Состав для крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов Советский патент 1985 года по МПК E21B33/138 

ел

4i 4

DO

сл 1 Изобретение относится к нефтяно промышленности, в частности к технологии крепления призабойной зоны слабосцементированных нефтяных пла тов. Известен тампонажный материал для крепления призабойной зоны скважины lj , содержащий, %: Сланцевые алкилрезорцины (смола ТС-10)20 Формалин или уро6-12тропин 50-65 Хлористый натрий Вода Остальное Недостатками этого состава явля ются применение токсичных материалов .(состав ТС-10), вредно влияющи на обслуживающий-персонал, необхо мость дополнительных работ для очистки оборудования и техники от остатков ТС-10, опасность прихвата заливочных труб при нарушении техн логии закачки. Наиболее близким к предлагаемом веществу по составу ингредиентов я ляется состав для крепления приэабойной зоны слабосдементированньгх пластов, включающий цемент, песок, хлористый натрий и воду 2j . При эксплуатации скважины, по мере растворения соли, содержащейся в смеси после затвердения цемента, образуются дополнительные поры, увеличиваюпще пористость и проницаемость создаваемой преграды При подборе крепящего материала для слабосцементированных пластов низким пластовым давлением и дебитом необходимо учктьшать значения пористости и проницаемости созданного барьера в призабойной зоне пласта. Известно, что при низких пористости и проницаемости поступление жидкости из пласта уменьшае ся или совсем прекращается. Поэтом возникает необходимость создания в призабойной зоне пласта барьера с заданной пористостью и проницаемостью. Однако существуюисий состав креп ления пород не позволяет создать в призабойной зоне пласта барьер с з данными пористостью и проницаемост Это обусловлено тем, что за период приготовления и закачки цементно-с 35 2 левой смеси в пласт определенные частицы солей растворяются полностью, не доходя до пласта. Тем самым соли , теряют свои первоначальные объемы. Следовательно, урегулировать заданные конечные пористость и проницаемость созданного барьера становится невозможно. Цель.изобретения - создание в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости. Указанная цель достигается тем, что состав для крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов, включающий цемент, песок, хлористый натрий и воду, дополнительно содержит полимер - полиакриламид (ПАА) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент 25-40 0,5-3,25 5-20 Хлористый натрий Остальное Указанный состав получают путем простого перемешивания компонентов, а затем - с водой (щелочной). Состав указан в табл. 1. Щелочную воду использовали с целью предотвращения преждевременного растворения хлористого натрия в процессах при приготовлении и закачке крепящего состава. Процесс крепления призабойной зоны пласта с предлагаемым составом производится в следующей последовательности. Скважину промывают до забоя, приподн№ ают промывочные трубы, а конец их оставляют на уровне верхних отверстий фильтра. Устье скважины оборудуют заливочной головкой и соединяют с агрегатами АН-300 или АН-400. На смесительном агрегате приготавливают цементно-песчаньй раствор и смесь хлористого натрия с полимером. Их перемешивают:и закачивают в призабойною зону пласта. Закачку производят до заполнения камеры призабойной зоны. Резкое повьяпение давления показывает заполнение призабойной зоны гшаста закрепляющим материалом. Наращиванием заливоч3

ных труб вымывают излишки крепящего материала из ствола скважины. Трубы припо нимают на 20-30 м выше фильтра и скважину оставляют для затвердения крепящего материала.

По истечении 24 ч - начала схватывания крепящего материала - медленным повышением давления до ЮМПа продавливают пресную воду из колонны в пласт. Цель указанного процесса продавки заключается в промывке полимерных оболочек и в растворении частиц хлористого натрия.

Когда давление продавки снижается и стабилизируется, закачку воды прекращают, и скважину оставляют еще на 24 ч для полного затвердения крепящего материала. Затем плавным запуском скважину пускают в эксплуатацию.

