Стан привибійної зони пласта - студопедія
Загальні відомості про привибійної зоні пласта. Причини погіршення колекторських властивостей ПЗП. Вплив фазових перетворень на рух багатокомпонентних рідин в умовах просочення дисперсиями (емульсії, суспензії). Основні ознаки дисперсних систем. Класифікація систем по дисперсності. Класифікація дисперсних систем по міжфазній взаємодії. Фільтрація дисперсних систем через пористі середовища
Як говорив А. Ейнштейн, наука повинна починатися з фактів і кінчатися фактами. Найбільш характерна особливість такого підходу - циклічність, так як вона починається і закінчується фактами, і факти завершальні один цикл, виявляються початком наступного і так далі до нескінченності. Ось і ми з Вами звернемося до фактів.
Як відомо розробка і експлуатація газових, газоконденсатних і нафтових родовищ здійснюється на основі постійного вдосконалення техніки і технології виробництва і всебічного підвищення їх ефективності. А це пов'язано в свою чергу з якісним і кількісним урахуванням всіх факторів при організації і проектуванні заходів по підвищенню газоконденсатонефтеотдачі.
Спочатку звернемося до поняття привибійної зони пласта (ПЗП). Після розтину пласта свердловиною по всій його товщині, навколо стовбура свердловини виникає так звана Привибійна зона пласта, в якій відбулися, відбуваються або можуть відбуватися різні процеси, які порушили або порушують початкове рівноважний механічне або фізико-хімічний стан гірських порід. Радіус привибійної зони пласта практично не можливо визначити, і в зв'язку з цим вибирається умовний середній радіус, що обмежує по простяганню у всій його товщині, в якій відбуваються всі процеси і явища, обумовлені розтин продуктивного пласта. При чому ця зона може мати найрізноманітнішу конфігурацію.
Принципова схема привибійної зони пласта приведена на малюнку 1.
Малюнок 1. Схема привибійної зони пласта.
ПЗП - Привибійна зона пласта; УЗП - дистанційна зона пласта; Р - рівнодіюча вертикального гірського тиску;
Рд - рівнодіюча гірського бічного тиску; rд - радіус свердловин по долоту при бурінні; rс - фактичний радіус свердловини; r1 радіус привибійної .зони пласта; r2-відстань довільно взятої точки б віддаленої заклики пласта від осі свердловини; rк - радіус контуру харчування
За рахунок різних процесів, що відбуваються в ПЗП, і чинників, що впливають на неї, в кожен період часу Привибійна зона пласта буде знаходитися в певному статичному або динамічному стані, який визначає ступінь гідродинамічної зв'язку його зі свердловиною.
Через ПЗП з продуктивного горизонту на забій свердловини відбувається фільтрація пластового флюїду. Якщо ж система фільтрації здатність ПЗП в порівнянні з початковим станом пласта з яких-небудь причин змінилася (погіршилася або покращилася), то і продуктивність його буде інший в порівнянні з природним її значенням.
Стан ПЗП при розтині пласта визначається:
1) механічними напруженнями в породі;
2) гідродинамічним впливом тріщин;
3) забрудненням ПЗП і фізико-хімічними процесами, що протікають в породі;
4) фільтраційним рухом рідин і розподілом тиску в пласті.
Механічні напруги виникають з моменту відкриття покрівлі пласта до завершення разбуривания породи, з виявленням якого на контурі виробки кругового перетину виникають стискають кільцеві напруги. Граничні значення цих напруг можуть досягати подвоєною величини статичного тиску, існуючого в непорушеному масиві гірської породи, за вирахуванням забійного тиску, т. Е.
де Н - глибина свердловини;
# 947; с.п. - середній об'ємна вага порід в розрізі свердловини.
Під дією вертикального та особливо бічного гірського тиску виникає сила, що діє на каркас породи і пластову рідину, як би виштовхуючи цю породу в гірничу виробку (свердловину).
