Вскрытия продуктивного пласта

Основной характеристикой промывочной жидкости является плотность раствора. Плотность промывочной жидкости при бурении обычно принимают с учетом неравенства .

Техническими правилам рекомендуется принимать для скважины глубиной до 1200 м , для более глубоких скважин . В практике же строительства эти соотношения не выдерживаются, а значения достигают 1,15 ¸ 1,3. Вследствие этого в скважине всегда существует перепад давления между скважиной и пластом. Под влиянием дифференциального давления в продуктивные пласты может проникать сам буровой раствор, твердая фаза, а также фильтрат промывочной жидкости.

Проникновение в пласт промывочной жидкости и ее фильтрата ведет к изменению структуры порового пространства и проницаемости приствольной зоны. Сначала, когда вместе с фильтратом в поры пласта проникают тонкодисперсные и глинистые фазы раствора, формируются зона проникновения, зона кольматации и глинистая корка.

Глинистая корка образуется при осаждении глинистых и взвешенных частиц из раствора на стенке скважины. Формирование ее начинается сразу же после вскрытия проницаемого пласта бурением. Скорость нарастания корки зависит от скорости циркуляции и параметров глинистого раствора.

Вместе с фильтратом в пласт поступают твердые и коллоидные частицы глинистого раствора, в результате чего образуется зона кольматации. Это тот участок вокруг скважины, в поры которого проникли частицы дисперсной фазы. Размеры этой зоны зависят, в основном, от соотношения гранулометрического состава дисперсной фазы промывочной жидкости и структуры порового пространства, а также и от перепада давления и продолжительности воздействия. В гранулярных коллекторах, если диаметр пор меньше утроенного диаметра частиц, частицы откладываются на глинистой корке, если диаметр пор больше утроенного диаметра частиц и меньше , частицы проникают неглубоко, закрывают поры и создают фильтрационную корку, в самой породе глубина проникновения составляет 10 - 20 мм. Если же диаметр пор больше , то частицы проникают на достаточно большую глубину - до нескольких метров. В трещиноватых коллекторах твердая фаза промывочной жидкости может проникать на очень большое расстояние - до нескольких десятков метров. В результате частичного отфильтровывания дисперсионной среды на поверхности трещит образуются фильтрационные корки. Таким образом, трещины оказываются заполненными застудневшей промывочной едкостью и фильтрационной коркой.

Зона проникновения.

В водоносные пласты проникновение фильтрата происходит под действием динамических сил - перепады давления. В нефтегазоносных пластах участвуют еще и капиллярные силы. Под действием этих сил пластовый флюид в прискважинной части пласта замещается на фильтрат раствора. Участок от точки внедрения вытесняющей жидкости до резкого изменения водонасыщения получил название - зона проникновения.

Влияние фильтрата на коллекторские свойства пластов носит сложный характер. Во-первых, проникая в пласт, фильтрат увлажняет породу, а также способствует увеличению ее гидрофильности. Это приводит к увеличению толщины гидратных оболочек, и естественно к снижению эффективного сечения порового пространства. Повышение водонасыщенности способствует уменьшению фазовой проницаемости.

Во-вторых, присутствие в составе слагающих пласт пород, как правило, присутствует глинистая фаза. Воздействие фильтрата на последнюю вызывает ее набухание, что также ведет к уменьшению размеров пор.

В третьих, проникая в продуктивный пласт фильтрат, оттесняет пластовый флюид. Кроме того, вследствие меньшей вязкости фильтрата по сравнению с нефтью, фильтрат в порах может двигаться быстрее. В результате возможно образование смеси водного фильтрата и нефти. При движении же эмульсии в пористой среде возникают значительно большие, гидравлические сопротивления, нежели при движении однородной жидкости.

В четвертых, в фильтрате содержаться различные химическиe вещества, которые при взаимодействии с породой могут образовывать либо хорошо растворимые, либо плохо растворимые соединения. Очевидно, что при этом структура порового пространства меняется.

Снижение проницаемости коллектора под воздействием фильтрата, как правило меньше, чем в результате кольматации частицами твердой фазы. Однако глубина проникновения фильтрата в пласт, во много раз больше толщины зоны кольматации. Наиболее интенсивно фильтрат проникает в пласт в период бурения и промывки скважины. После прекращения промывки скорость проникновения уменьшается.

Кроме перепада давления и капиллярных сил на проникновение фильтрата в пласт оказывают влияние и осмотические силы. Последние возникают на контакте двух растворов с разной минерализацией, разделенных полунепроницаемой перегородкой. Они тем выше, чем больше разность концентраций. В скважине роль полупроницаемой перегородки выполняет фильтрационная корка. Высокое осмотическое давление возникает в случае разбуривания продуктивного пласта, содержащего минерализованную воду, с использованием промывочной жидкости на пресной воде.