Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ существующих буровых растворов для первичного вскрытия пластов 8
1.1 Буровые растворы для первичного вскрытия пласта, типы и условия их применения 8
1.2 Буровые растворы на водной основе 14
1.3 Буровые растворы на углеводородной основе 24
1.4 Постановка цели и задач исследования 26
ГЛАВА 2 Методика проведения исследований
2.1 Методика проведения исследований реологических свойств буровых растворов 28
2.2 Исследование изменения проницаемости натурных образцов кернового материала буровыми растворами 31
2.3 Методика проведения фильтрационного эксперимента 32
2.4 Методика проведения исследования взаимодействия образцов глин с жидкостями 35
2.5 Материалы, применяемые для проведения исследований свойств 38
буровых растворов
2.6 Средства измерений и их назначение 41
2.7 Методика обработки экспериментальных данных 45
2.8 Экспериментальная часть 49
2.9 Подготовка кернового материала для проведения физических экспериментов на моделях пласта 50
ГЛАВА 3 Исследования реологических параметров биополимерных растворов с добавками катионного полимера для первичного вскрытия коллекторов . 52
3.1 Результаты исследований реологических параметров биополимерных растворов. з
3.2 Теоретические исследования по влиянию реологических свойств буровых растворов на эффективность удаления шлама из скважин 75
Выводы по главе 3 90
ГЛАВА 4 Обоснование выбора ингибирующего раствора для вскрытия терригенных продуктивных пластов 92
4.1 Набухание глин и ингибирующие растворы для вскрытия терригенных продуктивных пластов 92
4.2 Исследование глин на набухание 99
4.3 Поведение глинистых пород в условиях повышенных температур 107
4.4 Обоснование параметров и выбор ингибирующего катионного раствора для вскрытия терригенных продуктивных пластов 109
Выводы по главе 4 117
Заключение 118
Список литературы
- Буровые растворы на водной основе
- Исследование изменения проницаемости натурных образцов кернового материала буровыми растворами
- Теоретические исследования по влиянию реологических свойств буровых растворов на эффективность удаления шлама из скважин
- Поведение глинистых пород в условиях повышенных температур
Введение к работе
Актуальность темы: Развитие нефтегазовой
промышленности, наращивание и стабилизация добычи углеводородного сырья на уровне, обеспечивающем энергетическую безопасность России и необходимые поступления в бюджет, должны сопровождаться ростом объемов добычи углеводородов.
Одним из важных направлений повышения объемов добычи углеводородов является рациональное использование эффективных составов буровых растворов при первичном вскрытии пласта.
Современный уровень развития буровых технологий немыслим без применения высокоэффективных биополимерных химических реагентов, используемых для получения буровых растворов на водной основе, в состав которых входят другие органические и полимерные реагенты. Такие системы буровых растворов широко применяются для их приготовления на основе глинистых и безглинистых промывочных жидкостей.
Однако, до последнего времени все исследователи недостаточно уделяли внимания всестороннему изучению реологических свойств полимерных буровых растворов, которые оказывают превалирующее влияние на эффективность транспортирования шлама, особенно в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах.
Вскрытие продуктивных пластов, особенно терригенных коллекторов с содержанием набухающего глинистого материала, существующими буровыми растворами на водной основе приводит к значительному ухудшению проницаемости коллекторов. От состава и свойств буровых растворов для первичного вскрытия зависит текущая и конечная нефтеотдача пластов.
Поэтому, совершенствование, разработка составов и использование буровых растворов на водной основе, обеспечивающих эффективное удаление шлама из скважины и сохранение естественной проницаемости горных пород при вскрытии терригенных коллекторов, является актуальной, научной и инженерно-технической задачей, требующей безотлагательного решения.
Целью работы является повышение эффективности первичного вскрытия продуктивных коллекторов.
Идея работы заключается в разработке составов буровых растворов и исследовании свойств биополимерных растворов с добавками катионных полимеров, обеспечивающих эффективное удаление шлама из скважины и сохранение естественной проницаемости горных пород продуктивных коллекторов при первичном вскрытии продуктивных коллекторов.
