3. Вимоги до промивної рідини для розкриття продуктивного пласта

• Виходячи з основної мети первинного розкриття продуктивного пласта (збереження його колекторських властивостей), до промивної рідини ставляться такі вимоги:

─ фільтрат промивної рідини не повинен сприяти підвищенню гідрофільності породи і збільшенню кількості фізично зв’язаної води в порах пласта;

• фільтрат промивної рідини не повинен при контакті з пластовими флюїдами сприяти утворенню нерозчинних осадів;

• фільтрат не повинен викликати в глинистих породах процеси набухання, гідратації та дезінтеграції частинок;

• фільтратовіддача промивної рідини в умовах свердловини повинна бути мінімальною;

• за соляним складом і мінералізацією фільтрат повинен бути близьким до пластової рідини;

• поверхневий натяг на границі “фільтрат–пластовий флюїд” повинен бути мінімальним;

• в твердій фазі промивної рідини повинна знаходитись достатня кількість кольматуючих частинок.

10.6. Методи запобігання забруднення пристовбурної зони

10.6.1. Застосування спеціальних промивних рідин

• Багаторічна практика буріння свердловин на різних родовищах підтвердила переваги застосування промивних рідин на вуглеводневій основі.

Промивні рідини на вуглеводневій основі використовуються не тільки для розкриття продуктивних пластів з метою збереження природної проникності, але і для буріння в ускладнених умовах, зокрема при проходженні нестійких соленосних порід, для розкриття пластів з аномально низькими пластовими тисками (АНПТ).

• Піни мають значно вищий коефіцієнт відновлення проникності, ніж розчини на водній основі, а розчини на вуглеводневій основі забезпечують повне відновлення проникності.

• Мінералізовані промивні рідини по різному проявляються при розкритті порід із вмістом глини.

Найбільш складними є умови розкриття низькопроникних колекторів з тріщинною пористістю. Приплив нафти відбувається за системою мікротріщин, ширина яких точно невідома і може бути меншою 10 мкм. Відкладання на стінках тріщин частинок твердої фази промивної рідини веде до формування внутрішньої фільтраційної кірки, яка не руйнується під час освоєння свердловини і суттєво зменшує її продуктивність. Досягти позитивних результатів підбором фракційного складу твердої фази промивної рідини в таких умовах не вдається.

• Ефективним заходом для розкриття таких колекторів може бути використання промивної рідини з твердою фазою, що розкладається.

З цією метою розроблені спеціальні промивні рідини, в яких використовують такі нафторозчинні органічні частинки, як віск і смола, які виконують функції закупорюючих матеріалів.

В кислоторозчинних системах і системах, що біохімічно розкладаються, як закупорюючий матеріал використовують подрібнений карбонат кальцію. Для регулювання фільтрації до неї додають полімери (КМЦ, поліакрилонітрил).

Для водонагнітальних свердловин розроблені промивні рідини з водорозчинною твердою фазою.

10.6.2. Застосування поверхнево-активних речовин

Речовини, які здатні адсорбуватися на поверхні розділу фаз і активно впливати на поверхневі властивості систем, називають поверхнево-активними (ПАР).

Вони змінюють інтенсивність молекулярної взаємодії в поверхневих шарах компонентів системи, активно впливають на електрокінетичні сили.

• В нафтогазовидобувній промисловості ПАР використовують з метою:

– покращання якості існуючих і утворення нових видів промивних рідин, які використовуються при бурінні, розкритті продуктивних пластів та їх обробці;

– підвищення швидкості буріння;

– запобігання обвалювань і закріплення стінок свердловини в процесі буріння;

– покращання якості цементування свердловин;

– обезводнювання і обезсолювання нафти;

– проведення внутрішньосвердловинної деемульсації;

– ізоляції сторонніх вод;

– запобігання корозії обладнання;

– очищення нафтових ємностей;

– підвищення коефіцієнта нафтогазовіддачі продуктивних пластів.

ПАР, що використовуються для розкриття продуктивних пластів, мають відповідати таким умовам:

– суттєво зменшувати величину поверхневого натягу на границі розділу між водою і вуглеводневим середовищем;

– покращувати змочування породи нафтою в присутності водного фільтрату промивної рідини;

– перешкоджати диспергуванню і набуханню глинистих частинок в присутності водного фільтрату;

– перешкоджати утворенню емульсії в породах-колекторах;

– перешкоджати концентрації смолистих речовин на границі розділу фаз “нафта–вода”;

– не утворювати нерозчинного осаду при контакті з пластовими водами та гірськими породами;

– бути ефективними в малих концентраціях.

ПАР уявляє собою органічне з’єднання, молекули якого утворені двома різними групами, які з точки зору розчинності володіють протилежними властивостями (одна з них гідрофільна, а друга - гідрофобна).

Вихідними матеріалами для виробництва ПАР є залишки рафінування рослинної олії та перегонки нафти, а також продукти перегонки деревини і коксування вугілля.

• До найбільш розповсюджених ПАР, які виготовляються промисловістю для розкриття продуктивних пластів, можна віднести:

УФЕ₈ – продукт конденсації технічних вугільних фенолів з оксидом етилену. Використовується для зниження поверхневого натягу на границі розділу фаз “нафта–вода–порода” з метою збереження нафтопроникності привибійної зони пласта під час розкриття продуктивних колекторів промивними рідинами на водній основі;

ОП-10 – продукт конденсації алкілованих фенолів з оксидом етилену (алкілування – реакція введення алкілу вуглеводневого радикалу в молекулу органічної речовини). Подібно до УФЕ₈ використовується для обробки промивних рідин при розкритті продуктивних пластів з метою збереження нафтопроникності. ОП-10 повністю розчиняється у воді, навіть у мінералізованій, не утворює нерозчинних осадів при взаємодії з солями пластової води, підвищує коефіцієнт відновлення нафтопроникності у 2–2,5 рази. ОП-10 зменшує також водонасиченість породи при витісненні водного розчину ПАР нафтою, що обумовлено, в основному, витісненням плівкової і капілярно-зв’язаної води;

Сульфонол НП-1 – продукт алкілування бензолу. Використовується при розкритті нафтоносних пластів для збереження проникності, а також як емульгатор нафти і гідрофобізатор твердої фази в промивних рідинах на нафтовій основі.

Тип ПАР і її концентрація в промивній рідині встановлюється, виходячи з задач обробки пласта, властивостей пластового флюїду, умов розкриття пласта, мінералогічного складу порід та інших факторів.