Место издания: Новосибирск
, Год издания: 2025
, Страниц: 28
Аннотация
Научная новизна. 1. Научная новизна методики проведения лабораторного эксперимента и обработки экспериментальных данных заключается в использовании определенных экспериментально установленных значений проницаемости кольматированного образца, а также учет влияния температуры на вязкость бурового раствора при расчете проницаемости глинистой корки. Это позволяет повысить достоверность определения петрофизических свойств глинистой корки. 2. Разработана экспериментальная установка для моделирования процесса формирования глинистой корки и определения ее петрофизических свойств. Установка позволяет имитировать различные условия бурения за счет реализации как стационарного режима фильтрации при постоянном перепаде давления, непрерывной циркуляции бурового раствора, а также в условиях перепада давления до 5 атмосфер. Разработка выполнена в соавторстве с Н.А. Голиковым 3. Разработано специализированное программное обеспечение, позволяющее автоматизировать эксперимент и обеспечить точное измерение изменений веса фильтрующейся через образец жидкости. Полученные данные используются для расчета проницаемости глинистой корки и ее толщины в процессе фильтрации. 4. Впервые выполнены исследования для четырех различных типов бурового раствора: глинистого, полимер-карбонатного солевого натриевого, полимер-карбонатного солевого калиевого и раствора на нефтяной основе для керна с низкими фильтрационными свойствами (проницаемость менее 50 мД). 5. Создана база данных петрофизических параметров глинистой корки, полученных в процессе лабораторного эксперимента в условиях непрерывной циркуляции бурового раствора. Измерения проводились при изменении давления и скорости циркуляции фильтрующейся жидкости, что позволило смоделировать реальные режимы бурения для керна с низкими фильтрационными свойствами, характеризующегося пористостью 11-18% и проницаемостью менее 50 мД [Голиков и др., 2023]. 6. Реализована интеграция экспериментальных измерений на реальном керне с данными ГИС. Разработан и протестирован способ учета свойств глинистой корки из базы данных для коллектора ЮС2 с низкими фильтрационными свойствами. Данный подход, основанный на многофизичной модели пласта, позволил повысить достоверность определения фильтрационно-емкостных свойств коллектора при интерпретации данных ГИС. Актуальность исследования. Глинистая корка, образующаяся при фильтрации бурового раствора в пласт, во многих современных публикациях рассматривается как важный фактор, влияющий на формирование зоны проникновения бурового раствора в пласт, и служит индикатором его проницаемости [Кашеваров и др., 2003; Torres-Verdin et. Al, 2004; Torres-Verdin et. al., 2006; Ельцов и др., 2012; Schroeder, C. D., Torres-Verdin, C., 2022]. Прецизионные измерения профиля скважины впервые позволили разработать методику количественной интерпретации данных кавернометрии (профилеметрии), что открывает возможности для определения проницаемости - самого сложного из фильтрационно-ёмкостных свойств (ФЕС) - на основе толщины глинистой корки [Макаров и др., 2010]. Тем не менее, предложенные на сегодняшний момент модели формирования глинистой корки требуют экспериментальной верификации. Необходимо разработать методы определения пористости и проницаемости самой глинистой корки, так как именно она оказывает решающее влияние на динамику фильтрации в системе "глинистая корка - пласт". Данные о свойствах глинистой корки, таких как ее пористость и проницаемость, отсутствуют в журналах бурения и не измеряются при геолого-технологических исследованиях. Эти характеристики могут быть определены только экспериментально с использованием керна и бурового раствора, полученных с месторождения (или его имитации в лаборатории), в условиях, приближенных к пластовым. Известные лабораторные эксперименты проводились на искусственных образцах или на керне с высокой проницаемостью (более 100 мД) [Димов и др., 2012; Михайлов и др., 2017: Jaffal et al., 2017; Петров и др., 2021]. В настоящий момент для нефтедобывающих компаний актуальна оценка кольматирующих свойств различных типов бурового раствора с целью выбора оптимального состава для конкретного типа пород и режима бурения [Торопецкий и др., 2017; Raheem, Vipulanandan, 2019; Vipulanandan, Mohammed, 2020; Смирнов и др., 2023; Chao et al., 2023]. При этом для экспериментов обычно используются искусственные образцы (керамический диск, фильтрационная мембрана и др.) и установки типа фильтр-пресс, что ограничивает возможность моделирования реальных условий бурения с непрерывной циркуляцией бурового раствора. Таким образом, возникает необходимость проведения лабораторного эксперимента в условиях непрерывной циркуляции бурового раствора и создания базы данных параметров глинистой корки для различных типов бурового раствора на керне. Эксперименты должны учитывать разные перепады давления и скорости циркуляции, включая условия с низкими фильтрационными свойствами.