Технология закрепления слабосцементированных пород продуктивного пласта, предупреждающая вынос песка - Остапов О.С.
Скачать (прямая ссылка):
При разработке технологии крепления слабосцементированиых пород продуктивного го- . ризонта неорганическими вяжущими материалами на начальном этапе определялась величина рациональной дозировки исходных компонентов, а затем устанавливались конкретные соотношения этих компонентов для достижения поставленной цели.
Для решения дайной цели использовались статистические методы оптимизации процессов. В соответствии с целью и задачами исследований для совершенствования технологических жидкостей применяли ортогональные планы полного факторного эксперимента. Критериями оптимизации служили газопроницаемость и прочность образуемой крепи. При использовании ортогонального метода планирования основной уроэень варьирования дозировок принимали после проведения поисковых исследований.
В третьей главе описаны исследования влияния компонентного состава технологических жидкостей и условий твердения на свойства сцементированных проницаемых песчаных кернов. Приведены результаты стендовых испытаний технологических жидкостей для предотвращения разрушения призабойной зоиы пласта и исследований влияния проникающей способности аэрированной водно-песчаной суспензии на свойства сцементированных проницаемых песчаных “образцов-кернов”.
Из практики известно, что при химическом методе крепления продуктивного пласта вяжущим веществом часть порового пространства пласта после обработки остается занятой продуктами твердения, из-за чего снижается проницаемость коллектора и, следовательно, дебит скважины. При проведении исследований влияния компонентного состава технологических жидкостей и условий твердения на свойства сцементированных проницаемых песчаных кернов основной целью являлось сохранение или незначительное снижение фильтрационно-емкостных свойств и получение прочных образцов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: определение рационального соотношения силиката натрия и углеводородной жидкости в эмульсии; разработка состава гелеобразующего раствора, обеспечивающего минимальное снижение фильтрационно-емкостиых свойств обрабатываемого интервала; подбор отверждающего раствора, обеспечивающего максимальную прочность сцементированного песчаника при минимальном снижении проницаемости; установление оптимального соотношения между вяжущей и отверждающей жидкостями.
9
С учетом этого проведены экспериментальные исследования по выбору оптимальных дозировок технологических жидкостей для крепления призабойной зоны пласта. Критериями оптимизации являлись газопроницаемость и прочность на сжатие “образцов-кернов”.
При изучении свойств сцементированных песчаных “образцов-кернов” переменными факторами служили: крупность песка, концентрация силиката натрия в эмульсии, его плотность, концентрация и расход гелеобразутощей и отверждающей жидкостей, содержание глины в песке и его влажность, время и температура твердения. Это независимые переменные факторы. Чтобы выявить вклад каждого из них в результат отклика, их сгруппировали между собой и варьировали иа трех уровнях. После обработки результатов эксперимента рассчитывались линейные уравнения, где величина коэффициента перед переменными и их знак указывали на конкретный вклад каждого переменного фактора в значение величины отклика.
При исследовании технологических жидкостей для крепления слабосцементированных пород призабойной зоны пласта нагнетание их в “образец-керн” проводилось в следующей последовательности: углеводородная жидкость, вяжущий состав, буфер (углеводородная жидкость), гелеобразующая жидкость, отверждающий состав.
Исследования влияния концентрации (X/) и плотности (Xj) силиката натрия в составе эмульсии, фракционного состава песка (Хз) на свойства сцементированного песчаного керна показали, что при повышении концентрации силиката натрия в эмульсии и его плотности газопроницаемость песчаных образцов-кернов снижается. При увеличении крупности песка газопроницаемость песчаного керна возрастает. Это связано с увеличением общей пористости и проницаемости песка до закрепления. Повышение концентрации и плотности силиката натрия в эмульсии увеличивает показатель прочности. Прочность растет при повышении крупности песка, что связано со снижением удельной поверхности песка и лучшим заполнением порового пространства силикатом натрия. Максимальная прочность сцементированного песчаного керна достигается при максимальной концентрации жидкого стекла в эмульсии, максимальной плотности жидкого стекла и крупности песка, при этом газопроницаемость песчаных кернов минимальная. По результатам эксперимента рассчитаны уравнения регрессии, адекватно описывающие поверхность отклика в принятых пределах варьирования значениями переменных факторов.
Газопроницаемость, мкм2
Yr=l,295-0,267 Х,-0,314 Х2 + 0,153 Х3-8,0- 10'2Х, Х2-
- 2,975 • 10’2 • X, • Хз - 8,89 • 10-4 • Х2 • Х3 + 2,875 • 10‘2 ¦ X, • Х2 • Х3.
Прочность при сжатии, МПа
У» = 5,719 + 0,624 ¦ X, + 0,456 • Х2 + 0,413 • Х3 + 0,131 ¦ X, • Х2 +
2 2 ^ ^
+ 7,875 • 10'2 • X, • Х3 + 0,107 • Х2 • Х3 + 3,75 • 10‘2 • X, ¦ Х2 ¦ Х3.
10
Исследования влияния концентрации Т-80 в гелеобразующей жидкости и концентрации хлористого кальция в отверждающей жидкости на свойства сцементированного “образца-керна” показали, что повышение концентрации Т-80 в гелеобразующей жидкости способствует снижению проницаемости сцементированных песчаных образцов-кернов. Это объясняется уменьшением объема открытых пор песчаного керна при нагнетании концентрированной гелеобразующей жидкости. Повышение концентрации хлористого кальция в отверждающей жидкости ведет к снижению газопроницаемости песчаных кернов, так как происходит хлористого кальция высаливание из раствора и частичная закупорка порового пространства песчаных кернов продуктами твердения.
