СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЯ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2009 года по МПК E21B33/138 C09K8/467 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации зон поглощения в скважине, и может быть использовано для изоляции зон поглощений при капитальном ремонте добывающих и нагнетательных скважин, а также при регулировании профиля приемистости нагнетательных скважин и изоляции водопритоков в добывающих скважинах.

Известен состав для тампонирования зон поглощения (патент РФ №796388, Е21В 33/138, опубл. 10.01.96 г., Бюл. №1), включающий закачку в скважину состава, содержащего полиамидную смолу-капрон или нейлон (25-35%) остальной процентный состав - это концентрированная соляная кислота (ГОСТ 14261-69). При смешивании с пресной и минерализованной водой этот состав коагулирует с образованием гелеобразной массы, которая затем по истечении времени затвердевает, превращаясь в упругое твердое вещество.

Известен способ изоляции водопритока и зоны поглощения (авторское свидетельство SU №1774689, Е21В 33/138, опубл. 15.01.81 г., Бюл. №2), включающий одновременно-раздельную закачку в обводненную часть пласта двух потоков: один поток - гипан (0,01 - 1,0%), жидкое стекло (2-6%), воду, второй поток - водный раствор соляной кислоты (0,44 - 4,0%). После смешения потоков в скважину дополнительно закачивают водный раствор кислоты (0,44 - 4,0%). Продавливают состав в пласт пресной водой в течение 8-12 часов, и затем выдерживают в течение 2-3 суток.

Основными недостатками указанных способов является длительность выдерживания скважины для затвердевания тампонажного раствора (до трех суток). В условиях интенсивного поглощения в скважине оторочка изоляционного экрана не успевает образоваться. Кроме того, закачиваемый в течение 8-12 часов тампонирующий состав разобщенных составов моментально поглощается в зоне интенсивного поглощения пласта.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изоляции поглощающих пластов в скважине (патент РФ №2211913, Е21В 33/138, опубл. 10.09.2003 г., Бюл. №25), включающий одновременно-раздельную закачку в обводненную часть пласта двух потоков органической добавки и водного раствора соляной кислоты, отличающийся тем, что в качестве органической добавки используют продукт на основе омыленных кубовых остатков от производства синтетических жирных кислот, содержащий не менее 30% сухого остатка, не менее 1,7 мг-экв/л натриевых мыл синтетических жирных кислот и не более 0,1% свободной щелочи из расчета на сухой остаток, а водный раствор соляной кислоты используют 5-10%-ной концентрации.

Недостатком указанного способа является неоднородность и комковатость образовавшегося осадка, что неизменно ведет к расслоению осадка при интенсивном поглощении скважины, что в конечном итоге приведет к размыванию тампонажной смеси. Комковатость и неоднородность образовавшегося осадка происходит в результате 5-10%-ной концентрации водного раствора соляной кислоты, и говорит о том, что полностью добиться пробкообразующего эффекта не удастся, способ не обеспечит полной изоляции поглощения пласта скважины.

Технической задачей является способ ликвидации интенсивных зон поглощения в скважине, а также повышение способности тампонирующей смеси. Повышение достигается за счет перемещения закачиваемых компонентов в потоке пластовой воды в зону поглощения, при перемешивании образуется однородный, кристаллический, плотный осадок, с последующим закреплением минерализованной водой пласта, в зоне поглощения создается закупоривающий эффект, высокая адгезионная способность поверхностного слоя тампонажной смеси к породе пласта устойчива к воздействию пластовых вод и высоких температур.

Новым в предлагаемом способе ликвидации зон поглощения в скважине является то, что при последовательной закачке в поглощающую зону пласта кремнийорганического реагента АКР-БН 102 и жидкого стекла, для большего проникновения в водопроницаемые породы пласта и замедления времени гелеобразования, в скважину последовательно закачивают жидкое стекло плотности 1360-1450 кг/м³, жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³ и кремнийорганического реагента АКР-БН 102 с плотностью 980-1100 кг/м³, с последующим закреплением в пластовой воде. Для наилучшей реализации способа компоненты используют в следующем соотношении, объем. %:

- жидкое стекло плотностью 1360-1450 кг/м³ 10-20;

- жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³ 10-20;

- кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 плотностью 980-1100 кг/м³ 60-80, а между жидким стеклом и кремнийорганическим реагентом АКОР-БН 102 закачивают буфер из пресной воды.

Заявляемый способ был испытан в лабораторных условиях. При этих испытаниях были использованы следующие компоненты:

- силиката натрия (стекло натриевое жидкое), силикатный модуль 2,9-4,0, плотность 1360-1450 кг/м³, вязкость при 20°С составляет 250-400 мПа·с, температура замерзания минус 10°С, соответствует ГОСТ 13078-81;

силикат натрия (стекло натриевое жидкое) плотностью 1100-1200 кг/м³ получили путем растворения в пресной воде;

- кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 представляет собой жидкость от желто-коричневого до темно-коричневого цвета с температурой замерзания ниже минус 50°С, с динамической вязкостью 1-30 мПа·с, плотностью 980-1100 кг/м³ при 20°С, соответствует ГОСТ 3900-85.

