O wpływie zjawiska kolmatacji na wydajność odwiertu

W czasie udostępniania formacji produktywnej poprzez wiercenie następuje przenikanie cząstek ilastych z płuczki wiertniczej do przestrzeni porowej skały. Formacje produktywne są z reguły udostępniane przy ciśnieniach, które są znacząco wyższe niż ciśnienia złożowe. Wielkość przeciwciśnienia hydrostatycznego zależy od gęstości płuczki wiertniczej, wysokości słupa cieczy oraz ciśnienia złożowego. Klasycznym przykładem tego ostatniego jest problem badania zmian właściwości zbiornikowych na etapie wiercenia, kiedy to stosunkowo niewielkie cząstki ilaste przenikają, wraz z płuczką wiertniczą, do przestrzeni porowej. Spadek przepuszczalności w strefie dennej odwiertów naftowych prowadzi do znaczącego spadku wydajności produkcji ropy, a czasem nawet do całkowitego zatrzymania wydobycia, co ostatecznie znacząco wpływa na wielkość całkowitego wydobycia ropy oraz wskaźniki ekonomiczne udostępnienia złoża ropy. Spadek przepuszczalności może być spowodowany wieloma czynnikami: • kolmatacją strefy dennej w obrębie formacji produktywnej na etapie wiercenia otworu; • tworzeniem się warstwy osadu w perforowanych kanałach podczas skumulowanej perforacji; • kolmatacją strefy dennej formacji produktywnej w czasie eksploatacji odwiertu; • blokowaniem kanałów perforacyjnych w czasie zatłaczania odwiertu i później; • tworzeniem się osadów parafin i asfaltenów w porach skały w strefie dennej odwiertu. Uszkodzenie strefy dennej odwiertu znacząco wpływa na wydajność odwiertów oraz przepuszczalność formacji złożowej, określoną przez wyniki badań hydrodynamicznych. Uszkodzenie jest jednocześnie rozumiane jako zanieczyszczenie strefy dennej płuczką wiertniczą przy udostępnianiu formacji produktywnej, pogorszenie się właściwości w strefie dennej w czasie cementowania lub perforacji interwału złożowego, pęcznienie iłowców, itp. Niniejszy artykuł przedstawia analizę badań laboratoryjnych i terenowych nad wpływem zjawiska kolmatacji na wydajność odwiertów przy udostępnianiu warstw o różnych właściwościach pojemnościowych i filtracyjnych, jak również analityczne oszacowanie tego efektu, zarówno dla odwiertów pionowych, jak i horyzontalnych.

During the opening of a productive formation by drilling, penetration of clay particles from the drilling fluid into the leading filtration channels of the rock occurs. As a rule, productive formations are opened at pressures that are significantly higher than the formation pressure. The amount of hydrostatic repression depends on the density of the drilling fluid, the height of the liquid column, and the reservoir pressure. A classic example of the latter is the problem of studying changes in reservoir properties that occur at the drilling stage, where relatively small particles of drilling fluid penetrate along with the flow into the pore space. A decrease in the bottomhole zone permeability in oil wells leads to a significant decrease in oil production rates, and sometimes to their complete stop, which ultimately significantly affects the total oil recovery and economic indicators of the oil fields’ development. The decrease in permeability can be caused by many factors: • clogging of the bottomhole zone of the productive formation in the process of drilling a well; • formation of a crust in perforated channels during cumulative perforation; • colmatation of the bottomhole zone of the productive formation during the operation of the well; • clogging of perforated channels during well killing and subsequent clogging; • formation of deposits of paraffins and asphaltenes in the pores of the rock of the bottomhole zone of the well. Bottomhole zone damage (clogging) significantly affects the productivity of wells, and the permeability of the formation, determined by the results of hydrodynamic studies. At the same time, clogging is understood as damage of the bottomhole zone with drilling fluid when opening the productive formation, and deterioration of the properties of the bottomhole zone during cementing, perforation of the productive interval, swelling of clays, etc. This paper presents an analysis of laboratory and field studies of the influence of clogging on the productivity of wells when opening layers with different capacitive and filtration properties, and also provides an analytical estimation of this effect, both for vertical and horizontal wells.