Влияние концентрации черногорского глинопорошка на закупоривающую способность раствора

Величина раскрытия щели, м	Давление жидкости, МПа	Расход жидкости, л/мин, при концентрации глины
8%	12%	16%	20%
0,3х10^-3	0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,0		не продавливается	не продавливается не продавл. -	не продавливается не продавл -

При раскрытии трещин 0,1 и 0,2 мм зависимость Р =j (Q) имеет линейный характер, режим течения ламинарный.

Результаты исследований закупоривающей способности глинистых частиц раствора и шлама показаны в табл.12.2 и 12.3.

Таблица 12.3

Влияние 0,5 %-го шлама на закупоривающую способность глинистого раствора.

Давление жидкости, МПа	Расход жидкости, л/мин, при раскрытии щели
0,1мм	0,2мм	0,3мм
Вода	4%-й глинистый раствор	Вода	4%-й глинис тый раствор	Вода	4%-й глинис тый раствор	12%-й глинис тый раствор
0,4 1,0 2,0 4,0	Не продавливается 4,3	не продавли вается -//- -//-	10,5 18,75 27,3	0,75 1,5 2,5 7,5	--- ---	--- ---	Не продавливается -//- -//-

Таким образом, для бурения поглощающих зон с величиной раскрытия трещин 0,2 - 0,3 мм с высокой степенью надежности можно использовать обычные глинистые растворы. При большей величине раскрытия трещин для надежной их кольматации с целью получения глинистых паст добавляют в глинистый раствор полимеры КМЦ, ПАА, ПОЭ. Закупоривающая способность этих паст, определенная на щелевом имитатора, показана в табл.12.4.

Глинистые растворы для бурения поглощающих зон, как видно из приведенных исследований, малоэффективны, закупоривающая способность их мала. Кроме того, высокая вязкость раствора резко снижает механическую скорость бурения.

Перевод глинистого раствора в пасту требует значительного времени и дополнительных затрат на материалы и оборудование. Эффективность применения паст также невысока.

Таблица 12.4

Закупоривающая способность глинистых паст

Тип полимера	Состав глинистого раствора, % мас.	Пластическая прочность пасты, кПа	Максимальная величина раскрытия закупоренной трещины при давлении 5МПа
глина	Na₂CO₃, УЩР	полимер
КМЦ-700		- - -		- 0,5 2,0	- - 0,6
ПАА		- - -		1,5 2,5 2,5	- 0,8 0,8
ПОЭ		- - -	0,05 0,10 0,20	1,0 3,5 -	- 1,2 -
ПОЭ		0,5% NaCO₃+1,5% УЩР	0,05 0,10 0,20	3,5 4,0 -	1,2 1,3 -

Более эффективными являются инертные упругие наполнители; типа резиновой крошки, которые не влияют на вязкость раствора.

В Красноярске в качестве такого наполнителя можно использовать отходы производства: дробленую крошку отходов вулканизированного латекса (ВОЛ) и отходы производства резиновых игрушек.

Этот наполнитель инертен, упруг и имеет низкую себестоимость. Его закупоривающая способность, определенная на щелевом имитаторе показана в табл.12.5.

Экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории кафедры ТТР КИЦМ, завершены внедрением ВОЛ в производство на площадях ПГО "Енисейнефтегазгеология" Получен значительный экономический эффект.

С помощью этого наполнителя можно надежно закупорить трещины с раскрытием 1,0-2,0 мм. В связи с тем, что частицы ВОЛ сжимаются почти в 10 раз, использовать его для закупоривания трещин значительных размеров затруднительно.

Таблица 12.5

Определение закупоривающей способности ВОЛ

Раскры-тие тре-щин, мм	Концент-рация ВОЛ,%	Давление насоса (МПа) при размере крошки, мм
0,25	0,25-0,5	0,5-1	1-2,5	2,5-5,0	5-10
0,3		0,1 0,3 0,5 0,6	0,5 0,7 0,8 0,9	1,0 1,2 1,2 1,4	1,4 1,6 2,0 2,2
1.0				0,1 0,2 0,2 0,3	0,6 0,8 0,9 1,0	1,8 2,0 2,3 2,5
2.4

Поэтому были исследованы другие методы, в частности, кольматация вязкоупругими смесями.

Для исследования использовался 3 %-й раствор ПАА, скоагулированный в 0,7 - 0,9 %-м растворе FеСl₃.

Результаты исследования (табл.12.6) показали невысокую упругость и эффективность ВУС (надежная кольматация этими ВУС возможна лишь при раскрытии трещин-до 0,8 мм). Сложным является и транспортирование ВУС в зону поглощения.

Для повышения качества наполнителя, в первую очередь ее упругих свойств и удобства доставки его в поглощаемую зону, было предложено готовить и применять ВУС в виде глобул (шариков), получаемых в результате коагуляции капель 3 %-го ПАА в 10 %-м растворе FеСl₃.

Таблица 12.6