СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В СКВАЖИНУ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК E21B33/138 C09K8/504 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам проведения ремонтно-изоляционных работ в добывающих скважинах, а также выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах.

Известен способ отключения пластов и изоляции водопритоков в скважину, включающий закачку водного раствора силиката натрия, натрия кремнефтористого, триацетина и древесной муки (патент RU №2244819, МПК Е21В 43/32, опубл. 20.01.2005 г., бюл. №2) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

водный раствор силиката натрия плотностью 1,36 г/см³ и силикатным модулем М=3,0 90,0-95,0 кремнефтористый натрий 3,0-8,0 древесная мука 1,0-4,0 триацетин 1,0-4,0

Недостатком известного способа является осаждение нерастворившейся части кремнефтористого натрия, что может привести к аварийной ситуации - отверждению состава в насосе цементировочного агрегата и насосно-компрессорных трубах (НКТ).

Наиболее близким к данному способу является способ приготовления тампонажного раствора (патент RU №2270328, МПК Е21В 43/32, опубл. 20.02.2006 г., бюл. №5), включающий растворение при нагревании в присутствии воды, натриевой силикат-глыбы и модифицирующей добавки, смешение полученного жидкого стекла - водного раствора силиката натрия с водой и органическим отвердителем. В качестве модифицирующей добавки используют кремнеземный наполнитель Росил-175, который вводят в процессе растворения силикат-глыбы при нагревании в соотношении 27-50 мас.ч. к 100 мас.ч. натриевой силикат-глыбы и 200-300 мас.ч. воды и перемешивают до достижения силикатного модуля 3,5-5,0. В качестве органического отвердителя используют этилацетат в присутствии неонола АФ₉-12 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

модифицированное жидкое стекло 100 вода 100 этилацетат 5-10 неонол АФ₉-12 1

Плотность модифицированного жидкого стекла в способе по наиболее близкому аналогу составляет 1300-1390 кг/м³, причем на 100 мас.ч. модифицированного жидкого стекла берут 100 мас.ч. пресной воды, т.е. плотность его уменьшается и находится в пределах 1130-1160 кг/м³.

Недостатками известного способа являются трудоемкость его исполнения, так как для его использования необходимо растворить при нагревании в присутствии воды натриевую силикат-глыбу с модифицирующей добавкой кремнеземным наполнителем Росил-175 до достижения силикатного модуля 3,5-5,0, а также то, что в зимнее время при температуре ниже 10°С время гелеобразования высокомодульного жидкого стекла сокращается, что может привести к аварийной ситуации. У неонола АФ₉-12 температура замерзания находится в пределах от 13 до 17°С, что также является недостатком при работе в зимнее время.

Техническими задачами предложения являются повышение эффективности изоляции водопритока и расширение температурного диапазона применения способа.

Технические задачи решаются способом изоляции водопритоков в скважину, включающим закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из модифицированного жидкого стекла, этилацетата и поверхностно-активного вещества.

Новым является то, что в водоизоляционной композиции в качестве модифицированного жидкого стекла при температуре выше 10°С используют высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³, а в качестве поверхностно-активного вещества применяют моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:

высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³ 100 этилацетат 3,6-10 моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2

Технические задачи также решаются способом изоляции водопритоков в скважину, включающим закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из модифицированного жидкого стекла, этилацетата и поверхностно-активного вещества.

Новым является то, что в водоизоляционной композиции в качестве модифицированного жидкого стекла при температуре ниже 10°С используют высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³, а в качестве поверхностно-активного вещества применяют моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:

высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³ 100 этилацетат 1-3,5 моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2

В качестве высокомодульного жидкого стекла (ВМЖС) используют жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³ (по первому варианту) и жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³ (по второму варианту). ВМЖС представляет собой раствор полисиликата натрия от прозрачного до серого цвета с pH в пределах 9,5-11,5. Силикатный модуль жидкого стекла показывает отношение массовой концентрации диоксида кремния к массовой концентрации оксида натрия в жидком стекле.

Этилацетат - этиловый эфир уксусной кислоты по ГОСТу 8981-78 представляет собой прозрачную жидкость с плотностью 898-900 кг/м³.

Моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С представляет собой водный раствор смеси анионных (сульфанол, сульфонат) и неионогенных (неонол) поверхностно-активных веществ (ПАВ), подвижную вязкую жидкость от желтого до коричневого цвета (далее моющий препарат). Показатель активности водородных ионов водного раствора моющего препарата с массовой долей 1% (по активному веществу) pH находится в пределах от 7 до 9. В состав моющего препарата входят алкилбензолсульфонат натрия, моноалкилфениловые эфиры, полиэтиленгликоль, алкилсульфат натрия, этиленгликоль и метанол.

В предложении расширен диапазон плотности высокомодульного жидкого стекла от 1025 до 1200 кг/м³, в отличие от способа по наиболее близкому аналогу, где он находится в пределах от 1130 до 1160 кг/м³. Использование моющего препарата в качестве ПАВ способствует совмещению органической и неорганической фаз водоизоляционной композиции, вследствие чего происходит ее равномерное гелеобразование. Моющий препарат не замерзает до минус 30°С и удобен для работы в зимнее время. Этилацетат является гелеобразователем композиции. Время гелеобразования водоизоляционной композиции зависит от количества этилацетата: чем его больше, тем время гелеобразования короче. Время гелеобразования водоизоляционной композиции зависит также от температуры окружающей среды: в зимнее время года при температуре ниже 10°С оно сокращается, а ниже 5°С высокомодульное жидкое стекло может замерзнуть, для предотвращения чего на скважинах используют парогенераторные передвижные установки (ППУ), с помощью которых ВМЖС размораживают паром, причем после разморозки оно не теряет своих свойств.

Водоизоляционную композицию готовят непосредственно на скважине. В мерники цементировочного агрегата ЦА-320 закачивают высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³. В чанок цементировочного агрегата ЦА-320 наливают этилацетат, туда же добавляют моющий препарат и перемешивают, полученный в чанке раствор перекачивают в мерники агрегата, где находится высокомодульное жидкое стекло (ВМЖС) с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³ (по первому варианту) или ВМЖС с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³ (по второму варианту), и тщательно перемешивают. Далее водоизоляционную композицию закачивают в скважину. До водоизоляционной композиции и после нее в скважину закачивают буфер из пресной воды в объеме 200-300 л для предупреждения ее преждевременного гелеобразования.

Время гелеобразования водоизоляционной композиции определяют в лабораторных условиях. Результаты лабораторных испытаний при температуре ВМЖС выше 10°С (по первому варианту) приведены в табл.1. В стеклянный стакан объемом 200 мл наливают 100 мл (100 об.ч.) высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем 4 и плотностью 1140 кг/м³. Во втором стеклянном стакане объемом 25 мл готовят раствор моющего препарата в этилацетате, для чего 0,2 мл моющего препарата растворяют в 5 мл этилацетата. Далее 5 мл этилацетата с растворенным в нем моющим препаратом наливают в стакан с высокомодульным жидким стеклом с силикатным модулем 4 и плотностью 1140 кг/м³, перемешивают и оставляют полученную композицию на гелеобразование. Периодически наклоняя стакан, фиксируют время, когда мениск жидкости в стакане перестанет смещаться. Определенное таким образом время является временем гелеобразования, которое составляет 3 ч (табл.1, опыт 7). Остальные опыты, представленные в табл.1, готовят аналогичным образом. Оптимальное время гелеобразования получено в опытах №№4-16. По времени гелеобразования выбирают оптимальное соотношение компонентов состава для применения в предлагаемом способе по первому варианту при следующих соотношениях, об.ч.:

высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³ 100 этилацетат 3,6-10 моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2

В предлагаемом способе количество этилацетата менее 3,6 об.ч. сильно увеличивает время гелеобразования, и при этом образуется непрочный гель, а количество этилацетата более 10 об.ч. ведет к очень быстрому гелеобразованию при перемешивании компонентов, поэтому такие опыты не были включены в оптимальный диапазон.

Результаты лабораторных испытаний при температуре ВМЖС ниже 10°С (по второму варианту) приведены в табл.2. Оптимальное время гелеобразования при температуре ниже 10°С получено в опытах №№3-15, исходя из чего оптимальным для применения в предлагаемом способе по второму варианту является состав при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:

высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³ 100 этилацетат 1-3,5 моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2

Примеры практического применения.

1. На скважине при температуре окружающей среды 20°С для ликвидации заколонной циркуляции в скважине с текущим забоем 1785 м и интервалом перфорации 1764-1767,2 м приготовили водоизоляционную композицию, для чего в мерник цементировочного агрегата ЦА-320М набрали 2 м³ ВМЖС (100 об.ч.) с силикатным модулем 4,0 и плотностью 1140 кг/м. В чанке агрегата растворили 4 л моющего препарата (0,2 об.ч.) в 100 л этилацетата (5 об.ч.) и перемешали с ВМЖС в течение 10 мин (опыт №7, табл.1). В насосно-компрессорные трубы закачали последовательно буфер 0,3 м³ пресной воды, водоизоляционную композицию, приготовленную в мернике цементировочного агрегата, буфер 0,3 м³ пресной воды; 1,6 м³ цементного раствора, затворенного из 2 т цемента при В/Ц = 0,5. Продавили водоизоляционную композицию и цементный раствор водой с плотностью 1,00 г/см³ в объеме 5,1 м³. Оставили скважину на реагирование в течение 48 ч. Далее скважину освоили, спустили подземное оборудование и пустили скважину в эксплуатацию. В результате проведенных работ обводненность скважины снизилась на 30%, дополнительная добыча нефти составила при этом 2,5 т в сутки.

2. На скважине при температуре окружающей среды 5°С для ликвидации заколонной циркуляции в скважине с текущим забоем 1805,5 м и интервалом перфорации 1783,5-1785,3 м приготовили водоизоляционную композицию, для чего в мерник цементировочного агрегата ЦА-320М набрали 2 м³ ВМЖС (100 об.ч.) с силикатным модулем 4,0 и плотностью 1120 кг/м³. В чанке агрегата растворили 4 л моющего препарата (0,2 об.ч.) в 40 л этилацетата (2 об.ч.) и перемешали с ВМЖС в течение 10 мин (опыт №5, табл.2). В насосно-компрессорные трубы закачали последовательно буфер 0,3 м³ пресной воды, водоизоляционную композицию, приготовленную в мернике цементировочного агрегата, буфер 0,3 м³ пресной воды; 2,4 м³ цементного раствора, затворенного из 3 т цемента при В/Ц = 0,5. Продавили водоизоляционную композицию и цементный раствор водой с плотностью 1,00 г/см³ в объеме 4,5 м. Оставили скважину на реагирование в течение 48 ч. После освоения и запуска скважины в эксплуатацию обводненность добываемой продукции снизилась на 30%, дополнительная добыча нефти составила при этом 2,5 т в сутки.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение эффективности изоляции водопритока и расширение температурного диапазона применения способа.

Группа изобретений относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам проведения ремонтно-изоляционных работ в добывающих скважинах, а также тампонирования промытых зон в нагнетательных скважинах. Способ изоляции водопритоков в скважину включает закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из модифицированного жидкого стекла, 3,6-10 или 1-3,5 об.ч. этилацетата и поверхностно-активного вещества. При этом в водоизоляционной композиции в качестве модифицированного жидкого стекла при температурах выше 10°С используют 100 об.ч. высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³. В качестве поверхностно-активного вещества применяют 0,2 об.ч. моющего препарата с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С. Техническим результатом является повышение эффективности изоляции водопритока и расширение температурного диапазона применения способов. 2 н.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.

1. Способ изоляции водопритоков в скважину, включающий закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из модифицированного жидкого стекла, этилацетата и поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что в водоизоляционной композиции в качестве модифицированного жидкого стекла при температурах выше 10°С используют высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³, а в качестве поверхностно-активного вещества применяют моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:
высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1200 кг/м³ 100 этилацетат 3,6-10 моющий препарат с массовой долей   поверхностно-активных веществ 30-38%   и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2

2. Способ изоляции водопритоков в скважину, включающий закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из модифицированного жидкого стекла, этилацетата и поверхностно-активного вещества, отличающийся тем, что в водоизоляционной композиции в качестве модифицированного жидкого стекла при температурах ниже 10°С используют высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³, а в качестве поверхностно-активного вещества применяют моющий препарат с массовой долей поверхностно-активных веществ 30-38% и температурой замерзания не выше минус 30°С при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:
высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 3,5-6 и плотностью 1025-1150 кг/м³ 100 этилацетат 1-3,5 моющий препарат с массовой долей   поверхностно-активных веществ 30-38%   и температурой замерзания не выше минус 30°С 0,2