The migration of Colloids as a Cause of Deterioration of Permeability in Porous Sandstones during Laboratory Investigations

Rock permeability is not a constant value, it depends on many factors, including the presence of small particles in the fluids and porous medium – colloids that can clog pore channels and reduce permeability. The effect of natural colloids migration, as a rule, is not taken into account when determining the dependencies of permeability on effective pressure, this phenomenon is often ignored by many authors and interpreted as a result of the influence of other factors. The reason for insufficient attention to the fact of mobilization and migration of natural colloids is the difficulty of identifying this phenomenon. It was found that with a change in the effective pressure in the initial period of oil production in real conditions, permeability can decrease more than according to laboratory studies. With a small change in effective pressure, when the probability of a decrease and hysteresis of permeability due to deformation of the porous reservoir is extremely small, the dependencies of permeability on the amount of oil produced were established. This fact confirms the probability of the influence of migration of natural colloids on the decrease in permeability and emphasizes the need to study it. The aim of the work is to study the effect of colloid migration on the permeability of porous sandstones with changes in the fluid injection rate and pore pressure. The article presents the methodology and results of core filtration tests taking into account the decrease in the permeability of the porous medium caused by the migration of natural colloids during fluid injection. The conditions of filtration tests exclude other permeability factors, such as creep and chemical mobilization of colloids. The results obtained demonstrate the dependence of permeability on colloid migration with changes in the fluid injection rate and pore pressure. Filtration studies of core samples using the proposed technique showed that the permeability of the cores decreases only with fluid movement inside the samples, which is direct evidence of pore clogging due to the migration of natural colloids. It was found that a decrease in pore pressure leads to a more intense decrease in permeability during injection, which indicates additional mobilization of colloids. Porous media with higher permeability are less sensitive to colloid migration and changes in pore pressure.

Миграция коллоидов как причина ухудшения проницаемости пористых песчаников при лабораторных исследованиях

Проницаемость горных пород не является постоянной величиной, она зависит от многих факторов, в том числе от наличия в составе флюидов и пористой среды мелких частиц – коллоидов, которые могут закупоривать поровые каналы и снижать проницаемость. Эффект миграции природных коллоидов, как правило, не учитывается при определении зависимостей проницаемости от эффективного давления, это явление часто игнорируется многими авторами и интерпретируется как результат влияния других факторов. Причиной недостаточного внимания к факту мобилизации и миграции природных коллоидов является сложность идентификации данного явления. Выявлено, что при изменении эффективного давления в начальный период добычи нефти в реальных условиях проницаемость может снижаться сильнее, чем по данным лабораторных исследований. При малом изменении эффективного давления, когда вероятность снижения и гистерезиса проницаемости по причине деформации порового коллектора крайне мала, установлены зависимости проницаемости от количества добытой нефти. Данный факт подтверждает вероятность влияния миграции природных коллоидов на снижение проницаемости и подчеркивает необходимость ее изучения. Целью работы является изучение влияния миграции коллоидов на проницаемость пористых песчаников при изменении скорости закачки жидкости и порового давления. В статье представлены методика и результаты фильтрационных испытаний кернов с учетом снижения проницаемости пористой среды, вызванного миграцией природных коллоидов при закачке жидкости. Условия фильтрационных испытаний исключают другие факторы проницаемости, такие как ползучесть и химическая мобилизация коллоидов. Получены результаты, демонстрирующие зависимость проницаемости от миграции коллоидов при изменении скорости закачки жидкости и порового давления. Фильтрационные исследования образцов керна по предложенной методике показали, что проницаемость кернов уменьшается только при движении жидкости внутри образцов, что является прямым доказательством закупорки пор вследствие миграции природных коллоидов. Установлено, что снижение порового давления приводит к более интенсивному снижению проницаемости при закачке, это свидетельствует о дополнительной мобилизации коллоидов. Пористые среды с большей проницаемостью менее чувствительны к миграции коллоидов и изменению порового давления.