С повышением качества пены возрастает ее эффективная вязкость
С повышением качества пены возрастает ее эффективная вязкость. Обломки выбуренной породы могут в 5-10 раз превышать размеры пузырьков пены. Для оседания обломков породы через пену необходимо преодолеть поверхностное натяжение между образующими пену пузырьками газа. В динамических условиях процесс оседания протекает очень медленно. Низкая скорость оседания свидетельствует о хорошей несущей способности пены и хорошей очистке скважины от выбуриваемой породы.
Добавление полимера к жидкостной основе пены повышает стойкость пены и улучшает ее
реологические свойства. Для разрушения очень стойких пен может потребоваться
применение деэмульгаторов. На стойкость пен может неблагоприятно влиять ряд материалов, применения которых следует избегать. К таким материалам относятся:
· пеногасители и деэмульгаторы;
· добавки углеводородов;
· рассолы (пластовые жидкости с концентрацией солей более 2%);
· спиртовые растворы;
· растворители.
В водой фазе вспенивающих агентов (пенообразователей) допускается присутствие загрязняющих примесей не более 3% по объему. Перед бурением, во избежание осложнений,
необходимо проводить испытания по оценке совместимости пены со всеми добавками и
потенциально возможными пластовыми жидкостями.
Моделирование пенных систем в динамических условиях представляет собой достаточно
сложный процесс. Многие допущения, которые делаются на стадии ввода данных, могут
явиться причиной ошибочных результатов расчетов. В 1997 г. специалистами фирмы Tesco
Corp. была разработана новая модель для расчетов пенных систем. До этого для расчетов
пенных систем использовались модели многофазного потока.
Новая модель отличается высокой точностью при условии ввода правильных данных по ряду
основных и предполагаемых параметров. Качество пены должно рассчитываться только
применительно к забойным условиям, с учетом сжимаемости газа. Любые изменения втемпах закачки на основе неверно рассчитанных данных качества пены могут привести к пагубным последствиям.
Предполагаемое поступление газа из пласта в скважину должно соответствовать необходимому объему жидкости для обеспечения требуемого качества пены. При избыточном объеме жидкости модель будет воспроизводить условия многофазного потока (учитывая присутствие свободных жидкостей). Предполагаемое поступление жидкости из
пласта в скважину также должно учитываться при расчетах объемов жидкой фазы пенной
системы.
Точность расчетных моделей пенных систем была убедительно подтверждена при
осуществлении программы бурения скважин на продуктивный пласт Джин Мари в 1997 г.
Мониторинг забойного давления в реальном масштабе времени позволял постоянно
сравнивать получаемые данные с прогнозными данными модели. По падению забойного
давления определялись изменения стойкости пены, для подтверждения которых
использовалась модель многофазного потока.
Стойкие пены характеризуются более высокими потерями напора на трение потока по
сравнению с многофазными жидкостями. Модели отличались очень высокой точностью
расчетов применительно к условиям установившегося течения.
Модель является всего лишь расчетным инструментом. Она позволяет выявлять возникающие проблемы при бурении, но не устанавливает причины этих проблем. Если
фактические данные не соответствуют прогнозируемым с помощью модели данным,
необходимо проведение специального исследования для определения вероятных причин
таких несоответствий и принятия мер по их исправлению во избежание возможных
осложнений при бурении.