Технология закрепления слабосцементированных пород продуктивного пласта, предупреждающая вынос песка - Остапов О.С.
Скачать (прямая ссылка):
Результаты изучения влияния состава технологических жидкостей и режимов обработки на свойства сцементированного проницаемого песчаного барьера получены на основании лабораторных наследований.
При проведении экспериментов переменными факторами служили расход силиката натрия от массы намытого песка, его плотность, крупность песка, концентрация в гелеобразующей жидкости флотореагента Т-80, концентрация в отверждающей жидкости хлористого кальция, расход гелеобразующей и отверждающей жидкостей, время и температура твердения сцементированного песчаного керна. Эти переменные факторы были сгруппированы между собой, и с применением ортогонального планирования проведены экспериментальные исследования. При этом остальные факторы закрепляли на одном уровне.
Экспериментальные исследования по формированию намываемых песчаных кернов проводились в следующей последовательности. Песок разной крупности (крупный песок - размер зерен 0,14-0,25 мм и мелкий песок - размер зерен меньше 0,14 мм), предварительно обработанный силикатом натрия, намывали в специальные формы жидкостью-песконосителем, затем в
13
них последовательно иагпетали технологические жидкости для отверждения силиката натрия (гелеобразующую, а затем отверждающую).
При проведении исследований зависимости свойств сцементированных песчаных кернов от влияния расхода силиката иатрия для обработки песка (АТ/), плотности жидкого стекла (Хз) и крупности песка (Aj) эти значения являлись переменными и исследования проходили с применением трехфакторного ортогонального плана.
Повышение расхода силиката натрия и его плотности для обработки песка ведет к снижению газопроницаемости песчаных кернов за счет уменьшения объема открытой пористости. Увеличение крупности песка способствует повышению газопроницаемости песчаных кернов. Это происходит за счет большой исходной пористости песка до крепления. Прочность сцементированного песчаного керна растет пропорционально расходу жидкого стекла, его плотности и крупности песка. Более наглядно это можно увидеть иа косоугольной диаграмме, представленной на рис. 2.
———— - газопроницаемость, ими 2
¦ ¦I,— — — прочность при сжатии, МПа
Рис. 2. Влияние расхода жидкого стекла для обработки песка, плотности жидкого стекла и крупности песка на свойства песчаного керна
При проведении исследований по определению влияния концентрации Т-80 в гелеобразующей жидкости и хлористого кальция в отверждающей жидкости на свойства “песчаных образцов-кернов” выявлено, что газопроницаемость песчаного керна снижается более существенно при повышении концентрации Т-80 в гелеобразующей жидкости, чем при повышении концентрации хлористого кальция в отверждающей жидкости. При этом прочность, при сжатии песчаного керна, с увеличением значений этих переменных возрастает, что связано с улучше-
14
нием качества отверждения силиката натрия. Расход гелеобразующей и отверждающей жидкостей также оказывает заметное влияние на свойства сцементированного песчаного керна.
На основании результатов исследований по определению влияния расхода гелеобразующей и отверждающей жидкостей на газопроницаемость и прочность песчаных “образцов-кернов” из крупного и мелкого песка выявлено, что увеличение расхода гелеобразующей жидкости способствует некоторому повышению газопроницаемости песчаных “образцов-кериов” и их прочности, а повышение расхода отверждающей жидкости снижает газопроницаемость, но при этом существенно повышается прочность песчаного керна.
При проведении исследований по определению зависимости проницаемости и прочности песчаных “образцов-кернов” от времени и температуры выявлено, что время твердения незначительно влияет на газопроницаемость, а температура твердения существенно ее увеличивает. В то же время оба переменных фактора оказывают существенное влияние на прочность песчаного керна, увеличивая ее при возрастании температуры твердения. Объясняется это тем, что более полно проходит реакция твердения жидкого стекла, утончаются пленки жидкого стекла на песке и летучие жидкости (газовый конденсат, спирт) освобождают поровое пространство, что обеспечивает песчаному керну большую проницаемость.
Стендовые испытания технологических жидкостей для крепления слабосцементированно-го песчаника показали, что применение эмульсии силиката натрия позволяет получить крепь песчаного “образца-керна” по всей его длине, в то время как применение водного раствора силиката натрия не обеспечивает равномерное крепление “образца-керна” по всему объему. Режимы нагнетания технологических жидкостей и результаты стендовых испытаний на образцах длиной 95 см и диаметром 23 мм с созданием наружного обжима приведены в табл. 2, 3.
Таблица 2
Стендовые испытания технологии крепления слабосцемеитироваииых песчаников
Технологические жидкости Объем нагнетания, см3 Давление обжима, МПа Давление нагнетания, МПа Время нагнетания, мин
1 2 3 4 5
1. Закрепляющий состав — эмульсия
Вода 150 2,5 0,5 6,0
Газовый конденсат 100 2,5 0,5 3,0
Эмульсия силиката натрия* 150 3,5 3,0 76,0
Газовый конденсат 60 3,0 2,5 14,0