Напруга в каркасі грунту визначається як різниця між гірським і пластовим тисками:
При певному значенні цієї напруги руйнується зчеплення між зернами породи. У привибійної зоні пласта такі нестійкі породи, як глина, сіль, лід і слабосцементірованние пісковики, іноді руйнуються і пластично течуть в гірничу виробку. У місцях їх витікання утворюються порожнечі (каверни). Внаслідок пружних деформацій в цих місцях відбувається розвантаження породи і перерозподіл напружень. Якщо каверни в ній глибокі, то може статися вигин породи напластованию, освіту штучних і розкриття природних тріщин. Під дією пружних напружень обсяг породи збільшується в основному за рахунок пористого середовища. Збільшення це обсягу визначається за рівнянням В. Н. Щелкачева
де Vн - обсяг породи;
# 916; # 929; - перепад тиску;
# 946; п - коефіцієнт стисливості породи.
Коефіцієнт стисливості породи для пісковиків змінюється в межах # 946; п = (10,86 + 1,26) 10 4 МПа. Внаслідок такого, хоча і від мізерно малого збільшення порового простору, підвищується фільтраційна здатність цього шару породи. Якщо породи щільні і міцні, то кільцеві напруги сприятимуть збільшенню бокового гірського тиску, яке призводить до стиснення породи, зменшення порового простору і зниження проникності. Величина цього тиску залежить від протитиску (репресії) стовпа бурового розчину в свердловині, чим більше протитиск, тим менше бічне гірський тиск відбивається на стані породи в ПЗП. В цьому випадку репресія бурового розчину на пласт виконує позитивну роль. Кільцеві напруги не тільки стискають породу, але внаслідок пластичності вичавлюють її в свердловину, в результаті чого радіус останньої зменшується (див. Рис 1) У твердих породах зміна діаметра свердловини настільки мало, що ніякого впливу на її стан не робить. У деформації гірських порід істотну роль грає фактор часу, з плином якого стан породи поблизу стінок свердловини буде змінюватися.
Перерозподіл напруг в гірській породі найбільш суттєво позначається на природних тріщинах. Звуження або повне змикання яких, на думку Г. Т Овнатанова. в привибійній зоні пласта обмежується колом радіусом, що не перевищує 1 м. Від кільцевих напружень змикаються тільки вертикальні і похилі тріщини. Деякі з них повністю закриваються на виході до стінки свердловини. На ступінь змикання тріщин додатково впливає величина депресії на пласт. У тріщинних колекторах за рахунок змикання тріщин може значно зменшитися або зовсім зникнути гідродинамічна зв'язок свердловини з пластом. У порово-тріщинних колекторах змикання тріщин з часом може викликати зниження продуктивності свердловин, т. Е. Механічні процеси можуть зумовити зміни фільтраційного стану привибійної зони пласта.
З моменту відкриття покрівлі продуктивного пласта на нього впливає буровий розчин. За рахунок його репресії в перовую середу ПЗП проникає фільтрат, а в тріщини - і сам розчин. Таке забруднення поровой середовища може привести до істотної зміни стану і фільтраційної здатності ПЗП. У міру разбуривания пласта збільшується забруднення його привибійної зони. Після початкового поглинання бурового розчину тріщинами, а фільтрату - поровой середовищем на стінках свердловини утворюється глиниста кірка, яка знижує, але не припиняє проникнення в ПЗП фільтрату і розчину. Чим більше репресія стовпа бурового розчину на пласт, тим більше забруднюється ПЗП.
При тяжких бурового розчину значно збільшується його питома вага, а, отже, і його репресія на пласт. При досягненні його певного значення розкриваються природні і утворюються нові тріщини (ГРП), відбувається поглинання нових порцій бурового розчину. Все це істотно змінює свого попереднього стану ПЗП і призводить до нового її стану.
В процесі виклику припливу з пласта (депресії) відбувається вилучення пластового флюїду з колектора, який спершу видавлює, а потім вимовити забруднює матеріал з ПЗП в стовбур свердловини. З підвищенням депресії на пласт збільшується вимиває здатність пластового флюїду, відбувається мимовільна очищення ПЗП. Ефективність і ступінь очищення ПЗП залежать від часу вилучення пластового флюїду. Це, в свою чергу, призводить до нового стану привибійної зони. Новий якісний стан ПЗП може виникнути в результаті проведення методів впливу на пласт, особливо після кислотних обробок.
Таким чином, ПЗП являє собою зону навколо експлуатаційного забою свердловини, в якій відбулися, відбуваються або можуть відбутися якісь зміни породи, властивостей пористого середовища, її проникності, в порівнянні з початковим природним станом колектора. Розміри ПЗП можуть змінюватися в часі і залежать від протікають в ній процесів.
Зона, наступна за ПЗП, в якій збереглися первісний стан породи і властивості пористого середовища, називається віддаленої зоною пласта (ПЗП).