Способ проведения водоизоляционных работ Российский патент 2024 года по МПК E21B43/32 

Заявляемое изобретение «Способ проведения водоизоляционных работ» относится к области строительства и эксплуатации различных подземных сооружений, в том числе к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть применен для проведения водоизоляционных работ на добывающих, нагнетательных, наблюдательных и прочих скважинах, обеспечивающих добычу углеводородного сырья.

Известен способ устранения протечек воды в подземных сооружениях (RU 2559274, опубл. 10.08.2015), который включает бурение шпуров и раздельное инъектирование в них через штуцер под давлением 0,2-1,0 МПа упрочняющих гидроизоляционных растворов цементно-водной суспензии и жидкого стекла, в качестве упрочняющих гидроизоляционных растворов инъектируют цементно-водную суспензию с В/Ц=1,6-2,5, содержащей 5-10% от массы цемента аморфного кремнезема и 25-30% водный раствор жидкого стекла плотностью 1,15-1,2 г/см³ при следующем соотношении указанных растворов соответственно, мас.%: 50-70 и 30-50.

Недостатком известного технического решения является трудоемкость процесса, а в случае его применения на добывающих углеводородных скважинах данный способ несет существенные риски снижения проницаемости продуктивных пластов.

Известен также способ ограничения водопритока, например, в скважине, (RU 2483194, опубл. 27.05.2013), который включает закачку в пласт раствора водорастворимого полимера и дисперсии гель-частиц, ограниченно набухающих в воде, с созданием изоляционного экрана, причем в качестве водорастворимого полимера используют смесь полиакриламида ДР9-8177 и реагента ВПРГ, а для закрепления изоляционного экрана закачивают раствор, содержащий соли поливалентных металлов или минерализованную пластовую девонскую воду плотностью 1180-1200кг/м³.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, связанная с тем, что водоизолирующая способность состава по модельным испытаниям не дает точных определений результатов и не являются мерой результативности изоляционных работ и, как правило, приводит к загрязнению продуктивного пласта тампонажным составом.

Известен также принятый за прототип способ обработки и ограничения водопритоков, например в нефтяные скважины, описанный в патенте №2230900, МПК Е21В 43/32, опубл.20.06.2004, в котором использовали битумосодержащий реагент, в котором способ изоляционных работ включал в себя приготовление и закачку в пласт битумосодержащего реагента или его смесь с углеводородным растворителем и/или минеральным порошком, в качестве которого, в виде углеводородного растворителя использовали кубовые остатки производства этилбензола и стирола - смолу «Корэ», а в качестве минерального порошка бетонитовую глину.

Недостатком известного способа ограничения притока пластовых вод является трудоемкость способа, связанная со сложностью и продолжительностью приготовления битумно-минерального тампонажного состава, его многокомпонентность и использование углеводородного растворителя, как следствие, высокая стоимость проведения технологии использования дорогостоящего оборудования, а также низкая экологичность, являющаяся следствием загрязнения высокопроницаемого необводненного продуктивного пласта тампонажными растворами.

Технической проблемой заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» является высокая сложность и трудоемкость процесса, использование дорогостоящего оборудования, а также применительно к скважинам, возможное загрязнение высокопроницаемых продуктивных пластов тампонажными растворами.

Техническим результатом заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» является упрощение способа, повышение его экологичности, эксплуатационных возможностей, надежности, эффективности и качества водоизоляционных работ.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном способе проведения водоизоляционных работ, путем волнового воздействия на пласт, согласно изобретения, перед проведением водоизоляционных работ определяют участки с обводненной породой, на которых на которых нужно ограничить приток воды, затем размещают на поверхности породы или в скважине, по крайней мере, один волновой излучатель, включают его в работу и направляют волны в обводненную породу до получения эффекта снижения подвижности воды в породе, волновой излучатель, отделяют от обводненной породы искусственной поверхностью.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Для проведения водоизоляционных работ предлагается использовать воздействие на водонасыщенную породу волнами различных типов возмущения (механическими, электромагнитными, гравитационными), как в отдельности, так и в различной их комбинации. Использование воздействия волн различных типов возмущения на водонасыщенные породы, позволяет добиться многократного снижения подвижности воды в порах породы и, как следствие, получить водоизоляционный эффект. Размещение в скважине или на поверхности породы волнового излучателя, при необходимости отделенного от обводненной породы искусственной поверхностью, и включение его в работу, вызывает волновое возмущение с передачей волны, к водонасыщенным породам, что приводит к увеличению плотности породы до тех величин, при которых вода, находящаяся между частицами породы, становится связывающей субстанцией, т.е. порода и находящаяся в ней вода переходят в связанное состояние. Такое волновое воздействие на водонасыщенные породы осуществляли путем спуска в скважину или размещением на поверхности породы волнового излучателя, способного генерировать волны механического, гравитационного и электромагнитного типов возмущения как в отдельности, так и в любой их комбинации. При волновом воздействии на водонасыщенную породу, возникает эффект перераспределения (переукладки), как достаточно крупных частиц породы диаметром до нескольких миллиметров, так и пелитовых и железосодержащих частиц, в более плотную структуру, что приводит к очень слабой подвижности воды в породе. При этом вода, находящаяся в составе породы, становится, как бы «клеящей» субстанцией. Данный эффект водяного «склеивания» частиц горной породы между собой обусловлен тем, что вода, находящаяся на поверхности любого твердого вещества, создает на его поверхности структуру псевдокристаллов, состоящих из молекул воды и растворенных в ней минералов, которые пытаются повторить кристаллическую решетку породы, причем эффект образования водой псевдокристаллов наблюдается только на небольшом расстоянии от поверхности твердого вещества и по мере удаления от поверхности твердого вещества нелинейно исчезает. Эффект образования на поверхности твердых тел псевдокристаллов воды хорошо известен в физике и изучается одним из фундаментальных разделов механики движения жидкости и газов - «теорией пограничного слоя». В ряде редких случаев, при необходимости проведения дополнительной водоизоляции, на углеводородных скважинах можно использовать классические методы водоизоляционных работ, т.е. использовать тампонажные растворы, установить пакеры, цементные мосты, произвести дополнительный цементаж искусственного забоя.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ», ограничивающего, например, приток пластовых вод на объекты строительства в обводненных зонах или в добывающие скважины, позволил установить, что заявителем не был обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем признакам заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ», следовательно, заявляемое изобретение «Способ проведения водоизоляционных работ», соответствует, согласно действующему законодательству, критерию «новизна».

По мнению заявителя, сущность заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» не следует главным образом из известного уровня техники, так как из него не выявляется вышеуказанное влияние на достигаемый технический результат - новое свойство объекта - совокупности признаков, которые отличают от аналогов и прототипа заявляемое изобретение «Способ проведения водоизоляционных работ», что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» критерию - техническое решение задачи».

Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения в обводненных зонах, в сравнении с применением известных аналогичных способов ограничения притока пластовых вод, позволяет получить технический результат, заключающийся в упрощении способа, повышении экологичности, эксплуатационных возможностей, надежности, эффективности и качества водоизоляционных работ, в том числе обеспечивающих возможность снятия блокировки водой продуктивных пластов, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» критерию «промышленная применимость».

Сущность заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» поясняется описанием.

Заявленное изобретение «Способ проведения водоизоляционных работ» осуществляют следующим образом.

Для проведения водоизоляционных работ используют волны механического, гравитационного и электромагнитных типов возмущения, причем волны могут быть использованы, как в любой их комбинации, так и в отдельности. Предварительно перед проведением водоизоляционных работ определяют зоны, участки с обводненной породой, интервалы водопритоков, которые подлежат водоизоляции. Далее размещают на поверхности породы или в скважине, по меньшей мере, один излучатель, который отделяют от обводненной породы искусственными поверхностями, и включают его в работу. Излучатель вызывает волновое возмущение, направленное в водонасыщенные породы. Воздействие на водонасыщенную породу комбинацией волн проводят до получения эффекта снижения подвижности воды в обводненной породе за счет перераспределения (переукладки) крупных, пелитовых и железосодержащих частиц в более плотную структуру.

Заявляемое изобретение «Способ проведения водоизоляционных работ» предполагает его использование прежде всего при проведении водоизоляционных работ в процессе строительства и эксплуатации добывающих, нагнетательных, наблюдательных и прочих скважин, обеспечивающих добычу углеводородного сырья, однако может применяться и в общегражданском, и в специальном строительстве, а так же при эксплуатации подземных сооружений.

Применение заявляемого изобретения «Способ проведения водоизоляционных работ» позволяет значительно снизить высокую сложность и трудоемкость процесса проведения водоизоляционных работ в водонасыщенных породах, исключает использование дорогостоящего оборудования, а также исключает возможность снижения коллекторских свойств продуктивных пластов за счет их загрязнения тампонажными растворами. Кроме того, предложенный «Способ проведения водоизоляционных работ» повышает экологичность, проведения водоизоляционных работ, а также позволяет рекомендовать заявляемое изобретение для проведения водоизоляционных работ в процессе строительства и ремонта скважин, участвующих в добыче углеводородного сырья, в общегражданском и специальном строительстве и при эксплуатации подземных сооружений.

Изобретение относится к способу проведения водоизоляционных работ путем волнового воздействия. Техническим результатом является упрощение способа проведения водоизоляционных работ, повышение его экологичности, эксплуатационных возможностей, надежности, эффективности и качества водоизоляционных работ. Способ включает проведение водоизоляционных работ, путем волнового воздействия. Перед проведением водоизоляционных работ определяют участки с обводненной породой, на которых нужно ограничить приток воды. После чего размещают на поверхности породы или в скважине, по крайней мере, один волновой излучатель. Направляют волны в обводненную породу до получения эффекта снижения подвижности воды в породе. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ проведения водоизоляционных работ, путем волнового воздействия, отличающийся тем, что перед проведением водоизоляционных работ определяют участки с обводненной породой, на которых нужно ограничить приток воды, затем размещают на поверхности породы или в скважине, по крайней мере, один волновой излучатель, включают его в работу и направляют волны в обводненную породу до получения эффекта снижения подвижности воды в породе.

2. Способ проведения водоизоляционных работ по п.1, отличающийся тем, что волновой излучатель отделяют от обводненной породы искусственной поверхностью.