Задачи исследований:
-
Анализ существующих буровых растворов для первичного вскрытия скважин.
-
Исследование реологических параметров биополимерных растворов и их влияния на транспортирующую способность при удалении бурового шлама.
-
Исследование добавок катионных полимеров на реологические параметры биополимерных растворов.
-
Исследование влияния биополимерных растворов на величину коэффициента восстановления проницаемости горных пород коллекторов.
-
Разработка составов биополимерных растворов с добавлением катионного полимера, методов управления их свойствами и технологии приготовления.
Методика исследований включает в себя комплекс аналитических и экспериментальных исследований по изучению физико-химических процессов, происходящих в буровых растворах на водной основе, а также при их взаимодействии с неустойчивыми глинистыми породами.
Научная новизна работы заключается в установлении зависимости реологических параметров раствора и вида биополимера в его составе, определяющих эффективность транспортирования шлама по стволу скважины, сохранение естественной проницаемости пород продуктивного коллектора, а также ингибирующее действие таких растворов по отношению к глиносодержащим горным породам.
Защищаемые научные положения:
-
Применение отечественных полимеров Оснопак, Flo-troll и катионного полимера ВПК-402 обеспечивает повышение выносной способности биополимерного раствора при выполнении условия (6He) Ar за счет увеличения напряжения сдвига бурового раствора.
-
Введение в состав биополимерного раствора катионного полимера ВПК-402 (2,53,5%) обеспечивает сохранение естественной проницаемости углеводородного коллектора за счет улучшения ингибирующих свойств раствора и повышения устойчивости глинистых пород.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется современным уровнем аналитических и достаточным объемом экспериментальных исследований, выполненных на современном сертифицированном оборудовании, высокой степенью сходимости этих результатов и воспроизводимостью полученных данных.
Практическая значимость состоит в разработке новых составов биополимерных растворов с добавками катионных полимеров с учетом их реологических свойств, обеспечивающих выносящую способность при транспортировании шлама, повышающих ингибирующие свойства и сохранение естественной проницаемости горных пород продуктивных коллекторов.
Апробация работы. Основные положения, результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 150-летию со дня рождения академика В. А. Обручева и 130-летию академика М. А. Усова (Томск – 2013г.); XI Международной научно-практической конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва - 2013); II международной научно-практической конференции «Промышленная безопасность предприятий минерально-сырьевого комплекса в XXI веке» (Санкт-Петербург – 2014г.); VII Международной межвузовской научной конференции «Молодые - наукам о Земле» (Москва – 2014); XII Международной научно-практической конференции «Новые идеи в
науках о Земле» (Москва - 2015); VIII Международной межвузовской научной конференции «Молодые - наукам о Земле» (Москва - 2016).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, из них 7 в журналах, рекомендуемых ВАК Минобрнауки России, получен 1 патент.
Личный вклад автора. Выполнен анализ литературных источников, по теме диссертационной работы; сформулированы цели и задачи исследований; выполнены лабораторные исследования реологических параметров биополимерных растворов и их влияния на транспортирующую способность при удалении бурового шлама; выполнены лабораторные исследования по влиянию катионного полимера ВПК-402 на ингибирующие свойства бурового раствора и устойчивость глинистых пород; выполнены лабораторные исследования по влиянию биополимерных растворов в сочетании с катионным полимером ВПК-402 на коэффициент восстановления проницаемости горных пород коллекторов; разработан состав биополимерных растворов с добавлением катионного полимера, методы управления их свойствами и технологии приготовления.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего включающего 87 наименований. Материал диссертации изложен на 130 страницах, включает 10 таблиц, 35 рисунков
Буровые растворы на водной основе
Известны рецептуры безглинистых кальциевых жидкостей средней плотности и плотностью 1600-2200 кг/м3 на основе бромидов кальция, цинка или их смесей. К таким растворам относятся: - соленасыщенные буровые растворы. Во избежание кавернообразований соли разбуривают с использованием соленасыщенных растворов. Если вскрытие продуктивных пластов осуществляют без перекрытия соленасыщенных пород обсадными колоннами, то бурение производят соленасыщенными буровыми растворами (пример Чаяндинское ГКМ в Астраханской области).
