Экспериментальная оценка влияния миграции коллоидов на фильтрационные характеристики карбонатных пород при циклическом нагружении

Сведения об авторах
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Университет Малайя, Куала-Лумпур, Малайзия
  • Университет Малайя, Куала-Лумпур, Малайзия
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация
  • Китайский университет горного дела и технологий, Сюйчжоу, Китайская Народная Республика
  • Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Российская Федерация

Аннотация

Рассматривается влияние миграции естественных коллоидных частиц на изменение проницаемости карбонатных коллекторов при нестационарных и циклических нагрузках. Для исключения химических и пластических факторов разработана экспериментальная методика, основанная на насыщении и сушке кернов изопропиловым спиртом как инертным флюидом. Исследования проведены на карбонатных кернах с различной пористостью и начальной проницаемостью. Показано, что после циклов насыщения и сушки проницаемость отдельных образцов либо снижается, либо возрастает в зависимости от характера перемещения коллоидов: блокирования или очистки поровых каналов. Определено, что максимальные значения проницаемости в цикле нагружения отражают истинную проницаемость породы, при которой эффект коллоидной миграции минимален. На основе полученных данных построены степенные зависимости относительной проницаемости от эффективного давления с высокими коэффициентами корреляции (R2 > 0,99), что позволяет выделить упругую составляющую изменений фильтрационных свойств. Сравнение экспериментов с насыщением водой выявило существенное влияние растворения минералов (кальцита, галита и др.) на рост кажущейся проницаемости. Микроскопический и томографический анализ подтвердили сохранность общей структуры, однако зафиксировали локальное перераспределение коллоидов, аналогичное эффекту «кофейных колец». Разработанная методика обеспечивает количественную оценку вклада коллоидной миграции в гистерезис проницаемости и может использоваться для уточнения фильтрационно-механических моделей коллекторов, повышая точность прогноза их поведения при эксплуатации.

Ключевые слова

проницаемостьмиграция коллоидовкарбонатные коллекторыгистерезис проницаемостифильтрационные свойстваэффективное давление

Литература

  1. 1.Assessment of the Elastic-Wave Well Treatment in Oil-Bearing Clastic and Carbonate Reservoirs / V. Poplygin [и др.] // Fluid Dynamics & Materials Processing. – 2023. – Т. 19, № 6. – С. 1495–1505. Scholar
  2. 2.Khimulia, V.V. Pore-Scale Computational Study of Permeability and Pore Space Geometry in Gas Condensate Reservoir Rocks / V.V. Khimulia, V.I. Karev. – 2024. – С. 243–256. Scholar
  3. 3.Use closed reservoirs for CO2 storage and heat recovery: A two-stage brine-extraction and CO2-circulation strategy / M. Chen [и др.] // Sustainable Energy Technologies and Assessments. – 2022. – Т. 52. – С. 102346. Scholar
  4. 4.CO2–brine–rock interactions altering the mineralogical, physical, and mechanical properties of carbonate-rich shale oil reservoirs / S. Li [и др.] // Energy. – 2022. – Т. 256. – С. 124608. Scholar
  5. 5.Prediction of Productivity Decline in Oil and Gas Wells Due to Fines Migration: Laboratory and Mathematical Modelling / F.D. Siqueira [и др.] // SPE Asia Pacific Oil & Gas Conference and Exhibition. SPE, 2014. – С. 14–16. Scholar
  6. 6.Turbakov, M. Determination of Enhanced Oil Recovery Candidate Fields in the Volga-Ural Oil and Gas Region Territory / M. Turbakov, А. Shcherbakov // Energies (Basel). – 2015. – Т. 8, № 10. – С. 11153–11166. Scholar
  7. 7.Apparent Permeability Evolution Due to Colloid Migration Under Cyclic Confining Pressure: On the Example of Porous Limestone / E.V. Kozhevnikov [и др.] // Transp Porous Media. – 2023. Scholar
  8. 8.Acoustic vibration restoration of rock permeability while crude oil filtration containing paraffins / E. Riabokon [и др.] // Geoenergy Science and Engineering. – 2024. – Т. 238. – С. 212865. Scholar
  9. 9.Karev, V.I. Experimental Studies of the Deformation, Destruction and Filtration in Rocks: A Review / V.I. Karev, V.V. Khimulia, N.I. Shevtsov // Mechanics of Solids. – 2021. – Т. 56, № 5. – С. 613–630. Scholar
  10. 10.Permeability Evolution of Porous Sandstone in the Initial Period of Oil Production: Comparison of Well Test and Coreflooding Data / M.S. Turbakov [и др.] // Energies (Basel). – 2022. – Т. 15, № 17. – С. 6137. Scholar

Другие статьи выпуска

Весь выпуск (Том 25, № 3, 2025)

Показаны 12 из 17

Скачать PDF

Информация о статье

Опубликована
24.10.2025
В выпуске
24.10.2025
Выпуск
Том 25, № 3 (2025)
Поделиться