СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА Российский патент 2004 года по МПК E21B33/138 

Описание патента на изобретение RU2236559C1

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к селективной изоляции водопритоков в газовых и газоконденсатных скважинах.

Известен способ изоляции водопритоков в газовых скважинах, включающий закачку через насосно-компрессорные трубы цементного раствора при сохранении в затрубном пространстве скважины уровня жидкости на определенной глубине (SU 1758219 А2, Е 21 В 43/32, 1992).

Сложность в осуществлении непрерывного контроля за уровнем жидкости в затрубном пространстве скважины и отсутствие контроля за процессом закачки цементного раствора при наличии в скважине пакера ограничивают применение указанного способа на многих газовых и газоконденсатных месторождениях.

Известен также тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер, ацетон и неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), так называемый А-пласт, применяемый на газовых скважинах (см. пат. РФ 2046180, Е 21 В 33/138, 1995).

Однако и этот способ имеет ряд недостатков, заключающихся в технологической сложности и требующих применения специальных технических средств для обеспечения избирательности при обработке водопроявляющих участков пласта, и в большинстве случаев для закрепления эффекта устанавливают цементные мосты.

Из известных способов ближайшим к изобретению является способ селективной обработки пласта в скважине, включающий последовательную закачку в пласт буферной жидкости - соли щелочного металла и тампонирующего состава, с образованием в пластовых условиях с ионами кальция нерастворимого в воде соединения - щелочного осадка (SU 1754889 А1, опубл. 15.08.1992).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности изоляции путем создания в водопроявляющих участках пласта устойчивого объемного осадка, препятствующего прорыву пластовых вод, и подключение за счет этого в разработку застойных и слабодренируемых зон пласта, обеспечивающих заданный системой сбора режим эксплуатации скважины.

В способе селективной обработки пласта, включающем последовательную закачку в пласт буферной жидкости - водного раствора соли металла и тампонирующего состава с образованием в пластовых условиях с ионами кальция нерастворимого в воде соединения - щелочного осадка, используют в качестве водного раствора соли металла 10-30% водный раствор гидросульфата натрия, а в качестве тампонирующего состава - водный раствор хлористого кальция, закачку каждого из указанных растворов производят равными порциями, объемы которых определяют исходя из толщины продуктивного пласта и диаметра скважины или скорости поглощения закачиваемых растворов.

В пласте с проницаемостью 100 мкм2 указанный осадок закрепляют цементным мостом.

Закачку растворов в пласт производят как в остановленной скважине, так и в работающей скважине.

Для доставки растворов в заданную зону перфорации скважины и обеспечения расчетной скорости закачки используют кол-тюбинг.

Сущность предлагаемого метода состоит в следующем. Раствор гидросульфата натрия 10-30% концентрации и раствор хлористого кальция с оптимальным соотношением гипсообразующих ионов последовательно закачивают в пласт, где при смешении растворов в поровом объеме образуется закупоривающий осадок в виде тонкодисперсной взвеси, а на стенках поровых каналов в виде твердых микрокристаллов. Причем указанную процедуру повторяют несколько раз в зависимости от толщины продуктивного пласта и диаметра скважины или скорости поглощения закачиваемых растворов.

Селективность ремонтно-изоляционных работ (РИР) обеспечивают подбором объемов порций растворов, исходя из геологических условий или соответствующего режима работы скважины в процессе проведения работ. Режим работы скважины в процессе проведения изоляционных работ может быть рассчитан по формулам дисперсионно-кольцевого течения на основании предыдущих газодинамических исследований (ГДИ) или подобран опытным методом непосредственно на скважине путем подбора диафрагмы, обеспечивающей работу скважины в режиме "захлебывания". Т.е. при определенном уровне скорости газожидкостной смеси происходит остановка (зависание) движения вверх пленки и дисперсной системы, а с определенной точки жидкость начинает сползать вниз и поглощаться обводненным пропластком. Таким образом, тампонирующие растворы, доставленные в обрабатываемый интервал через кол-тюбинг, поглощаются обводненным пропластком, в то время как приток газа из необводненного, работающего интервала предотвратит его от загрязнения в процессе проведения РИР. Скорость перехода к режиму "захлебывания" называют критической и определяют по формуле (1):

