Було досліджено також фільтрування ГФС на основі 10 %-ного розчину гіпану у водо насиченому пористому середовищі при послідовному підвищені перепаду тиску від 0,5 до 1,5 МПа. Через взірець зцементованого піщаника була профільтрована ГФС в об’ємі, рівному 28 об’ємам пор взірця. Одночасно замірялась в’язкість рідини на вході в взірець і на виході із нього.

В табл. 5.2 приведені результати досліджень

Таблиця 5.2 – Результати досліджень фільтрації гелеутворюючої рідини . через зцементований піщаник

Обумовлені показники |

Показники при перепадах тиску в

МПа

0,05 |

0,2 |

0,5 |

1,0 |

1,5

Проникність по фільтраційній рідині, мкм2:

на початку фільтрації................................

в кінці фільтрації...................................... |

0,04

0,02 |

0,2

0,2 |

0,3

0,12 |

0,23

0,17 |

0,3

0,05

В’язкість рідини, мН•с/м2:

на початку фільтрації...............................

в кінці фільтрації..................................... |

95,5

85,5 |

85,5

85,0 |

103,5

101,0 |

106,5

104,5 |

112,5

108,5

Тривалість фільтрації, хв................................ | 55 | 50 | 117 | 20 | 74,0

Об’єм рідини, яка пройшла через керн,

в об’ємах пор............................................ |

1,24 |

3,07 |

11,5 |

3,57 |

9,0

Як видно із таблиці, після 55-хвилинної фільтрації ГФС проникність керна знизилась в 2 рази, проте послідуюче підвищення перепаду тиску призвело не тільки до відновлення, але й до збільшення проникності. Це, очевидно, зв’язано з виносом макромолекул і структурних агрегатів, які механічно утримались в породах при малих швидкостях фільтрації. Після фільтрації ГФС протягом 6 годин проникність образно залишалась на рівні перед початком фільтрації. Вплив зміни в’язкості ГФС з часом на проникність взірця стала помітна тільки після 2 – 2,5 годин фільтрації. Кожне наступне підвищення перепаду тиску призводило до відновлення проникності, яка зменшувалась в процесі фільтрації при даному перепаді тиску.

В процесі фільтрації зменшується в’язкість ГФС, що, очевидно, зв’язано головним чином із уловленням макромолекул в порах, так як в’язкість рідини після фільтрації при даному перепаді тиску зменшилась тільки на 2 – 3 % (в інтервалі перепадів тиску 0,5 – 1,5 МПа). Із приведених даних випливає, що фільтрація ГФС в пористому середовищі при завищених швидкостях покращує її рухомість, запобігає процесу закупорки пор. Тому оптимальні швидкості закачування ГФС в пласт повинні знаходитися у визначених межах.

Нижня межа швидкості закачування визначається індукційним періодом і умовою мінімально необхідної степені селективної фільтрації (так як при дуже низьких швидкостях знижається селективне фільтрування розчинів полімерів), а верхня межа обумовлюється тиском гідророзриву пласта.

В цілому фільтруємість ГФС у водо насиченому пористому середовищі виявилась достатньо доброю, особливо в порівнянні з такими структурними системами, як золи кремнієвої кислоти. Швидкість фільтрації останніх в зцементованому піщанику з проникністю 0,5 мкм2 по воді (як і у нашому випадку) і при перепаді тиску 0,4 МПа знижується в 10 раз за 15 хвилин, а протягом 30 хвилин швидкість фільтрації знижується до нуля у зв’язку із міцелярною будовою золи.

В аналогічних умовах фільтруємість ГФС зменшується тільки на 15 – 20 % за 10 хвилин.

5.4 Оцінка селективного зниження проникності водонафтонасиченого пористого середовища гелями

Для оцінки селективних властивостей гелю ГФС по характеру зниження проникності водонафтонасичених пористих середовищ були проведені експерименти на насипних піщаних взірцях. Насипні взірці були вибрані із-за важкості підбора зцементованих піщаників однакової проникності. Взірці виготовлялись шляхом засипання і трамбування кварцового кіску фракції 0,1 – 0,2 мм в кернотримач-оболонку, довжиною 16 см з площею фільтрації 7,1 см2.

Взірці насичувались відповідною рідиною – водою або нафтою. Використовувалась нафта Туймазінського родовища. Проникність взірців по воді і нафті визначалась при встановленому режимі фільтрації, після чого у взірці вводилась гелеутворююча рідина. Рідина вводилась у взірець в об’ємі 0,5 об’єма пор Vп, так як при повному насичені сумішшю водо насиченого взірця перепад тиску, який дозволяє створювати фільтраційна установка, недостатній для руху води, а отже, неможливо оцінити селективність закупорки взірців. По закінченню індукційного періоду через взірці фільтрувалась нафта чи прісна вода при різних перепадах тиску до установленого режиму в напрямку, оберненому фільтрації ГФС.

Степінь закупорки взірців С визначалась як відношення проникності по рідині яка філтрувалась (нафти чи води) до закупорки k1 до проникності тих же взірців після закупорки k2. Для оцінки степеня селективності при закупорці було введено поняття “коефіцієнт селективної закупорки” при заданому перепаді тиску Кс:

Кс=Св/Сн ,

де Св, Сн – відповідно степінь закупорки водо насиченого і нафто насиченого взірців.

Внаслідок проведених експериментів були отримані результати, із яких видно, що проникність нафто насичених взірців по нафті поступово відновлюється, в той час як проникність водо насичених взірців знижується. Збільшення степеня закупорки водо насичених взірців, очевидно, обяснюється набуханням гелю, так як у взірці вода проникла в об’ємі всього тільки (0,3 – 0,6) Vп, після чого пройшла повна їх закупорка. Проникність нафто насичених взірців після фільтрації нафти в об’ємі до 8 Vп зросла до 6 раз, а після фільтрації нафти в об’ємі (10 – 15) Vп – до 80 % першопочаткової проникності kн1.

Відновлення проникності нафто насичених пористих середовищ проходить у випадку відсутності зчеплення між частинками гелю і змоченими нафтою стінками пор, а також із-за поступового механічного руйнування гелю потоком нафти.

5.5 Технологія проведення операцій по обмеженню припливу води рідинами ГФС

5.5.1 Вибір свердловин

Основні умовами по вибору свердловин для закачування ГФС є наступні:

а) обводненість продукції свердловини повинна бути не менше 50 %, так як при меншій обводненості експлуатація свердловин економічно вигідна без проведення ізоляційних робіт;

б) пласт повинен бути обводнений пластовою водою з достатнім вмістом іонів полівалентних металів, головним образом Са і Мg. Ця умова можлива при густині пластової води не менше 1,16 Мг/м3. Тільки в цьому випадку можна