Помимо глины, воды, соли и нефтепродуктов, такой раствор содержит солестойкий полимерный реагент (крахмал, КМЦ или акриловый полимер). Он предназначен для бурения в солях с пропластками глинистых отложений. Термостойкость соленасыщенного стабилизированного раствора зависит от используемого полимерного реагента (крахмал, КМЦ, полиакрилаты) и может составлять 100- 140-220 С. - раствор на основе гидрогеля магния. Раствор состоит из воды и полимерного реагента. В качестве структурообразователя, ингибирующей добавки и насыщающих солей используют соли магния и окись (гидроокись) щелочного металла. При взаимодействии солей магния с окисью (гидроокисью) щелочного металла образуется гидрогель магния. Гидрогель магния применяют при разбуривании терригенных пород. Она препятствует быстрому увлажнению глинистых минералов, повышает устойчивость ствола скважины. Эти типы растворов обеспечивают относительно высокое качество вскрытия продуктивного пласта, а восстановление проницаемости составляет 20-40% и менее, но область их применения ограничивается низкой термобарической устойчивостью и экологической опасностью [25, 52]. Безглинистые жидкости средней плотности включают солёную (минерализованную) воду, насыщенные солёные растворы и менее насыщенные или солоноватые растворы. Солёные жидкости обычно готовят на основе солоноватой, морской или промысловой воды и хлорида натрия или других солей. Для повышения вязкости и снижения фильтратоотдачи используют палыгорскит, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), крахмал и другие реагенты. Тем не менее, проникновение буровых растворов на основе солёной воды в призабойную зону пласта происходит, что вызывает перераспределение фаз в порах, приводя к снижению фазовой проницаемости. Восстановление проницаемости у таких безглинистых жидкостей составляет 20-40 %.
Химические реагенты и добавки сольватируют, флокулируют или диспергируют частицы твердой фазы, образуют гели и суспензии, обеспечивая молекулярно-глобулярную (в слабопроницаемых породах), полидисперсную или объемную кольматацию.
Полимерные недиспергирующие растворы. Полимерные недиспергирующие буровые растворы - водные растворы высокомолекулярных полимеров (акрилатов, полисахаридов), структурированные малыми добавками бентонита или без него.
Эти растворы предупреждают диспергирование разбуриваемых пород и повышение содержания твердой и глинистой фаз в растворе. Они характеризуются низким содержанием глинистой фазы, что способствует улучшению показателей бурения (повышение механической скорости проходки и проходки на долото). Главная проблема применения полимерных недиспергирующих растворов - предотвращение обогащения их выбуренной породой. Поэтому в состав раствора вводят специальные реагенты-флокулянты селективного действия (например, гидролизованный полиакриламид - ПАА), флокулирующие кальциевую глину и грубодисперсную фракцию выбуренной породы. Термостойкость полимерных недиспергирующих растворов зависит от применяемых полимеров. Наибольшую термостойкость имеют растворы на основе акриловых полимеров.
Полимерные недиспергирующие растворы предназначены для бурения в разрезах, сложенных устойчивыми низкоколлоидными глинистыми и карбонатными породами.
Полимерные растворы могут быть безглинистыми. В этом случае раствор представляет собой воду с добавкой полимера, обычно не-гидролизованного ПАА, улучшающего реологические свойства воды и ее выносящую способность и флокулирующего выбуренную породу.
