Проникновение в пласт твердых частиц
При вскрытии пластов с промывкой водой исключается коль- матация стенок скважины глинистыми частицами, если вскрываемые породы не содержат глинистых минералов. Но тем не менее при этом наблюдается кольматация стенок скважины. Это явление обусловлено главным образом проникновением в поровое пространство призабойной зоны шлама в результате избыточного давления и поглотительной способности пласта.
Так как горная порода и жидкость, заполняющая ее поры, обладают упругими свойствами, то пористость пород в некоторой степени зависит от избыточного и пластового давлений. Характер изменения пористости и проницаемости во многом зависит от минералогического состава породы, ее структуры, наличия и состава цементирующего вещества.
Расширение пор при увеличении давления на пласт способствует увеличению его поглощающей способности. Однако восходящий поток воды в затрубном пространстве содержит определенное количество твердых частиц, которые проникают вместе с поглощаемой водой в поры и трещины призабойной зоны, закупоривая их и вызывая механическую кольматацию.
При снятии избыточного давления на пласт размеры пор пород призабойной зоны уменьшаются, а проникшие в них твердые частицы оказываются защемленными, вследствие чего уменьшается проницаемость призабойной зоны. Снизить такую кольматацию трудно. В данном случае откачка, снижая пластовое и увеличивая горное давления в призабойной зоне, ведет к дальнейшему уменьшению размеров пор и проницаемости.
Проникновение твердых частиц в поровое пространство призабойной зоны уменьшает поглотительную способность пласта при вскрытии его с промывочной водой. Поэтому, как показывает практика, поглощение в малой степени зависит от избыточного давления на пласт, однако степень кольматации существенно зависит от величины избыточного давления.
Эти выводы хорошо подтверждаются на практике. Так, при вскрытии водоносных горизонтов на юге Молдавии, представленных мелкими песками с глубокими статическими уровнями, наблюдаемое поглощение промывочной воды значительно меньше, чем его можно было ожидать при известных фильтрационных свойствах вскрываемых песков. Скважины, пробу-
|
Рнс. 3. Зависимость удельных дебитов от избыточного гидростатического давления на пласт при вскрытии водоносных горизонтов в мелких песках с промывкой водой (по данным бурения скважин на юге Молдавии) |
ренные на более высоких отметках и с более глубокими статическими уровнями, при использовании одинаковой технологии имеют, как правило, значительно меньшие удельные дебиты по сравнению со скважинами, пробуренными на более низких отметках и с небольшими глубинами статических уровней (рис. 3). Так как во всех случаях для вскрытия пласта применялась пресная вода, не отличающаяся существенно по химическому составу и физическим свойствам от пластовой воды, основным фактором, влияющим на кольматацию, следует считать избыточное давление на пласт воды, загрязненной шламом выбуренной породы.