СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКОВ В СКВАЖИНУ Российский патент 2000 года по МПК E21B43/32 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритоков в нефтедобывающих скважинах, и может быть использовано для регулирования профиля приемистости водонагнетательных скважин.

Известен способ разработки продуктивного пласта, включающий совместную закачку раствора силиката щелочного металла и пластовой или сточной минерализованной воды (1). При взаимодействии указанных реагентов происходит образование однородных гелеобразных осадков, которые блокируют обводненные высокопроницаемые зоны пласта.

Недостатком способа является его низкая технологическая эффективность, связанная с тем, что образующиеся гелеобразные осадки имеют недостаточно высокие реологические и структурно-механические свойства.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ ограничения водопритоков в скважину, включающий последовательную закачку в скважину водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и отвердителя, в качестве которого применяют соляную кислоту (2). Под действием соляной кислоты раствор силиката натрия из гелеобразного состояния переходит в нерастворимый кремнезоль.

Недостатком способа является низкая эффективность, т.к. в пластовых условиях практически не происходит перемешивания закачиваемых растворов и образование геля в пласте носит вероятностный характер, поэтому образующиеся в пласте гели имеют невысокие структурно-механические свойства. Кроме того, недостатком способа является низкая технологичность процесса, связанная с тем, что в процессе приготовления и закачки растворов существует вероятность преждевременного смешения растворов и мгновенного нерегулируемого гелеобразования.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа за счет создания в пластовых условиях гелеобразующей оторочки с высокими структурно-механическими свойствами при одновременном улучшении технологичности процесса.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе ограничения водопритоков в скважину, включающем закачку в скважину растворов силиката натрия и соляной кислоты, первоначально в скважину закачивают смесь 1-3%-ного раствора соляной кислоты с 1-15%-ным раствором силиката натрия при pH смеси от 1,5 до 2, а после закачки смеси закачивают 30-50%-ный раствор силиката натрия в количестве, достаточном для повышения pH смеси до 5-8. Кроме того, закачку осуществляют циклами, при этом количество циклов определяют повышением давления закачки на 50-80%.

Признаками изобретения являются:
1. Закачка в скважину растворов силиката натрия и соляной кислоты.

2. Первоначальная закачка смеси раствора соляной кислоты и раствора силиката натрия.

3. Концентрации соляной кислоты и силиката натрия в смеси.

4. pH смеси, равный 1,5-2.

5. Закачка раствора силиката натрия после закачки смеси в количестве, достаточном для повышения pH смеси до 5-8.

6. Концентрация силиката натрия, равная 30-50%.

7. Циклическая закачка смеси и раствора силиката натрия.

8. Зависимость количества циклов от повышения давления закачки на 50-80%.

Признак 1 является общим с прототипом, признаки 2-6 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 7-8 являются частными признаками изобретения.

Для обоснования предложенного способа проведены лабораторные исследования кинетики гелеобразования и pH композиции на основе соляной кислоты и силиката натрия. Для приготовления композиции использовались следующие реагенты: силикат натрия (натриевое жидкое стекло) выпускается по ТУ 2145-010-43811938-97 (плотность - 1,43 г/см³, модуль - 2,9, pH -12,25), ингибированная соляная кислота - ТУ 2122-131-05807960-97 (плотность - 1,098 г/см³ концентрация - 19,5%).

Время гелеобразования определялось интервалом времени от момента смешения компонентов до момента потери текучести композиции и образования объемной структуры геля. Структурно-механические свойства гелей оценивались значением сдвиговой прочности гелей при скорости сдвига 1,5 с^-1, измеренным на ротационном вискозиметре "Реотест-2".

Приготовление композиции осуществлялось в следующей последовательности. Исходный раствор силиката натрия разбавлялся водой до 30-50%-ной концентрации. Оставшийся расчетный объем воды использовался для разбавления концентрированного раствора соляной кислоты. Далее композиция готовилась путем одновременного пропорционального дозирования и смешения разбавленных растворов соляной кислоты и силиката натрия. Тем самым моделировался процесс приготовления композиции непосредственно в промысловых условиях.

Указанная выше концентрация разбавленного силиката натрия является оптимальной для приготовления композиции. В таблице 1 приведены результаты, полученные при приготовлении композиции, состоящей из 3% соляной кислоты и 15% силиката натрия в зависимости от концентрации силиката натрия.

Полученные результаты показывают, что оптимальная концентрация силиката натрия в растворе 30-50%. При увеличении или уменьшении концентрации происходит образование осадка и гелевых сгустков в композиции. Результаты исследования кинетики гелеобразования и pH композиции представлены в таблице 2 и на чертеже.