При разбуривании высококоллоидных глин регулирование реологических свойств полимерных растворов затруднено. В таких случаях, в раствор дополнительно вводят неорганические электролиты. Анализ акриловых буровых растворов на основе зарубежных реагентов Sedipor, DK-Drill, Polidia, CS-6, Cydrill и др. показал, что они обладают большими коэффициентами закупоривания порового пространства. Поэтому при фильтрации полимерных растворов происходит постепенное закупоривание каналов керна с увеличением давления фильтрации. Закупоривание каналов коллектора акриловыми реагентами в зависимости от проницаемости составляет 50-90% [25, 78], а восстановление проницаемости 10-50% и менее. В последние годы для вскрытия продуктивных пластов большое распространение получили системы биополимерных промывочных жидкостей: Flo-Pro, Flo-Pro-NT, ПКР (разработка «М-l-DrillingFluidsCo»), Baradril-N/XP-07 (разработка «BaroidDrillingFluidsInc»), ИКАРБ (фирма IKF), «Бурвис» (НПО «Бурение»), а также малоглинистый раствор «Парофлок» (ООО «КогалымНИПИнефть) и инвертно- эмульсионный раствор «Полисил-ДФ» (ЗАО «Ритек-Полисил »).
Исследование изменения проницаемости натурных образцов кернового материала буровыми растворами
Современный уровень развития буровых технологий немыслим без применения высокоэффективных биополимерных химических реагентов, используемых для получения промывочных жидкостей, в состав которых входят другие органические и полимерные реагенты. Такие системы буровых растворов широко и с успехом применяются для их приготовления на основе глинистых и безглинистых промывочных жидкостей[1,5,7,8].
Исходя из этого, можно отметить, что технологические свойства таких буровых растворов на сегодняшний день широко исследованы, что позволило выработать рекомендации по их рациональному применению в различных горно-геологических условиях, регулированию основных параметров, определяющих эффективность их применения и способствующих устранению осложнений в процессе проходки скважин [1,5,7,8]. Однако, до последнего времени все исследователи недостаточно уделяли внимание всестороннему изучению реологических свойств полимерных буровых растворов, которые оказывают превалирующее влияние на эффективность транспортирования шлама особенно в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах [6].
Исходя из исследований многочисленных авторов можно утверждать, что реологические свойства буровых растворов оказывают существенное влияние на эффективность удаления шлама из ствола скважин, создание допустимого гидродинамического давления в зазоре между стенками скважины и наружной поверхностью бурильных труб, не проводящего к возникновению осложнений, связанных с гидроразрывом горных пород, поглощением бурового раствора, проявлением флюидов и кольматацией продуктивного коллектора [1,2,4,7,8]. [6, 22, 30, 31,4 6, 49, 58, 59].
Поэтому весьма актуальной является задача контроля и направленного регулирования реологических параметров буровых растворов, созданных на основе биополимерных композиций.
Реологические свойства буровых растворов относятся к числу важнейших. Обусловлено это тем, что эти свойства оказывают существенное влияние практически на все процессы, связанные с проходкой скважин. В частности, реологические свойства в значительной мере определяют: 1. эффективность очистки забоя скважины от шлама; 2. охлаждение породоразрушающего инструмента; 3. транспортирующую способность потока промывочной жидкости; 4. величину гидравлических сопротивлений во всех звеньях циркуляционной системы скважины; 5. величину гидродинамического давления на ее стенки и забой в процессе бурения; 6. амплитуду колебаний давления при пуске и остановке насосов, выполнении спуско-подъемных операций (СПО) и проработке скважины с расхаживанием бурильной колонны; 7. интенсивность обогащения промывочной жидкости шламом; 8. полноту ее замещения тампонажным раствором в кольцевом-пространстве и др. [22, 42, 57, 86] Результаты изучения реологических характеристик буровых растворов позволяют получить очень полезную информацию о характеристиках материалов и динамике их изменения, а также анализировать результаты их обработки с помощью химических реагентов, изменения состава и т.п.