где δ - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м;

ρ ж - плотность жидкой фазы при соответствующих Р и Т, кг/м3;

ρ г - плотность газообразной фазы при соответствующих Р и Т, кг/м;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Изоляционную способность определяли на моделях, имитирующих высокопроницаемый коллектор сеноманских отложений, для чего использовали набивную модель из сыпучего сеноманского керна. Песок засыпали в цилиндрическую камеру высокого давления с установленной соосно трубкой, моделирующей перфорированный участок скважины, и насыщали пластовой сеноманской водой. После замера исходных фильтрационных параметров производили прокачку через песчаный образец приготовленных 15% растворов NaHSO4·2H2O и СаСl2 в соотношении 1:1, и выдерживали на реакцию в течение 30 минут в постоянных термобарических условиях (Р=1,5 МПа, Т=28°С).

Характер взаимодействия растворов определяли по уравнению:

Оптимальные соотношения сухого вещества в растворах определяли стехиометрическими расчетами реакции с вычислением массовых долей и лабораторными исследованиями, например:

При взаимодействии 15% растворов NaHSO4·2H2O, CaCl2 в соотношении 1:1.

Молярная масса (М): NaHSO4·2H2O - 156,09 г/моль

СаСl2 - 110,99 г/моль

CaSO4·2H2O - 172,17 г/моль

Масса раствора (mp-pa): NaHSO4·2H2O - 100 г

СаСl2 - 100 г

Массовая доля вещества (w): NaHSO4·2H2O - 15%

CaCl2 - 15%

Масса соли в растворе: mв-ва=w· mр-ра

m(NaHSO4·2H2O)=15 г

m(CaCl2)=15 г

Количество основного вещества в растворе: n=m/м

n(NaHSO4·2H2O)=0,096 моль

n(CaCl2)=0,135 моль

Расчет массы продукта проводили, исходя из массы вещества, взятого в недостатке, т.е. NaHSO4·2H2O.

Определяли массу образовавшегося CaSO4·2H2O: m=n· M

m(CaSO4·2H2O)=16,53 г

Для подтверждения теоретического расчета проведен лабораторный эксперимент взаимодействия NaHSO4·2H2O и СаСl2. Масса полученного осадка гипса CaSO4·2H2O составила 14,40 г или 87% от теоретической. С целью оптимизации выхода осадка при соотношении растворов 1:1 произвели расчет на следующие концентрации (массовые доли вещества):

В результате исследований определили, что при перепаде давлений до 6 МПа набивная модель по воде оставалась непроницаемой. Давление начала фильтрации воды через затампонированную среду составило более 6 МПа. После демонтажа модели установили, что поровое пространство вокруг перфорированного участка скважины закольматировано гелеобразной массой гипсосодержащего вещества, при этом зерна песка покрыты выпавшим в осадок гипсом.

Разработанный в лабораторных условиях способ селективной обработки пласта апробирован в промысловой практике. Для этого использовалась кол-тюбинговая установка М-10 и газобустерная установка УНГ-8/15, что обеспечило селективную закачку реагентов. При проведении рассматриваемого технологического процесса выделены две стадии.

На первой стадии происходит технологическая подготовка скважины к проведению химической обработки, для этого башмак бесшовной длинномерной трубы (БДТ) устанавливали в подошве интервала перфорации.

