, используемая для вычисления вектора показателей качества С

Установлено, что размываемость породы зависит от ее свойств гранулометрического состава, пористости и коэффициента сцепления частиц. Поэтому гидромониторный процесс пульпоприготовления эффективен только при несвязных (сыпучих) хорошо размываемых породах, так как размыв определяется в данном случае не только величиной динамического удара струи, но и проникновением воды в поры между частицами (динамическая фильтрация), которое нарушает силы взаимодействия (силы трения) между ними. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология