Физико-химическими явления при проникновение в породу фильтратов буровых растворов на водной основе
Проникновение в породу фильтратов буровых растворов на водной основе сопровождается следующими физико-химическими явлениями в пористой среде:
- увеличением количества связанной воды;
- набуханием глинистого материала породы пласта;
- образованием эмульсий;
- взаимным замещением фаз;
- образованием в поровом пространстве нерастворимых осадков.
Поступая в призабойную зону пласта, водный фильтрат бурового раствора оттесняет в глубь пласта углеводороды. Соотношение фаз в призабойной зоне изменяется в сторону увеличения водонасыщенности, что приводит к уменьшению относительной проницаемости для первоначально насыщающих коллектор флюидов. Взаимное вытеснение в пористой среде системы несмешивающихся жидкостей будет также определяться поверхностными явлениями. При этом величина возникающих капиллярных давлений может быть такой, что некоторые поровые каналы могут оказаться закупоренными защемленными капельками (глобулами) воды.
В случае гидрофильных пород или их гидрофилизации проникающий в пласт фильтрат образует на стенках поровых каналов слой связанной воды. Обладая существенно большей вязкостью, значительной сдвиговой прочностью связанная вода уменьшает живое сечение пор в породе. Если в пласте содержатся глинистые частицы, то их гидратация сопровождается набуханием. Набухание глин ведет к уменьшению пустотного пространства в породе.
Набухание глинистых частиц, входящих в состав коллектора, может явиться серьезной причиной снижения его проницаемости. Это может произойти в том случае, когда глинистые частицы войдут в контакт с водной средой, отличающейся по химическому составу от той, в которой они находились в равновесии. Степень влияния набухания глин на проницаемость пласта будет зависеть от минералогического состава глины, ее количества и характера распространения в коллекторе, размера пор и структуры порового пространства, химического состава остаточной воды, контактируемой с глинистыми частицами, химического состава проникающего фильтрата, длительности контактирования пресного фильтрата с глинистыми частицами. Монтмориллонитовые глины, например, набухают существенно больше, чем глины каолинитовые.