Вторая стадия предусматривала закачку водного раствора гидросульфата натрия 15% концентрации - в нижний пропласток суперколлектора, а затем 15% раствора хлористого кальция. Порции водных растворов химических реагентов в газовую скважину закачивались в таком объеме, чтобы гидростатическое давление столба жидкости в скважине на уровне верхних отверстий интервала перфорации не превышало пластового давления газа. Это исключало поглощение химических реагентов в верхней части газонасыщенного пласта. В то же время давление жидкости на уровне нижних отверстий перфорации превышало пластовое давление на величину гравитационной составляющей. В результате происходил процесс поглощения химических реагентов только в нижней части перфорированного суперколлектора. Продавливание производилось бустерной установкой УНГ-8/15 с помощью газа. Далее раствор хлористого кальция также продавливался газом до выравнивания устьевых параметров. При использовании больших объемов химических реагентов производили порционные закачки в объеме 3-4 м3 каждого раствора в пласт с чередованием. Затем производили закрепление призабойной зоны обрабатываемого участка пласта цементным раствором.

Способ селективной обработки пласта реализован на скважинах №12213, 9193, результаты РИР приведены в таблице 2.

Похожие патенты RU2236559C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА ГАЗОВЫХ СКВАЖИН 2011
  • Тананыхин Дмитрий Сергеевич
  • Петухов Александр Витальевич
  • Сюзев Олег Борисович
  • Никитин Марат Николаевич
RU2475622C1
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД 2005
  • Маринин Валерий Иванович
  • Бердин Тагир Галиевич
  • Москвичев Владимир Николаевич
  • Стасенков Игорь Владимирович
  • Стасенкова Елена Владимировна
  • Сюзев Олег Борисович
  • Ставкин Александр Владимирович
  • Копылов Андрей Иннокентьевич
RU2280757C1
Способ крепления призабойной зоны продуктивного пласта 2019
  • Бурханов Рамис Нурутдинович
  • Максютин Александр Валерьевич
RU2724828C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН 2009
  • Паникаровский Евгений Валентинович
  • Паникаровский Валентин Васильевич
  • Шуплецов Владимир Аркадьевич
  • Дубровский Николай Данилович
  • Дубровский Владимир Николаевич
RU2416020C1
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПОДОШВЕННОЙ ВОДЫ В ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ 2008
  • Гасумов Рамиз Алиджавад Оглы
  • Гаврилов Андрей Александрович
  • Вагина Таисия Шаиховна
RU2373388C2
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПОДОШВЕННЫХ ВОД В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ 2015
  • Клещенко Иван Иванович
  • Леонтьев Дмитрий Сергеевич
  • Сипина Наталья Алексеевна
  • Кичикова Дарья Владимировна
  • Попова Жанна Сергеевна
  • Анкудинов Александр Анатольевич
RU2588582C1
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СКВАЖИННАЯ ЖИДКОСТЬ С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ПОГЛОЩЕНИЕМ В ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПЛАСТА 2008
  • Акимов Олег Валерьевич
  • Здольник Сергей Евгеньевич
  • Гусаков Виктор Николаевич
  • Худяков Денис Леонидович
  • Краевский Николай Николаевич
RU2380391C1
СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ПРИТОКА ВОД В ДОБЫВАЮЩУЮ СКВАЖИНУ 2009
  • Рахманов Рифкат Мазитович
  • Исмагилов Фанзат Завдатович
  • Шакиров Талгат Хайруллович
  • Жиркеев Александр Сергеевич
  • Кадыров Рамзис Рахимович
  • Хасанова Дильбархон Келамединовна
RU2392419C1
Способ проведения ремонтно-изоляционных работ в нефтегазовой скважине 2019
  • Климов Вячеслав Васильевич
  • Арестенко Юрий Павлович
  • Буркова Анастасия Алексеевна
RU2723416C1
СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОДОШВЕННЫХ ВОД И ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ В ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИНАХ 2006
  • Ланчаков Григорий Александрович
  • Бердин Тагир Галиевич
  • Стасенкова Елена Владимировна
  • Стасенков Игорь Владимирович
  • Кудря Евгений Викторович
RU2350737C2

