СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ Российский патент 2006 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к способам ликвидации водопритоков и заколонных перетоков.

Известен способ изоляции зон поглощения при бурении и ремонте скважин, предусматривающий использование состава для изоляции зон поглощения, содержащего, мас.%: бентонит 5-8, радиализованный g-излучением полиакриламид 0,4-0,6, силикат натрия 0,6-1,6 и воду остальное [1].

Наиболее близким аналогом для заявленного изобретения является способ изоляции водопритоков путем закачки в продуктивный пласт состава, содержащего, мас.%: анионный полиакриламид 0,5-2,0, конденсированная сульфит-спиртовая барда или лигносульфонат 0,75-1,5, древесная мука 1,0-4,0, бихромат натрия или калия 0,02-0,05, силикат натрия 2,0-8,0, вода остальное [2].

Недостатком известных способов является недостаточная прочность образующегося геля, а также временный характер изоляции при воздействии пластовых вод.

Задачей изобретения является увеличение продолжительности изоляции водопритоков и заколонных перетоков.

Поставленная задача решается тем, что в способе изоляции водопритоков, включающем закачку в пласт через скважину состава, содержащего полиакриламид, силикат натрия и воду, используют в качестве полиакриламида полиакриламид, обработанный в твердой фазе ускоренными электронами дозой 0,3-10 Мрад, в качестве указанного состава - 5-15%-ную суспензию указанного полиакриламида в водном растворе силиката натрия плотностью 1,2-1,5 г/см³, а после закачки этой суспензии осуществляют дополнительно закачку водной системы состава, мас.%: растворимая соль кальция или магния, или алюминия, или аммония 3-30, указанный полиакриламид 0,2-2, вода остальное.

Закачанный в пласт в водном растворе силиката натрия указанной плотности полиакриламид после контакта с водой не растворяется, а только ограниченно набухает. Это позволяет закачивать набухший дисперсный гель в пласт. Нижнее значение интервала доз - 0,3 Мрад - определяет нижний предел нерастворимости полиакриламида. При меньших дозах полиакриламид заметно растворим в воде. Верхнее значение предела доз - 10 Мрад - определяется тем, что превышение его приводит к получению чрезмерно жестких гелей, которые плохо набухают. Использование раствора силиката натрия с плотностью 1,2-1,5 г/см³ для приготовления суспензии полиакриламида позволяет получить суспензию с концентрацией 5-15%. При более высокой концентрации вследствие роста вязкости она не поддается перекачке по трубам. Концентрация менее 5% нецелесообразна, т.к. избыток свободного силиката натрия может в дальнейшем заблокировать низкопроницаемые продуктивные части пласта.

Водный раствор силиката натрия выбирают с плотностью 1,2-1,5 г/см³, так как в этом случае дисперсия набухшего полимера обладает положительной плавучестью, длительное время не расслаивается, что приводит к более эффективной обработке области заколонного перетока.

После закачки указанной суспензии производится последующая закачка водной системы, содержащей растворимую соль сильной кислоты - например, серной, соляной, ортофосфорной с катионом кальция, магния, алюминия, аммония. Эти соли реагируют с силикатом натрия, связанным в дисперсный гель ПАА.

Это происходит не сразу, а после вытеснения свободного раствора силиката натрия из гелевой фазы. В дальнейшем происходит химическая реакция образования силикатов указанных выше катионов и геля кремниевой кислоты между гелевыми частицами ПАА. Чтобы увеличить равномерность отверждения силиката в пласте, водная система содержит 0,2-2% ПАА (обработанного, как указано выше), который выполняет роль загустителя. При концентрации выше 2% вязкость системы чрезмерно высока для ее закачки в скважину, а при концентрации менее 0,2% - неэффективна. Результатом взаимодействия силиката натрия и соли является образование сравнительно жесткого каркаса. При этом концентрация силиката в геле снижается и он начинает набухать. Получается система, содержащая набухшие гелевые частицы ПАА, армированные жесткой структурой силикатов. Такая система обладает повышенной механической прочностью и может быть использована для изоляции водопритоков, заколонных перетоков, изоляция работает более продолжительный период времени.