В ходе лабораторных испытаний определяли процентные соотношения и концентрации жидкого стекла и реагента АКОР-БН 102 для получения мгновенной и полной коагуляции компонентов, которые рекомендованы для предлагаемого способа. Оптимальное количество кремнийорганического реагента АКОР-БН 102 выбиралось исходя из образования максимального количества осадка при вязкостях, не создающих технологических трудностей при их прокачке в скважину по НКТ. Концентрация и количество жидкого стекла выбиралось с учетом полной коагуляции кремнийорганического реагента АКОР-БН 102 в заданных пропорциях предлагаемой тампонажной смеси.

Для сравнения водоизолирующих свойств тампонажной смеси по заявленному способу и по прототипу были испытаны на моделях пласта. Результаты модельных испытаний приведены в таблице.

В процессе моделирования способа ликвидации зон поглощения пласта в скважине при закачке композиции на основе жидкого стекла происходит формирование стойкой относительно пластовых и опресненных вод тампонирующей массы, обладающей высокими гидрофильными и адгезионными свойствами. Тампонирующая масса проникает и обволакивает зону поглощения пласта.

Для лучшего проникновения, а также сдерживания реакции структурообразования в зону поглощения пласта закачивается жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³, которое также проникает и обволакивает зону поглощения пласта, формируя стойкую относительно пластовых и опресненных вод тампонирующую массу.

Но само по себе жидкое стекло любой плотности обладает аморфной, а не кристаллической структурой, что является ее недостатком и поэтому для придания кристаллической структуры в поглощающую зону пласта скважины, закачивают кремнийорганический реагент АКОР-БН 102.

Перед закачкой кремнийорганического реагента АКОР-БН 102, во избежание коагуляции при контакте с жидким стеклом или минерализованной водой, прокачивается буфер из пресной воды, количество его минимально, она служит только для разделения закачиваемых компонентов в НКТ.

Результаты модельных испытаний тампонажной смеси№п/пПлотность кг/м³Соотнашение компонентов смеси, объемн. %Кол-во образовавшегося осадка, %Коэффициент изоляции, %Жидкое стеклоЖидкое стеклоАКОР-БН 102По заявленному способу1136020    
100
плотный  
1001200 20 1100  602145015    
100
плотный  
1001100 15 980  703140010    
100
плотный  
1001000 10 1000  80По прототипу ЭМКОHCl 4101510  19,5
плотный721030 10 5101515  28
плотный74,11030 15 

При закачке кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 гидролизуется в пласте, происходит перемешивание с закаченным ранее жидким стеклом плотностью 1360-1450 кг/м³ и 1100-1200 кг/м³.В результате перемешивания жидкого стекла и реагента АКОР-БН 102 происходит мгновенная коагуляция компонентов тампонажной смеси по всему объему пласта.

Образовавшаяся тампонажная смесь обладает хорошими адгезионными свойствами, ее количество составляет 100% от объема закачиваемых компонентов, с образованием сплошной кристаллической структуры в породе пласта.

Определяя прочность и адгезионные свойства тампонажной смеси, моделировали механической мешалкой вихревые потоки пресной и минерализованной воды при температуре +20°С и +85°С. Отслоения или размывания образовавшегося кристаллического осадка не наблюдалось, что говорит o высокой прочности и адгезионной стойкости образовавшейся смеси.

Лабораторные испытания демонстрируют преимущества предлагаемого способа перед известными способами:

- повышенные тампонирующие способности изоляционного материала;

- высокая подвижность в потоке жидкости с последующим закупоривающим эффектом;

- мгновенная скорость образования однородной, кристаллической структуры тампонажной смеси, обладающей высокой адгезионной способностью;

- устойчивость тампонажной смеси к воздействию пластовых температур до +85°С;

- повышается степень ликвидации зон интенсивного поглощения пласта в скважине.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации зон поглощения в скважине, и может быть использовано для изоляции зон поглощений пласта при капитальном ремонте добывающих и нагнетательных скважин, а также при регулировании профиля приемистости нагнетательных скважин и изоляции водопритоков в добывающих скважинах. Технический результат - ликвидация интенсивных зон поглощения в скважине. В способе ликвидации зон поглощения в скважине в скважину последовательно закачивают жидкое стекло плотностью 1360-1450 кг/м³, жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³ и кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 плотностью 980-1100 кг/м³ с последующим закреплением в пластовой воде. Композицию используют в следующем соотношении компонентов, объем. %: жидкое стекло плотностью 1360-1450 кг/м³ 10-20, жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³ 10-20, кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 плотностью 980-1100 кг/м³ 60-80. Между жидким стеклом и кремнийорганическим реагентом АКОР-БН 102 закачивают буфер из пресной воды. 1 табл.

Способ ликвидации зон поглощения в скважине, отличающийся тем, что при последовательной закачке в поглощающую зону пласта кремнийорганического реагента АКОР-БН 102 и жидкого стекла для большего проникновения в водопроницаемые породы пласта и замедления времени гелеобразования в скважину последовательно закачивают жидкое стекло плотностью 1360-1450 кг/м³, жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³ и кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 плотностью 980-1100 кг/м³ с последующим закреплением в пластовой воде, для наилучшей реализации способа композицию используют в следующем соотношении компонентов, об.%:

жидкое стекло плотностью 1360-1450 кг/м³10-20жидкое стекло плотностью 1100-1200 кг/м³10-20кремнийорганический реагент АКОР-БН 102 плотностью 980-1100 кг/м³60-80

а между жидким стеклом и кремнийорганическим реагентом АКОР-БН 102 закачивают буфер из пресной воды.