Анализ полученных результатов показывает, что оптимальными концентрациями компонентов смеси раствора соляной кислоты и раствора силиката натрия являются: 1-3% для соляной кислоты и 1-15% для силиката натрия. При этом pH смеси находится в интервале от 1,5 до 2. Время гелеобразования при указанных концентрациях смеси составляет не менее 13-17 суток, что исключает спонтанное нерегулируемое гелеобразование, и обеспечивает безопасность приготовления и закачки композиции в скважину, тем самым значительно улучшается технологичность процесса. При уменьшении или увеличении концентрации компонентов смеси от оптимальной происходит образование гелей с низкими структурно-механическими свойствами: сдвиговая прочность гелей составляет 9-54 Па.

При дальнейшем добавлении к смеси раствора силиката натрия происходит резкое увеличение pH композиции до 5-8 (см. чертеж) и образование в течение 3-10 минут гелей во всем объеме с высокими структурно-механическими свойствами: сдвиговая прочность образующихся гелей составляет 550-610 Па.

Полученные результаты исследований показывают, что решением задачи изобретения является последовательная закачка смеси 1-3%-ного раствора соляной кислоты с 1-15%-ным раствором силиката натрия при pH смеси от 1,5 до 2 и 30-50%-ного раствора силиката натрия в количестве, достаточном для повышения pH смеси до 5-8.

Нефтепромысловая практика показывает, что указанную последовательность закачки необходимо осуществлять циклами, при этом количество циклов определяется повышением давления закачки на 50-80%. Указанный интервал повышения давления закачки обеспечивает высокую эффективность проведенных водоизоляционных работ.

Способ в промысловых условиях осуществляют следующим образом. Производят подготовку наземного оборудования и скважины, выбранной для проведения ремонтно-изоляционных работ. Подготовительные работы включают в себя проведение комплекса геофизических и промысловых исследований скважины с целью определения качества цементирования, герметичности эксплуатационной колонны и колонны насосно-компрессорных труб, общей приемистости скважины и профиля притока по пластам; спускоподъемные операции и доставку на скважину необходимых материалов и оборудования. В соответствующих автоцистернах готовят разбавленные растворы силиката натрия и соляной кислоты путем разбавления исходных концентрированных растворов пресной водой. Далее осуществляют непрерывный процесс приготовления и закачки смеси растворов соляной кислоты и силиката натрия при pH смеси 1,5-2. С этой целью оборудование размещают по следующей технологической схеме: автоцистерна с раствором соляной кислоты - промежуточная емкость; автоцистерна с раствором силиката натрия - промежуточная емкость; промежуточная емкость - насосный агрегат типа ЦА-320 - скважина. После закачки смеси закачивают разбавленный раствор силиката натрия в количестве, достаточном для повышения pH смеси до 5-8. В необходимых случаях закачку осуществляют циклами, при этом количество циклов определяют повышением давления закачки на 50-80%.

Примером конкретного выполнения способа является проведение ремонтно-изоляционных работ на добывающей скважине нефтегазодобывающего управления "Елховнефть". Скважина представлена слиянием трех продуктивных пластов, подстилающихся краевой водой. Коллекторские свойства характеризуются следующими параметрами: перфорированная толщина пластов - 13 м, пористость - 23%, проницаемость - 0,62-0,8 мкм². Базовые показатели эксплуатации скважины перед проведением водоизоляционных работ следующие: дебит по жидкости 214 т/сут, дебит по нефти 1,7 т/сут, обводненность 99,2%.

Ремонтно-изоляционные работы проведены по ранее описанному способу. Успешность проведения технологического процесса подтверждена увеличением давления закачки на 50% от первоначального давления. В результате проведенных работ получено снижение обводненности добываемой продукции на 10%. Дополнительная добыча нефти составила 530 т при продолжающемся технологическом эффекте.

При широком внедрении на нефтяных месторождениях предлагаемый способ позволит значительно повысить эффективность водоизоляционных работ и получить дополнительное количество нефти.

Источники информации
1. Патент РФ N 2133825, кл. 6 E 21 B 43/22, опубл. 1999 г.

2. Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. - М.: Недра, 1991, с. 49, 62 - прототип. Т

Изобретение относится к способам ограничения водопритоков в нефтедобывающих скважинах и может быть использовано для регулирования профиля приемистости водонагнетательных скважин. Обеспечивает повышение эффективности способа за счет создания в пластовых условиях гелеобразующей оторочки с высокими структурно-механическими свойствами. Сущность изобретения: по способу последовательно закачивают смесь 1-3%-ного раствора соляной кислоты с 1-15%-ным раствором силиката натрия при рН смеси 1,5-2. После закачки смеси закачивают 30-50%-ный раствор силиката натрия в количестве, достаточном для повышения рН смеси до 5-8. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ ограничения водопритоков в скважину, включающий закачку в скважину растворов силиката натрия и соляной кислоты, отличающийся тем, что первоначально в скважину закачивают смесь 1 - 3%-ного раствора соляной кислоты с 1 - 15%-ным раствором силиката натрия при рН смеси 1,5 - 2, а после закачки смеси закачивают 30-50%-ный раствор силиката натрия в количестве, достаточном для повышения рН смеси до 5 - 8. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закачку осуществляют циклами, при этом количество циклов определяют повышением давления закачки на 50 - 80%.