Способ определения скорости фильтрации при динамической фильтрации бурового раствора

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ДШАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий заполнение рабочей системы буровым раствором, его нагрев, подачу бурового раствора вдоль фильтрующей поверхности исследуемого образца, создание перепада давления на образце , фильтрацию и отбор фильтрата, о тличающий ся тем, что, с целью повьппения точности определения скорости фильтрации, в процессе i. фильтрации в рабочую систему вводят фильтрат бурового раствора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3 182331 (5ц4 G 01 N 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1

«ДЗВ3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3717052/26-04 (22) 30.03.84 (46) 30.09.85. Бюл. М 36 (72) Е.П.Ильясов, P.À.Àõìåòîâ, .А.В.Письменный и А.П.Крезуб (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым раствором (53) 66.067 (088.8) (56) Кистер Э.Г., Злотник Д.Е., Рогозин Г.В. Водоотдача буровых растворов при высокой температуре. РНТС.

Нефтяное хозяйство, 1967, Ф 3. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ

ФИЛЬТРАЦИИ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий заполнение рабочей системы буровым раствором, его нагрев, подачу бурового раствора вдоль фильтрующей поверхности исследуемого образца, создание перепада давления на образце, фильтрацию и отбор фильтрата, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности определения скорости фильтрации, в процессе фильтрации в рабочую систему вводят фильтрат бурового раствора.

1182331 цав,лени».

Изобретение относится к определению фильтрационных характеристик различных суспензий.

Цель изобретения — повышение качества определения фильтрационных характеристик бурового раствора путем поддержания стабильности фазового состава и параметров исследуемого бурового раствора„ расширение диапазона перепада давления на фильтрую- 19 щем элементе.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит емкость 1, в 15 котовой устанавливают образец 2 горной -Iopophl H IeIIIBJIK j 3. ЕмкoQTB 1 снабжена кожухом обогрева 4. Устройство содержит насос 5, манометр 6, opI aEI IIpe eEIIIH 7, eIiacocTE> 8, регулируемый клапан 9, манометр 10, за".ср1ый вентиль 11, емкость 12 с фильтратои бурового раствора, мерный стакан 13;

Устройство работает следующим об- д5 разом.

В емкость .1 устанавливают образец горной. породы 2, заливают исследуемый буровой раствор, затем рабочую систему герметизируют. При помощи мешалки 3 обеспечивается неремешива— ние бурового раствора с одновременным его подогревом прн помощи кожуха обогрева 4. После выхода на заданную рабочую температуру в рабочей сис35 теме создается перепад давления на ооразце горной породы, причем давление над образцом создается .посредством насоса 5, двигатель которого вкгоочается или отк,чючается согласно элект,ическому сигналу, поступающему ,".:электрсконтактпого манометра 6.

Для создания давления в рабочей системе при IIQMofB-I органа управления

7 к рабочей системе подключают емкость 8, заполненную испытуемым буровым pаство.ром. Включением насоса .:. ";гсчую систему нагнетается буровой раствор в количестве, определяем;и значением заданного рабочего

Причем специальными упорами на эл=-ктрсконт актвсм манометре устанавливают пределы поддержания,цавления Ы над образцом горной породы..Изменением числа оборотов мешалки 3 устанавливают заданную скорость обтекания образца горной породы буровым раствором.

Давление в рабочей системе за образцом горной породы устанавливают при помощи регулируемого клапана

9, который срабатывает по достижению заданного давления. Контроль за давлением осуществляют по показаниям манометра 10. Включение процесса динамической фильтрации осуществляется при помощи запорного вентиля 11. Одновременно посредством органа управления 7 производят подключение к рабочей системе емкости 12 с фильтратом бурового раствора, с отключением емкости 8.

Сбор фильтрата производят з мерный стакан 13.

При этом в процессе фильтрации восполнение рабочей системы произ— водят фильтратом бурового раствора.

По мере увеличения фильтрсотдачи в рабочую систему поступает фильтрат бурового раствора в объеме, достаточном дпя поддержания заданного давления. Восполнение рабочей системы фильтратом бурового раствора позволяет сохранить исходные параметры бурового раствора в течение процесса динамической фильтрации.

В результате получают более точные результаты определения скорости фильтрации.

Согласно количеству поступления фильтрата в единицу времени„ сечения образца горной породы, перепаду давления на образце определяется скорость фильтрации.

Пример. Предлагаемый способ определения динамической фильтрации бурового раствора был использован при установлении скорости проникновения фильтрата бурового .раствора через керн, отобраннык из скважины

9 2 Западно-Афипская с глубины

4500 м с начальной проницаемсстью

0„03--0,04 мкм2 .