Нами за основу приняты обоснования, выполненные рядом исследователей по выбору реологической модели течения биополимерных буровых растворов[1,2,4]. По данным этих исследователей технологические свойства буровых растворов, получаемых при использовании биполимерных и других полимерных реагентов с высокой молекулярной массой, описываются степенным законом - моделью Оствальда-де Ваале: т = K(dv/dr)n (12) где: т напряжение сдвига; К - показатель консистенции; dv/dr- скорость сдвига п - показатель нелинейности Для псевдопластичных жидкостей, которыми и являются биополимерные растворы, п 1. Строго говоря, степенному закону Оствальда-де Ваале подчиняются идеальные псевдопластичные жидкости, которые описываются кривой, выходящей из начала координат - т.е. течение таких жидкостей начинается при приложении минимальных по значению сдвиговых напряжений [2]. Однако, что установлено нашими исследованиями, такое представление реологической характеристики приводят к погрешностям.
При получении биополимерных растворов более сложных композиций в сочетании биполимерных реагентов с другими высокомолекулярными веществами создаются условия для формирования гелеподобных структур, которые обеспечивают изменение реологических свойств таких систем при течении. Так в этом случае возникают условия для получения модели течения, в которой необходимо учитывать еще один параметр - предельное динамическое напряжение сдвига. В этом случае течение таких систем подчиняется модели Гершеля-Баркли: т = + K(dv/dr)n (13) где: о предельное динамическое напряжение сдвига, Па. С учетом этих особенностей реологического поведения биополимерных буровых растворов, а также выполненных ранее исследований [2], и проводились нами работы по анализу реологических параметров рекомендуемых полимерных растворов.
Модель степенного закона дает более точное приближение к реальному буровому раствору, даже при вычислениях на основе скоростей в 300 и 600 об/мин.. Поскольку эта модель распространяется также и на область в межтрубного пространства (где относительные скорости сдвига обычно меньше 170 с-1, что соответствует скорости оборотов ротора вискозиметра в 100 об/мин.), и обеспечивает гораздо большую точность в описании поведения бурового раствора.
Это особенно справедливо для псевдопластичных жидкостей с малым содержанием твердой фазы, которые используются в настоящее время в качестве рабочих жидкостей при бурении скважин.
Реограмма псевдопластичной жидкости проходит через начало координат и обращена выпуклостью к оси касательных напряжений сдвига. Вязкость такой жидкости при увеличении скорости сдвига уменьшается. В этом проявляется эффект «сдвигового разжижения», который характеризуется уменьшением сил взаимодействия частиц твердой фазы, макромолекул полимеров с молекулами дисперсионной среды при увеличении скорости сдвига. Это благоприятно сказывается на уменьшении пластической вязкости полимерного бурового раствора при истечении из каналов и промывочных отверстий в призабойной части работы породоразрушающего инструмента, которая может уменьшаться вплоть до величины вязкости дисперсионной среды. Течение такого раствора в затрубном пространстве между стенками скважины и бурильными трубами сопровождается значительным снижением скорости сдвига, что приводит к повышению вязкости этого раствора и существенному улучшению выносящей способности, обеспечивая эффективное транспортирование частиц бурового шлама по стволу скважины.
Теоретические исследования по влиянию реологических свойств буровых растворов на эффективность удаления шлама из скважин
Более низкие значение эффективной вязкости для раствора на основе реагента Floroll, объясняющиеся незначительными гидратными связами макромолекул его с диполями воды, позволяют при более высокой скорости сдвига и частоте вращения гильзы прибора 600об/мин (рис.9), в этом случае увеличение концентрации полимера Floroll от 0,15 до 0,25% приводило в основном к снижению эффективной вязкости в условиях повышенной минерализации 1-3,5% по NaCl, которая ослабляет гидратные связи макромолекул полимера Floroll с диполями воды.
Анализ реологических свойств полимерных растворов на основе нескольких полимерных реагентов позволил установить, что эффективный полимерный катионный реагент ВПК-402, применяющийся для регулирования ингибирующего действия по отношению к глиносодержащим горным породам оказывает несущественное влияние на величину эффективной вязкости в пределах исследуемых значений скорости сдвига. Так при увеличении концентрации в растворе ВПК-402 от 2,5 до 3,5 % величина эффективной вязкости изменялась в пределах от 0,01-0,14% до 0,015-0,15 Па с.
