WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В третьем разделе рассмотрены теоретические аспекты процессов кольматации проницаемых пород. Выявлено, что при возбуждении колебаний давления с частотой, близкой или равной собственной частоте колебаний твердой частицы кольматанта в дисперсионной среде, данная частица может получить значительные перемещения относительно среды, скорость и ускорение. При этом отличающиеся размером и (или) плотностью свободные твердые частицы кольматанта, перемещаясь относительно дисперсионной гидросреды в направлении излучения звуковой энергии с разными скоростями и сдвигами фаз колебаний, будут сближаться друг с другом и вступать в коагуляционное взаимодействие. Перемещения свободных частиц относительно среды в звуковом поле усилит их адгезию с поверхностью поровых каналов и их взаимодействие с ранее адсорбированными (несвободными) твердыми частицами кольматанта.

Образующийся в звуковом поле слой закупоренных твердыми частицами каналов в породе может состоять из каркаса жестких крупных частиц наполнителя (барита), сцементированных мелкодисперсными пластичными частицами (глины). Механические характеристики такого слоя будут существенно выше, чем у однородного глинистого.

В процессе формирования слоя кольматации изменяется волновое сопротивление поровой среды, растет коэффициент ее отражения, поэтому в механизме коагуляционного и механического уплотнения и упрочнения слоя все большую роль начинает играть звуковое давление, величина действия силы которого на 1…3 порядка выше, существенно выше чем у других сил, возникающих в звуковом поле. При этом происходит отжатие свободной и слабосвязанной воды из тромба слоя кольматации, уплотнение последнего в местах сужений поровых каналов.

Превышение давления в скважине над пластовым может оказать заметное влияние на динамику частиц кольматанта в поровых каналах породы.

Если же ширина спектра излучаемых частот находится в пределах от нескольких сот герц до десятков килогерц, то высока вероятность совпадения собственных частот колебаний частиц с одной из спектра частот вынужденных колебаний. Возникнут резонансные перемещения частиц кольматанта относительно дисперсионной среды суспензии. При этом появятся деформации, разрывы сплошности диффузных слоев сольватных оболочек частиц, что будет способствовать адгезии подвижных частиц на стенках поровых каналов, их взаимодействию с ранее адсорбированными на стенке частицами. Кроме того, на перемещение частицы влияют также колебания с близкими к резонансной частотами.

Под воздействием звукового поля, происходит и доупаковка слоя частицами твердой фазы раствора, переупаковка механической структуры тромба.

При этом свободное пространство между крупными агрегатами занимают более мелкие частицы, идет вытеснение свободной воды из слоя кольматации, растет число механических контактов в структуре тромба, что повышает его непроницаемость и прочность. Существенно увеличивается волновое сопротивление слоя кольматации, мене заметно – звуковое давление на стенке породы, что вызывает уменьшение колебательных перемещений частиц в тромбе, прекращается их переупаковка.

Дальнейшее уплотнение слоя кольматации идет за счет продолжения вытеснения свободной и слабосвязанной воды из тромбов. После прекращения виброуплотнения по причине осмотических явлений возможно некоторое набухание "обезвоженных" тромбов, содержащих глинистые или им подобные частицы.

Исследован процесс изменения проницаемости породы в результате кольматации. Определена структура слоев и зон неоднородности породы и описан механизм кольматации породы в звуковом поле.

Высказано предположение, что наиболее интенсивное коагуляционноадгезионное взаимодействие происходит между мелкодисперсными, относительно пластичными частицами глины, и более крупными, плотными частицами барита и породы, благодаря чему образуется малопроницаемая и прочная структура кольматационного слоя, состоящего их жестких частиц, сцементированных глинистым материалом.

Четвертый раздел посвящен совершенствованию технологии и технических средств кольматации проницаемых пластов.

Экспериментальные и теоретические исследования показали особую значимость, для повышения эффективности кольматации песчаников, таких факторов, как перепад давления между скважиной и пластом, объемная концентрация твердой фазы в растворе, степень ее дисперсности, интенсивность расходуемой на кольматацию энергии, проницаемость породы, очистка стенки В этой связи апробированы ряд технологий и технических средств, таких как:

1.Технология кольматации, осуществляемая путем регулируемого изменения концентрации твердой фазы раствора в забое;

2. Вихревое устройство для очистки и кольматации стенок скважины с использованием эффекта кавитации;

3.Кольматирующее устройство, обеспечивающее изменение дифференциального давления на забое;

4. Устройство для кольматации и виброуплотнения ее слоя.

Разработана техническая документация на их применение, проведены оценочные испытания.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Предложена математическая модель описания коррозионных процессов камня под действием растворенного в пластовой воде сероводорода. Получены уравнения прогнозирования коррозионного поражения камня для различных параметров агрессивной среды и фазового состава продуктов твердения.