Реферат патента 2004 года СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к изоляции водопритоков в газовых и газоконденсатных скважинах, особенно к селективной. Технический результат - повышение эффективности изоляции путем создания в водопроявляющих участках пласта устойчивого объемного осадка, препятствующего прорыву пластовых вод. В способе селективной обработки пласта, включающем последовательную закачку в пласт буферной жидкости - водного раствора соли металла и тампонирующего состава с образованием в пластовых условиях с ионами кальция нерастворимого в воде соединения – щелочного осадка, используют в качестве водного раствора соли металла 10-30% водный раствор гидросульфата натрия, а в качестве тампонирующего состава - водный раствор хлористого кальция, закачку каждого из указанных растворов производят равными порциями, объемы которых определяют исходя из толщины продуктивного пласта и диаметра скважины или скорости поглощения закачиваемых растворов. В пласте с проницаемостью 100 мкм2 указанный осадок закрепляют цементным мостом. Закачку растворов в пласт производят как в остановленной скважине, так и в работающей скважине. Для доставки растворов в заданную зону перфорации скважины и обеспечения расчетной скорости закачки используют кол-тюбинг. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 236 559 C1

1. Способ селективной обработки пласта, включающий последовательную закачку в пласт буферной жидкости - водного раствора соли металла и тампонирующего состава с образованием в пластовых условиях с ионами кальция нерастворимого в воде соединения – щелочного осадка, отличающийся тем, что используют в качестве водного раствора соли металла 10-30%-ный водный раствор гидросульфата натрия, а в качестве тампонирующего состава - водный раствор хлористого кальция, закачку каждого из указанных растворов производят равными порциями, объемы которых определяют, исходя из толщины продуктивного пласта и диаметра скважины или скорости поглощения закачиваемых растворов.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в пласте с проницаемостью 100 мкм2 указанный осадок закрепляют цементным мостом.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что закачку растворов в пласт производят как в остановленной скважине, так и в работающей скважине.4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для доставки растворов в заданную зону перфорации скважины и обеспечения расчетной скорости закачки используют кол-тюбинг.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2236559C1

Способ селективного ограничения водопритока из неоднородного по проницаемости пласта 1988
  • Комисаров Алексей Иванович
  • Соколов Анатолий Алексеевич
SU1754889A1
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД 1996
  • Мазаев В.В.
  • Гусев С.В.
  • Коваль Я.Г.
  • Шпуров И.В.
  • Абатуров С.В.
  • Ручкин А.А.
RU2114991C1
Способ вытеснения нефти из неоднородных по проницаемости карбонатных пластов 1990
  • Дияшев Расим Нагимович
  • Саттарова Фания Муртазовна
  • Зайцев Валерий Иванович
  • Салихов Анас Мансурович
SU1747680A1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ КОЛОНН 1997
  • Комаров А.А.
  • Бодрягин А.В.
  • Левицкий А.В.
  • Левицкий В.И.
  • Гашев А.А.
  • Николаев А.Ю.
RU2116432C1
Способ изоляции притока пластовых вод в скважине 1985
  • Жирнов Евгений Иванович
  • Ширинов Ширин Гасан Оглы
  • Камилов Мирнаги Сеид Оглы
  • Алескеров Валех Фейруз Оглы
SU1328488A1
СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ 2000
  • Букаринов Ю.Н.
  • Козубовский А.Г.
  • Карандаев А.А.
  • Ржавин М.В.
RU2168009C1
СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В СКВАЖИНУ 1992
  • Ахметшина Илиза Загитовна
RU2042783C1
Способ изоляции притока пластовых вод в скважине 1985
  • Жирнов Евгений Иванович
  • Ширинов Ширин Гасан Оглы
  • Камилов Мирнаги Сеид Оглы
  • Алескеров Валех Фейруз Оглы
SU1328488A1
обзорная информация
Техника и технология проведения ремонта скважин за рубежом
- М., 1980, с
Насос 1917
  • Кирпичников В.Д.
  • Классон Р.Э.
SU13A1

RU 2 236 559 C1

Авторы

Ланчаков Г.А.

Кучеров Г.Г.

Бердин Т.Г.

Ставицкий В.А.

Сюзев О.Б.

Титов В.П.

Стасенкова Е.В.

Ставкин А.В.

Даты

2004-09-20Публикация

2003-02-07Подача