Визначення залежностей фільтраційних властивостей біополімерної системи від тиску, температури та концентрації компонентів

Анотація

Об’єктом дослідження є біополімерна система «X», що використовується як безглинистий буровий розчин для розкриття продуктивних горизонтів. Біополімерна система «Х» – безглинистий буровий розчин для буріння похило-спрямованих і горизонтальних свердловин, розкриття продуктивних горизонтів в умовах високих тисків і температур.

Відмінною особливістю біополімерної системи є високий рівень мінералізації, підвищена термостійкість і висока густина, що значно розширює сферу застосування безглинистих розчинів.

При цьому ця система має ряд суттєвих переваг:

– високий рівень мінералізації;

– підвищена термостійкість (працездатна до 150 °С);

– висока густина, що розширює сферу застосування;

– забезпечує вищий коефіцієнт відновлення проникності колекторів порівняно з традиційними обважненими розчинами;

– низький вміст колоїдних часток, що зменшує ризик погіршення продуктивних характеристик пласта;

– можливість регулювання фільтраційних властивостей при високих температурах та тисках.

На основі проведених досліджень можна виділити наступні недоліки:

1. Суттєве збільшення показника фільтрації при підвищенні температури (нелінійна залежність з коефіцієнтом кореляції 0,773).
2. Необхідність підтримки постійної концентрації хлориду калію (~3 %) для забезпечення якості розкриття продуктивних пластів.
3. Складність регулювання властивостей через необхідність точного підбору концентрацій різних компонентів (хлориду натрію та органо-мінерального кольматанту).

Отримано оптимальне співвідношення компонентів для забезпечення стабільності системи при температурах до 150 °С: концентрація хлориду натрію 15–20 %, стабілізатора 0,75–1 %. Це пов'язано з тим, що запропонований склад має ряд особливостей синергетичної взаємодії компонентів, зокрема утворення стійких комплексів між біополімерами та іонами натрію, що перешкоджає термічній деструкції полімерних ланцюгів при високих температурах. При цьому стабілізатор формує додатковий захисний шар навколо полімерних молекул, забезпечуючи їх стійкість до окиснення та гідролізу в умовах високого тиску до 7 МПа.

Отримані результати досліджень свідчать про можливість ефективного використання біополімерної системи в умовах високих температур і тисків завдяки термостабілізуючому впливу хлориду натрію та органо-мінерального кольматанту.