На специальной установке, через указанный керн диаметром 30 мм и длиной 50 мм, при условии обтекания его с линеиной скоростью Ч = 1,2 м/с буровым раствором с удельным весом

2,01 I /ñì, условной вязкостью т

42 с, статическим напряжением равным 30/61 мг/см за 1 и 10 мин, водоотдачей В = 4 см /30 мин, определялась скорость фильтроотдачи бурового раствора в условиях, при11823 .ближенных к скважинным, с использованием предлагаемого способа.

Применение предлагаемого способа производилось в два этапа.

На первом этапе проводилось сравнение предлагаемого способа с прототипом путем сопоставления изменения исходных параметров бурового раствора в течение динамической фильтрации. На втором этапе опреде- !О лялись скорости проникновения фильтрата с применением предлагаемого способа и прототипа.

На первом этапе буровой раствор с описанными вьп е параметрами заливался в рабочий объем, герметизировался, затем плавно нагревался о до пластовых температур 130 С с одновременным перемешиванием, обеспе.чивающим обтекание фильтрующего 20 элемента с заданной скоростью. По цостижению заданных рабочих темпера-: тур открывался специальный вентиль, чем обеспечивалась динамическая фильтрация бурового раствора по пе- 25 репадам давления 8,0 МПа (табл. 1).

При этом восполнение исходного рабочего объема, заполненного буровым раствором с заданными параметрами (= 2,01 г/см, Т = 42 с) в процес- 3р се размыва глинистой корки произво-. дилось согласно предлагаемому способу, т.е. фильтратом бурового раствора, в количестве, достаточном для поддержания. заданного перепада давления (примерно равного объему выделившегося фильтрата).

В другом .опыте по определению динамической фильтрации бурового раствора в процессе размыва глинистой корки, восполнение рабочего объема производилось согласно известному способу, т.е. буровым раствором, В обоих опытах в течение времени фильт- 45 рации (30 мин) через каждые 5 мин посредством специального крана от-. биралась проба бурового раствора.

31 4

Отбираемые пробы подвергались анализу, результаты которых изложены в табл. 1. Из табл. 1 следует, что поддержание фазового состава и исходных параметров бурового раствора достигается в большей степени при использовании предлагаемого способа.

Аналогичные результаты получены нами также .при перепадах давления на керне в диапазоне от 0,5 до

100 МПа, которые не приводятся.

Были проведены работы по определению скоростей фильтрации под различными перепадами давлений с применением предлагаемого и известного способов (табл. 2).

На буровом растворе, описанном выше, с применением образцов горной породы в виде кернов с указанными проницаемостью и размерами, проводились исследования по определению скоростей фильтрации в течение

3 — 5 мин под перепадами давлений. в диапазоне от 0„5 до 10 МПа.

Результаты (табл.2) свидетельствуют, что скорости фильтрации при проведении экспериментов по предлагаемому способу определения фильтрационных характеристик бурового раствора представляют собой большие значения, чем скорости фильтрации, полученные по известному способу.

Это свидетельствует и возможности прохождения в продуктивный пласт значительного количества фильтрата бурового раствора, которое вызовет блокирование пласта, что в свою очередь потребует дополнительных затрат средств и времени при вызове притока нефти.

Предлагаемый способ позволяет проводить качественные исследования фильтрационных характеристик на малых объемах буровых растворов, что сокращает время приготовления образцов бурового раствора и уменьшает количество реагентов, используемых при его приготовлении.

1182331

Т абл ица 1

Время, мин

Способ определения динамической фильтрации бурового раствора

Предлагаемый

Известный

L Плотность., Вязкость, г/см с

Плотностьр Вязкостьр г/см с

2,01

42

2,01

46 I0

2,05

2,15

40

2, l5

2,2

42

2,2

2,02

30

2,3

Таблица 2

Способ определения динамической фильтрации бурового раствора

Опыт, 1-.

Извес тный

Предлагаемый

0,5

11,5

0,5

2,0

2,0

3,0

5,0

26,5

5,0

6,0

?8

6,0

7,0

29„2

8,0

9,0

25,2

9Ä0

10,0

25,1

10Ä0

32 5

2,01

2,02

Скорость фильтрации, см t cM мин 10

Пе peq ад давл ения на керне,MIIa

Сиорооть фильтра- 1Перапаи Лавлации, см /см мин 10 ния на керн е, КТа

22,4

23,9

1182331

Составитель M.Ñåðoâ

Техред М.Надь

Редактор В. Ковтун

Корректор 31.Бескид

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6094/38 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5