| 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