Предлагаемьп состав крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов качественно изменяет физические свойства созданного барьера благодаря покрытию частиц хлористого натрия полимерной оболочкой обеспечивающей большой диапазон проницаемости (16-22 мкм), пористости (25-32%) и прочйости (5,57,5 МПа) за счет предотвращения преждевременного растворения частиц хлористого натрия.

Предлагаемый состав приготавливают на дневной поверхности непосредственно перед применением.

С целью определения оптимального варианта показателей созданного барьера в фильтровой части скважины бьши проведены серии экспериментальных работ при различных соотношениях веществ, входящих в крепящий состав.

Пример t.B отдельных емкостях готовят цементно-песчаную смесь, состоящую, мас.%: цемент 2, песок 40 (с фракцией 0,4-1,2 мм); щелочная вода 20,5, и смесь хлорис;того натрия (с фракцией 0,30-1,0 мм в количестве 15%) с 50%-пым раствором водорастворимого ПАА в количестве 4,5%.

Полученные растворы перемешивают в течение 5 мин и затвердевают в водяной ванне при 20-25°С в течение 24 ч. После этого производят отмьш полимерной оболочки с поверхности частиц NaCl и растворение NaCl путе фильтрации пресной воды через обра44354

зец. При завершении отмыва определяют проницаемость образца. Снова образец помещают в ванну еще на 24 ч для

полного отвердения. Затем снова определяют проницаемость, пористость и прочность образца. Так как полученные значения проницаемости образца после отмыва, а также после отвердения почти одинаковые, в других опыO тах проницаемость образца после затвердения не определяют.

В результате исследования указанного образца получены следующие данные:

32,3

Пористость, % Проницаемость, мк-м 21,5

Предел прочности

5.5 при сжатии, МПа

Пример 2. Цементно-песчаный раствор содержит, мас,%: цемент 25; песок 32,5; щелочная вода 26,5.

Хлористый натрий в количестве 12,5% смешивают с 50%-ным ПАА в количестве 3,5%. Затем все указанные компоненты смешивают в течение 5 мин,

После 24 ч затвердения производят отмыв оболочки ПАА, растворение хлористого натрия фильтрацией пресной воды через образец и снова помещают его в водяную ванну на 24 ч для полного затвердения. Затем определяют пористость и предел прочности на сжатие и получают следующие результаты:

Пористость, %.26,8

Проницаемость, мкм,12,45

Предел прочности

при сжатии, МПа6,25

Пример 3. Образец барьера в фильтровой части скважин готовят j перемешиванием цементно-песчаной смеси состава, мас.%: цемент 20; песок 25; щелочная вода 28,5 с хлористым натрием (20%), покрытым оболочкой ПАА (6,5%). Исследования проводят в указанной последовательности

и получают следующие результаты: Пористость, % 29,5 Проницаемость, мк«м 19,50

Предел прочности при сжатии, МПа 5,8 Пример 4. Образец созданного барьера в фи.пьтровой части окна51жинь готовят перемешиванием цементно-песчаной смеси с хлористым натрием, покрытым 50%-ным раствором ПАА и щелочной водой в следующих соотношениях, мас.%: цемент 30; песок 25; хлористый натрий 5; ПАА 1. Результаты исследования следующие Пористость, % 20,0 , Проницаемость, мкм 1,30 Предел прочности на сжатие, Ша7,5 5 6 Сравнительные данные предлагаемого состава с известным сведены в табл. 2. Как видно из табл. 2, вводя в состав полимер ПАА, можно увеличить проницаемость и пористость состава за счет предотвращения п{Ьеждевременного растворения частиц хлористого . натрия. Экономический эффект от применения состава крепления в 100 скважинах составит около 400 тыс. руб. Таблица 1

Т -а блица 2

СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ, включающий цемент, песок, хлористый натрий, воду, отличающийся тем, что, с целью создания в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости, он дополнительно содержит полимер полиакриламид (ПАЛ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент20-30 Песок25-40 ПАА0,5-3,25 Хлористыйнатрий 5-20 (Л ВодаОстальное