Для вивчення можливості придушення реакції гелеутворення в ГФС були проведені наступні досліди. Проба ГФС на основі 10 %-ного гіпану з початковим рН=5,0 була розділена на дві частини і в кожну частину вводилась кальцинірована сода до отримання рН=6 – 7, причому в одну частину сода вводилась зразу після приготовлення ГФС, а в другу через 3 години. Після цього обидві проби стояли в спокої протягом місяця і залишились текучими. Потім в обидвох пробах величина рН була знижена до рН=5 при додаванні 10 %-ного розчину соляної кислоти.

В тій пробі, де сода вводилась зразу після приготовлення ГФС, суміш загустіла по закінченню індукційного періоду, а друга проба залишилась текучою. Таким чином, коли операція закачування ГФС відміняється зразу після її приготовлення, відновлення гелеутворюючих властивостей в принципі можливо. Якщо з моменту приготовлення ГФС пройшло багато часу, реакція гелеутворення може бути придушена введенням кальцинірованої соди або розбавленням водою, а суміш може бути використана як осадо утворений полімерний реагент.

5.3 Рух гелеутворюючих рідин у водонафтонасиченому пористому середовищі

Основні закономірності руху концентрованих водяних розчинів полімерів у водонасиченому пористому середовищі властиві і фільтрації ГФС. До специфічної особливості фільтрації ГФС слід віднести тільки зміну реологічних властивостей в часі, які призводять до більшого затухання фільтрації, ніж у випадку фільтрації розчину полімерів.

Досліди по вивченню руху ГФС у водонафтонасиченому пористому середовищі проводились на штучних кернах зцементованих піщаників довжиною 4,3 – 5,5 см з площею фільтрації 12,56 см2 при температурі 20о С. Нафтонасичений взірець готовився шляхом фільтрації через нього нафти Туймазінського родовища в об’ємі 1,5 – 2 об’єма пор, після попереднього насичення взірця газом під вакуумом. ГФС мала наступний склад: 10 %-ний розчин гіпану – 67 %, 37 %-ний формалін – 20 % і 10 %-ний розчин НСl – 13 % по об’єму від об’єма суміші. Початкова в’язкість склала 0,5 – 0,55 мН•с/м2. Нафто- і водонасичені керни мали однакову проникність по повітрю. Один керн насичувався прісною водою, другий – туймазінською нафтою з в’язкістю 14 мН•с/м2. Перед початком фільтрації система до вхідного перерізу кернів заповнювалась рідиною ГФС. При закачуванні розчинів в пласт перепад тиску може змінюватися приблизно в межах від 1 до 20 МПа. В інтервалі зміни радіуса проникності його в пласт 0,1 – 5 м градієнти тиску коливаються в межах 2,0 – 0,0025 МПа•см-1. При перепаді тиску 10 МПа градієнт тиску буде знаходитися в інтервалі 1,0 – 0,025 МПа•см-1, тому в дослідах створювали практично можливі градієнти 0,02 – 0,3 МПа•см-1. Керни паралельно під’єднювали до системи нагнітання рідиною. Селективна фільтрація Сф оцінювалась як qж.в/ qж.н.

На рис. 5.5 і 5.6 показані результати двох дослідів при однаковій початковій проникності по повітрю: через 1 годину фільтрація Сф=15 і через 4 години фільтрація Сф=50 для високо проникних взірців. В низько проникних взірцях Сф склала відповідно 30 і 84. Такий результат обяснюється закупоркою торця керна і, можливо, впливу ефекту Жамена. Очищення торця нафтонасиченого керна різко збільшує розхід рідини через нафто насичений керн, але і після очищення торця швидкість затухання фільтрації в нафто насиченому керні більша, ніж в водо насиченому з неочищеним торцем.

Дослідом встановлена добра фільтрація ГФС. Так, при проникності керна по воді 0,12 мкм2 за 1,5 години розхід ГФС зменшився на 33 %, при проникності 0,8 мкм2 – на 48 %. Велика закупорка високо проникного керна обяснюється лишень проходженням великого об’єму ГФС за одинаковий проміжок часу.

Рисунок 5.5 – Залежність витрати ГФС Рисунок 5.6 – Залежність витрати ГФС

від тривалості фільтрації (високо про- від тривалості фільтрації (низько про-

никний керн): никний керн):

1 – фільтрація у водо насиченому керні 1 – фільтрація у водо насиченому керні

( k=1,65 мкм2 по повітрю, kв=0,8 мкм2); ( k=0,36 мкм2, kв=0,12 мкм2); 2 – фільтрація у

2 – фільтрація у нафто насиченому керні нафто насиченому керні (k=0,39 мкм2,

( k=1,63 мкм2, kн=0,3 мкм2). Початкова в’яз- kн=0,13 мкм2). Початкова в’язкість ГФС

кість ГФС Юо=108 мН•с/м2. Перепад тиску Юо=78 мН•с/м2.

0,3 МПа•см-1

Наприклад, за 7 годин при градієнті тиску 0,3 МПа•см-1 через перший водо насичений керн профільтровано ГФС в об’ємі, рівному 230 об’ємам пор взірця, а через другий керн – в об’ємі, рівному 41 об’єму пор. Наближено можна рахувати, що фільтрація ГФС у водо насиченому пористому середовищі пропорціональна її проникності, по крайній мірі в перші 1,5 – 2 години фільтрації. Затухання фільтрації ГФС тут зв’язано головним образом з кольматацією пор агрегатами макромолекул, а не із збільшенням в’язкості. Так, ефективна в’язкість ГФС в спокої за 1,5 – 2 години не змінилась, а через 7 годин зросла на 20 %. Фільтрація ГФС у водо насиченому керні супроводжується пульсацією витрати (на графіку погано висвітлюється із-за малого масштабу рисунка). Це зв’язано із не стаціонарністю фільтрації у в’язко-пружніх середовищах, яка визвана періодичним проявленням релаксації напружень в процесі кольматації пор, а також перемежованими явщами закупорки прохідного перерізу каналів в їх вузькій частині агрегатами полімера і відкриттям перерізу.

По величині кольматації пор пульсація зменшується. Перерив на 1 годину після фільтрації, який продовжувався 1,5 – 2 години, незначно вплинув на її швидкість. Тому, у випадку підвищення тиску при закачуванні ГФС в пласт рекомендовано знизити розхід рідини або призупинити на деякий