Анализ значений показателя нелинейности позволил сделать вывод о том, что при более высоких значений эффективной вязкости показатель нелинейности уменьшается и находится в области псевдопластичных значений n 1 (для растворов на основе полимера оснопак).
При уменьшении значений эффективной вязкости в случае применения полимерных растворов на основе Floroll происходит увеличение показателя нелинейности, значения которого переходили в область дилатантных жидкостей при n 1.
При исследовании реологических свойств растворов на основе нескольких полимеров (Floroll, оснопак, ксантановая смола) при добавлении катионного полимера ВПК-402 в количестве от 2,5 до 3,5% показатель нелинейности находился в основном в области псевдопластичных жидкостей (n 1), что позволяет таким растворам помимо выгодных реологических параметров обладать регулируемой проницаемостью в порах и капиллярах продуктивных коллекторов, обеспечивая сохранение их естественной проницаемостью.
При этом можно утверждать, что эффективная вязкость полимерных растворов характеризует долю сопротивлений, зависящих от сил сопротивления относительному перемещению молекул дисперсионной среды водного раствора.
По полученным результатам и расчетам можно сделать следующие выводы: - в растворе с полимером оснопаком увеличение эффективной вязкости Цэф происходит в растворе на пресной воде и при добавлении в этот раствор малых концентраций (до 1%) электролита, При больших концентрациях электролита (24,5 г) происходит уменьшение эффективной вязкости Цэф за счет насыщения электролитом ионизированных структурных элементов макромолекул оснопака; - показатель нелинейности (п) зависит от природы материала. Показатель нелинейности меняется в зависимости от концентрации полимерного агента в растворе и величины скорости сдвига; - показатель консистенции (К) характеризует вязкость системы при низких относительных скоростях сдвига. Увеличение показателя консистенции (К) приводит к увеличению эффективной вязкости в затрубном пространстве, тем самым увеличивает эффективность выноса породы из ствола скважины; - если увеличение показателя консистенции (К) не сопровождается соответствующим снижением показателя нелинейности (n) это может привести к увеличению вязкости раствора в насадках долота и дополнительную потерю давления. Величина показателя консистенции зависит от типа загустителя и от общего содержания твердой фазы в жидкости. Показатель консистенции (К) может быть увеличен путем уменьшения показателя нелинейности (n), либо за счет повышения концентрации твердой фазы; - наиболее эффективными являются биополимерные растворы в сочетании с катионным полимером и твердой фазой, так как показатель нелинейности в этих растворах имеет наименьшее значение. Малое значение константы n позволяет улучшить свойства жидкости по очистке скважина от шлама за счет увеличения эффективной вязкости в затрубном пространстве при малых скоростях сдвига; - установлено, что прямой метод отсчета величины эффективной вязкости на приборе ZM-1001 дает хорошую сходимость с результатами расчета этой величины по методике с использованием прибораOFITEпри ошибке не более 10-15%, что позволяет более оперативно выполнять исследования реологических параметров полимерных буровых растворов применительно к конкретным условиям бурения и концентрации полимерных реагентов в составе таких растворов.
Поведение глинистых пород в условиях повышенных температур
Глины. Под влиянием поля поверхностных и электростатических сил проникающие молекулы воды структурируются, формируя водородные связи. Чем гидрофильнее поверхность минерала, тем сильнее ориентированы молекулы воды и тем больше толщина связанной воды. Макроскопически это проявляется в виде набухания глины и повышения вязкости связанной воды. С повышением температуры вязкость воды снижается, и при 6570С сравнивается с вязкостью свободной воды. При нагревании происходит тепловое разрушение связей в структуре связанной воды и она переходит в свободное состояние. При понижении температуры структурные связи воды восстанавливаются, что свидетельствует о слабом, но всё же ориентационном воздействии поверхностных электростатических сил на дипольные молекулы воды.