2. На основании термодинамического рассмотрения процессов научно обоснованы и экспериментально подтверждены критерии оценки коррозионной стойкости тампонажного камня к воздействию газообразного сероводорода в промысловых условиях. Фазовый состав продуктов твердения коррозионностойкого камня должен иметь равновесную рН 11, содержание окислов железа в составе сырьевой смеси не должно превышать 10%.

3. Разработан комплекс требований к тампонажному материалу и технологиям цементирования газовых скважин с сероводородной агрессией:

а) тампонажный раствор должен иметь высокую седиментационную и суффозионную устойчивость;

б) на стадии формирования структуры камня должен проявляться эффект расширения 0,5-2%;

в) должно быть обеспечено формирование структуры с замкнутой пористостью путем уменьшения водоцементного фактора тампонажного раствора, ускорения процесса твердения на начальных стадиях, создания избыточного давления на устье скважины на стадии интенсивного структурообразования.

4. Обосновано, что наряду с разработкой тампонажных материалов, стойких к сероводородной агрессии необходима технология, обеспечивающая блокирование агрессивного агента в пласте в процессе первичного вскрытия методами кольматации. Разработана классификация условий, влияющих на процессы кольматации.

5. Описана динамика частиц кольматанта в звуковом поле. Показано влияние на нее звукового давления плотности частиц, их размеров и расстояния между ними, перепада давления между скважиной и пластом, открытой пористости (проницаемости) породы пласта.

6. Установлено, что виброкольматация наиболее эффективна для слабосцементированных и низкопроницаемых пластов. Возникающее при кольматации дополнительное диспергирование твердой фазы позволяет снизить расход химреагентов и глинопорошков, повысить качество растворов, полученных "наработкой" в процессе бурения природной глины.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кобышев Н.П. Тампонажный цемент в сероводородной среде / Н.П. Кобышев, А.П. Тарнавский // Газовая промышленность. – 1975. - № 1. С 39.

2. Тарнавский А.Н. Проникновение сероводородосодержащего газа через цементный камень / А.Н. Тарнавский, Н.П. Кобышев // Экспресс – информация.

Серия: Геология, бурение и разработка, газовых месторождений. – 1977. - № (36). - С. 11-12.

3. Кравцов В.М. О долговечности тампонажного камня нефтяных и газовых скважин в условиях сероводородной агрессии / В.М.Кравцов, Н.П. Кобышев, М.Р. Мавлютов, А.И. Спивак // Газовая промышленность. – 1979. - № 12. – С. 23-24.

4. Мавлютов М.Р. Результаты испытаний опытной партии вяжущих при цементировании обсадных колонн / М.Р. Мавлютов, В.П. Овчинников, Н.П.

Кобышев, Ю.С. Кузнецов, В.М. Кравцов и др. // РНТС «Бурение». – 1979. - № 6.

5. Овчинников В.П. Результаты испытаний опытной партии вяжущих при цементировании обсадных колонн / В.П. Овчинников, Н.П. Кобышев, Ю.С.

Кузнецов, В.М. Кравцов // РНТС «Бурение». - 1979. - № 6.

6. Кравцов В.М. Прогнозирование коррозионной стойкости тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии / В.М.Кравцов, Н.П. Кобышев, Р.Г.

Хабибуллин // Физико – химическая механика дисперсных систем и материалов: Тезисы докладов респ.конференции, г.Харьков. – Харьков, 1980. - С.285286.

7. Кравцов В.М. К механизму и кинетике коррозии тампонажного камня в условиях сероводородной агрессии / В.М.Кравцов, Ю.С. Кузнецов, Н.П. Кобышев. // Изв. ВУЗов. Серия Нефть и газ. – 1980. - № 11. С. 11-15.

8. Кравцов В.М. Стойкость тампонажных материалов в условиях газовой сероводородной агрессии /В.М. Кравцов, М.Р. Мавлютов, Н.П.Кобышев и др. // Газовая промышленность. – 1982. - № 4. - С 33-35.

9. Пат. 1312829 кл.В 06 1/8. Гидравлический генератор колебаний / Н.А.Шамов, Р.Ф.Ганиев, М.Р. Мавлютов, Ю.С.Кузнецов, Н.П. Кобышев. - № 3895027/24; Заявлено 14.05.1985, Бюл. № 9.

10. Пат. 1417271 СССР, кл. В06В 1/20. Вихревой электрогидравлический генератор. / Р.Ф.Ганиев, Ю.С.Кузнецов, Н.П.Кобышев. - № 4112829/24; Заявлено 20.08.1986, Бюл. № 30.

11. Горонович С.Н. Регулирование ионообменных процессов при разбуривании терригенно-химогенного комплекса пород / С.Н. Горонович, Д.А.Галян, Н.П. Кобышев, Е.А. Коновалов // Газовая промышленность - 2002. - № 10.

Соискатель Кобышев Н.П.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»