Компонентный состав и свойства безглинистых ППГР и содержащих глинистую фазу приведен в таблице 5.14.

Таблица 5.14.

Состав раствора ППГР ( кг/м³)

* Для горизонтальных скважин

Свойства раствора ППГР

- плотность (r), г/см³         - 1,05-1,34

- условная вязкость (УВ), с - 25-50

- СНС_1/10, дПа                     - 20/70-60/80

- пластическая вязкость

h_пл.), мПас                         - 25-50

- динамическое напряжение

сдвига ( t₀), дПа                - 100-300

- фильтрация (Ф), см³         - 2-5

- увлажняющая способность

(П₀), см/час.                        - 1-2

- межфазное натяжение на границе

с углеводородной жидкостью

(s), мН/м                            - 6-10

- краевой угол смачивания,⁰ - 130-135

Биополимерные растворы, растворы также обладающие специфическими реологическими и структурно-механическими свойствами, наиболее подходят для проводки горизонтальных скважин и бурения вторых стволов. Как растворы без коллоидной твердой фазы, они обеспечивают высокую скорость бурения, качественную очистку ствола скважины и минимальное загрязнение продуктивных пластов. Поэтому эти растворы являются основными для бурения ГС и качественного вскрытия продуктивных пластов за рубежом ( табл. 5.15.).

Однако область применения безглинистых биополимерных растворов, механизм предотвращения загрязнения продуктивного пласта которых основан на ограничении глубины их проникновения в пласт за счет механизма повышения вязкости при низких скоростях сдвига, имеет существенные ограничения, как со стороны геологических, так и технологических факторов.

Исследование закономерностей процессов фильтрации раствора в пористую среду в зависимости от таких факторов, как проницаемость среды, перепада давления и структурно-механических свойств раствора показали, что с увеличением перепада давления глубины проникновения возрастает.

Значение перепада давления, при котором еще сохраняется приемлемая глубина проникновения раствора для коллекторов с проницаемостью до 0,5 мкм², составляет 2-5 МПа.

В этом случае коэффициент восстановления проницаемости (b) обеспечивается на уровне 92-95 %.

Глубина проникновения раствора в пласт оказывает негативное влияние на коэффициент восстановления проницаемости наиболее сильно этому влиянию подвержены низкопроницаемые коллектора 0,005-0,1 мкм². При прочих равных условиях для них такое же ухудшение проницаемости, как и для коллектора с проницаемостью n=0,5 мкм², имеет место в два раза меньшей глубине проникновения раствора в пласт.

Важное влияние на коэффициент восстановления проницаемости пласта оказывает величина динамического напряжения сдвига (t₀). Для коллекторов с проницаемостью 0,01 мкм² и репрессиях от 2 до 10 МПа значение t₀, обеспечивающее глубину проникновения раствора, при которой сохраняется высокое значение коэффициента восстановления проницаемости   ( b=95-98 %), составляет 200-300 дПа.

При репрессии 10 МПа для пластов с проницаемостью 0,005- 0,5 мкм² значение t₀ раствора, обеспечивающее достижение высокой величины коэффициента восстановления проницаемости ( на уровне 95 % ), должно быть более 600 дПа.

С другой стороны введение ингибиторов ( например КСl ) для подавления набухания глинистых фрагментов коллектора и забойная температура сильно в (2,5 раза) снижают t₀ и, следовательно, увеличивают глубину проникновения раствора в пласт, снижая коэффициент восстановления проницаемости.

Повышение вязкости имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Положительным моментом является ограничение проникновения фильтрата с повышенной вязкостью в пласт и, следовательно, уменьшение зоны поражения пласта.

Однако повышение вязкости фильтрата при прочих равных условиях снижает коэффициент восстановления проницаемости.

Расчеты показывают, что повышение вязкости и то ограничение величины зоны поражения, которое при этом достигается, не всегда компенсирует величину негативного влияния вязкости на снижение коэффициента восстановления проницаемости.

Опыт применения и проведения исследования показали, что во многих случаях для достижения высокого качества вскрытия безглинистый раствор на основе биополимера нуждается в существенном улучшении своих свойств, таких, как кольматирующих, ингибирующих и нефтесмачивающих.

 Сам по себе тип раствора еще не гарантирует качественного первичного вскрытия пласта, так как оно зависит как от петрофизических свойств коллектора (глинистости, пористости, проницаемости и пластовой температуры), так и от уровня значений традиционных и нетрадиционных показателей свойств раствора в забойных условиях ( фильтрация, вязкость, межфазное натяжение, нефтесмачиваемость, ингибирующая способность) и технологических факторов ( уровня репрессии и депрессии, времени контакта раствора с пластом).

Учесть все эти факторы и их суммарное влияние на качество вскрытия пласта, обеспечить оптимальное значение управляемых факторов возможно только при использовании разработанных в НПО “Бурение” комплексной технологии заканчивания скважин и компьютерной программы по оценке существующего и ожидаемого качества вскрытия пластов и нормированию свойств буровых растворов и спецжидкостей для первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов.

Оценка аналитическими методами и по данным гидродинамических исследований скважин показывает, что только использование комплексной технологии заканчивания скважин и растворов с нормированной скоростью увлажнения, межфазным натяжением, нефтесмачивающими свойствами и фильтратом, исключающим образование осадков при взаимодействии с породой, пластовыми флюидами и фильтратом цементного раствора, позволит существенно повысить качество вскрытия продуктивных пластов (см. табл.5.16.)

Таблица 5.16.