При температуре более 60С набухание глины должно уменьшаться из-за теплового разрушения водородных связей и снижения устойчивости структурированной воды. Толщина структурированного слоя воды уменьшается, вязкость воды снижается, так как возрастают диффузия и тепловое движение (колебание) молекул воды. Таким образом, степень набухания глин обусловлена суммарным влиянием всех указанных факторов. Тем не менее максимальному набуханию глины соответствует определенная температура: при дальнейшем увеличении температуры степень набухания будет падать, а скорость набухания расти.
Влияние высоких температур на набухание глин исследовано В.Д. Городновым [20, 21, 27]. Так, с увеличением температуры наблюдается уменьшение количества связанной глиной жидкости и периода набухания, а также увеличение скорости набухания и прочности образца даже в дистилированной воде. С увеличением температуры наблюдается ухудшение показателей раствора, что может спровоцировать потерю устойчивости глин на стенках скважин. Поэтому при выборе раствора для строительства скважин в интервалах неустойчивых глин в условиях воздействия повышенных температур необходимо учитывать: тип, термостойкость, ингибирующие свойства раствора; сохранение фильтрационных и структурно-реологических показателей раствора при воздействии повышенных температур; тип и степень литификации глин.
Цикличное изменение температуры оказывает специфическое влияние на устойчивость глин. Переменное нагревание и охлаждение может привести к ускоренному разрушению связей между частицами глин и глинистых минералов, так как изменение их объёма (из-за различия тепловых свойств соседних частиц) происходит неравномерно. Вследствие этого появляются сдвигающие и растягивающие напряжения, приводящие к разрушению породы.
Всего для исследования подготовили 21 образец кернового материала. Керновые материалы представлены песчаниками средне-мелкозернистыми и среднезернистыми, коричневато-серыми с единичными линзами и прослоями аргиллита темно-серого, почти черного. Размер зерен колеблется от 0,03 до 0,92 мм. Зерна окатаны и полуокатаны, форма нарушена процессами инкорпорации, регенерации и коррозии. Минеральный состав пород преимущественно кварц-полевошпатовый. Количество зерен кварца колеблется в пределах от 80-82% до 90-93% ; полевых шпатов достигает от 2-4% до 10-15%. Встречаются зерна кварцита округлой формы, в количестве от 1-3% до 7-15%. Присутствуют обломки глинистых пород до2-5%. В образцах отмечаются единичные зерна глауконита. Чешуйки слюда (мусковит, биотит) до 1-2%.
Вторая группа образцов из средней части хамакинского горизонта представляют коллектора IV-V классов (пористость 5% и проницаемость 5-7мД). Эти образцы сложены плохо сортированными разнозернистыми песчаниками в которых содержание песчаной фракции составляет 75-85%, алевритовой 6-16% и глинистой 8-20%. Минеральный состав схож с коллекторами верхней части горизонта, за исключением повышенного содержания гидрослюды (до 12%).
На основании полученных результатов производили выбор состава катионного раствора с ингибирующими свойствами. Концентрация катионного полимера ВПК-402 составляет 2,5-3,5%. В качестве дополнительного ингибитора набухания глин принимаем хлорид калия 2%. С учетом имеющегося практического опыта понизителями фильтрации и регуляторами структурно-реологических показателей используются полисахариды: крахмал (Floroll), водорастворимый эфир целлюлозы (оснопак) и биополимер. Для снижения проникновения фильтрата необходимо создание непроницаемой фильтрационной корки, которая образуется глинистой фазой и карбонатным кольматантом (мел). С целью повышения эффективности восстановления проницаемости терригенного коллектора за счет разрушения образующей эмульсии полезны добавки многоатомных спиртов, например глицерина до 10%. Таким образом, рекомендуемый состав катионного раствора для первичного и вторичного вскрытия терригенных коллекторов состоит из компонентов, приведенных в таблице 9.