СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН РАССОЛОПРОЯВЛЕНИЯ В СКВАЖИНАХ Российский патент 2000 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к способу изоляции зон рассолопроявления, и может быть использовано при бурении скважин на нефть и газ и в других отраслях народного хозяйства.

Известен способ изоляции водоносных пластов [1]. В этом способе в скважину с минерализованными водоносными пластами закачивают продукт взаимодействия фосфорной кислоты с карбамидом определенной плотности.

Недостатком этого способа являются ограниченные возможности его применения, т.к. он может быть вообще не осуществлен из-за недостижения приемистости водоносного пласта.

Известен метод тампонирования в солевых формациях [2], при котором в формацию, которую необходимо тампонировать, вводят NaF для смешения ее с рапой NaCl в определенных пропорциях, необходимых для выделения NaCl с целью образования временной пробки, на которую впоследствии наносится более долговременное тампонажное соединение.

Недостатком этого метода являются его ограниченные возможности, т.к. он может быть применен только для зон, содержащих NaCl, кроме того NaF является ядовитым веществом, что требует повышенных условий безопасности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является "Способ изоляции интервала рассолопроявления в скважинах" [3]. В этом способе вскрывают интервал рассолопроявления и закачивают в этот интервал под давлением и с расчетной производительностью основной изоляционный состав, а перед этим закачивают порциями промежуточный изоляционный состав с плотностью, которую увеличивают по ступенчатому закону.

Недостатком этого способа является его трудоемкость и высокая себестоимость, кроме того этот способ может быть вообще не осуществлен при недостижении приемистости интервала рассолопроявления.

Технической задачей заявляемого изобретения является расширение технологических возможностей, а также снижение себестоимости производимых работ.

Поставленная задача решается следующим образом.

В способе изоляции зон рассолопроявления в скважинах, включающем бурение скважины, вскрытие зоны рассолопроявления, ввод в зону рассолопроявления рабочего материала, горные породы околоскважинного пространства охлаждают путем ввода в зону рассолопроявления материала в виде хладоагента с охлаждением горных пород, ниже температуры кристаллизации солей рассола для образования осадка в рассоле и заполнения им поровых каналов околоскважинного пространства и последующим понижением температуры горных пород ниже температуры замерзания жидкой фракции рассола.

При этом в качестве хладоагента используют жидкий азот, которым заполняют контейнер и спускают в зону рассолопроявления.

В качестве хладоагента используют углекислоту, которую закачивают через трубы в затрубное пространство непосредственно в зону рассолопроявления.

При выборе температуры хладагента с охлаждением горных пород ниже температуры кристаллизации солей рассола происходит образование осадка в рассоле, который заполняет поровые каналы коллектора, а при дальнейшем понижении температуры происходит замерзание жидкой фракции рассола с образованием кристаллогидратов в нем, таким образом в околоскважинном пространстве зоны рассолопроявления образуется устойчивый изолирующий экран.

Использование в качестве хладагента углекислоты или жидкого азота позволяет на практике реализовать поставленную задачу, а именно: охлаждать горные породы околоскважинного пространства ниже температуры кристаллизации солей рассола и ниже температуры замерзания жидкой фракции рассола для его отведения.

Из изученной патентной и научно-технической литературы авторам неизвестен источник информации, где было бы описано техническое решение с перечисленной совокупностью признаков, позволяющих решить поставленную задачу. Это дает основание сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критериям изобретения.

На чертеже представлен график совместной растворимости солей CaCl₂ + MgCl₂ и NaCl при изменения температуры среды.

Способ осуществляется следующим образом.

В скважину, вскрывшую зону рассолопроявления, опускают в контейнере или закачивают по трубам в зону рассолопроявления рабочий материал в виде хладоагента. Вид хладоагента выбирают в зависимости от конкретных условий, а именно: места расположения скважины, глубины залегания зоны рассолопроявления, химического состава и концентрации солей в рассоле. Приведенный на чертеже график иллюстрирует известный из научно-технической литературы [4] процесс, когда при понижении температуры растворимость солей, составляющих рассол, снижается и большая часть массы солей рассола кристаллизуется. На графике приведен пример совместной растворимости солей CaCl₂ + MgCl₂ и NaCl: кривая (I) - при температуре + 50^oC, кривая (II) - при температуре -15,5^oC и -19,7^oC.

На практике рассолопроявления в скважине происходят из рассолопроявляющих коллекторов. При охлаждении горных пород околоскважинного пространства в зоне рассолопроявления хладоагентом соли рассола кристаллизуются и выпадают в осадок в поровых каналах коллектора, кроме того замерзает жидкая фракция рассола с образованием кристаллогидратов. Таким образом, в поровых каналах коллектора создается непроницаемый изолирующий экран, предотвращающий дальнейшее поступление рассола в скважину, и достигается изоляция зоны рассолопроявления. После изоляции зоны рассолопроявления бурение скважины продолжается.

Заявляемый способ позволяет достигнуть надежной изоляции рассолопроявляющих коллекторов, обладает более высокими технико-экономическими показателями по сравнению с известными способами.

Литература
1. Патент РФ N 2106477, МКИ E 21 B 33/138, публ. 20.03.98, БИ N 7 "Способ изоляции водоносных пластов", авт. З.М. Шахмаев и др. (аналог).

2. Патент США N 3623554, НКИ 166/293, публ. 30.11.1971 г. "Метод тампонирования в солевых формациях" (аналог).

3. АС СССР N 1191559, МКИ E 21 B 33/138, публ. 15.11.85 г., БИ N 42, авт. В. Д. Терентьев и др. "Способ изоляции интервала рассолопроявления в скважинах" (прототип).

4. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Ред. А.Д. Пельш. - Л.: Химия, 1975, т. II, кв. 1 и 2.

Использование: при бурении скважин, в частности для изоляции зон рассолопроявления. Обеспечивает при низкой себестоимости широкие технологические возможности. Сущность изобретения: способ включает бурение скважины, вскрытие зоны рассолопроявления и ввод в эту зону рабочего материала. Горные породы околоскважинного пространства охлаждают путем ввода в зону рассолопроявления рабочего материала в виде хладоагента. Охлаждают горные породы ниже температуры кристаллизации солей рассола. В рассоле образуют осадок. Заполняют им поровые каналы околоскважинного пространства. Понижают температуру горных пород ниже температуры замерзания жидкой фракции рассола. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изоляции зон рассолопроявления в скважинах, включающий бурение скважины, вскрытие зоны рассолопроявления, ввод в зону рассолопроявления рабочего материала, отличающийся тем, что горные породы околоскважинного пространства охлаждают путем ввода в зону рассолопроявления рабочего материала в виде хладоагента с охлаждением горных пород ниже температуры кристаллизации солей рассола для образования осадка в рассоле и заполнения им поровых каналов околоскважинного пространства и последующим понижением температуры горных пород ниже температуры замерзания жидкой фракции рассола. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве хладоагента используют жидкий азот, которым заполняют контейнер и опускают его в зону рассолопроявления. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве хладоагента используют углекислоту, которую закачивают через трубы в затрубное пространство непосредственно в зону рассолопроявления.