Пример 1.

Для испытания способа собрана модель заколонного пространства. Модель представляет собой стеклянную трубу с внутренним диаметром 15 мм и длиной 50 см. Внутри трубы расположен цилиндр из искусственного камня диаметром 13 мм и длиной 50 см. Объем кольцевого зазора равен 22 см³. С каждой из сторон трубы предусмотрен ввод и отбор жидкости. Используя обработанный в твердой фазе ионизирующим излучением - ускоренными электронами - дозой 0,3 Мрад полиакриламид ПАА приготовили перемешиванием 5%-ную суспензию этого набухшего полимера в водном растворе силиката натрия плотностью 1,5 г/см³. Закачали ее в модель пласта. Продавили в пласт составом, содержащим 30 мас.% хлористого кальция, 0,2% того же полиакриламида и 69,8% воды. Выдержали систему 5 часов. Провели продавку воды в модель пласта для определения эффективности изоляции. Результат - изоляция выдержала перепад давления 34 атм.

Пример 2.

В модель заколонного пространства, как в примере 1, закачивали 15%-ную суспензию набухшего ПАА, обработанного ионизирующим излучением - ускоренными электронами - дозой 5 Мрад, в водном растворе силиката натрия с плотностью 1,3 г/см³ и продавливали ее водной системой, содержащей, мас.% 1 - того же указанного выше ПАА, 10 - алюминиевых квасцов и 89 - воды. После выдержки 5 часов провели продавку воды в пласт для определения эффективности изоляции. Результат - изоляция выдержала перепад давления 35 атм.

Пример 3.

В модель заколонного пространства, как в примере 1, закачивали 10%-ную суспензию набухшего ПАА, обработанного ионизирующим излучением - ускоренными электронами - дозой 10 Мрад, в водном растворе силиката натрия с плотностью 1,2 г/см³ и продавливали ее водной системой, содержащей, мас.% 0,5 - того же указанного выше ПАА, 10 - сульфата аммония и 89,5 - воды. После выдержки 5 часов провели продавку воды в пласт для определения эффективности изоляции. Результат - изоляция выдержала перепад давления 31 атм.

Источники информации

1. Патент РФ №2033518, опубл. 20.04.1995.

2. Патент РФ №2136878, опубл. 10.09.1999.

Изобретение относится к нефтегазодобыче, в частности к способам ликвидации заколонных перетоков и водопритоков. Технический результат - увеличение продолжительности изоляции водопритоков и заколонных перетоков. В способе изоляции водопритоков, включающем закачку в пласт через скважину состава, содержащего полиакриламид, силикат натрия и воду, используют в качестве полиакриламида полиакриламид, обработанный в твердой фазе ускоренными электронами дозой 0,3-10 Мрад, в качестве указанного состава - 5-15%-ную суспензию указанного полиакриламида в водном растворе силиката натрия плотностью 1,2-1,5 г/см³, а после закачки этой суспензии осуществляют дополнительно закачку водной системы состава, мас.%: растворимая соль кальция или магния, или алюминия, или аммония 3-30, указанный полиакриламид 0,2-2, вода остальное.

Способ изоляции водопритоков, включающий закачку в пласт через скважину состава, содержащего полиакриламид, силикат натрия и воду, отличающийся тем, что используют в качестве полиакриламида полиакриламид, обработанный в твердой фазе ускоренными электронами дозой 0,3-10 Мрад, в качестве указанного состава - 5-15%-ную суспензию указанного полиакриламида в водном растворе силиката натрия плотностью 1,2-1,5 г/см³, а после закачки этой суспензии осуществляют дополнительно закачку водной системы состава, мас.%: растворимая соль кальция или магния, или алюминия, или аммония 3-30, указанный полиакриламид 0,2-2, вода - остальное.