Способ селективного тампонирования обводненных зон пласта Советский патент 1985 года по МПК E21B43/32 

Изобретение относится к нефтегазо добыче, в частности к изоляции водопритоков в нефтяные, газовые и газоконденсатные скважины. Известны способы селективной изоляции водопритоков путем закачки в пласт пресной воды и последующего нагнетания в него тампонируюпдего материала (гипана, полиакрилами да, латекса, мылонафта и др.). Тампонирующее действие этих материалов заключается в образовании нераствори мых осадков и гелей в водонасыщенной части пласта за счет взаимодействия с солями пластовой воды lj . Однако эти изолирующие материалы не применимы для селективной изоляции пластовой воды в условиях пласто вых температур выше 60 С вследствие их низкой термостойкости. Известен способ селективного тампонирования обводненных зон пласта, заключающийся в закачке в пласт водного раствора соли щелочного металла, например карбоната натрия, и последующем нагнетании жидкого стекла 2j . Водный раствор NajCO, образуя с ионами кальция и магния нерастворимые в воде соединения CaCOj и MgCOj, выводит их из состава остаточной пластовой воды. В результате химический состав пластовой воды в зоне закачки жидкото стекла изменяется и представляет из себя продук ты реакции компонентов пластовой ВОДЬ с Naj COj - хлориды, сульфаты и бикарбонаты щелочных металлов, не приводящие к мгновенной коагуляции жидкого стекла. После закачки в пласт жидкое стекло коагулирует в обводненной зоне вследствие диффузии ионов кальция и магния из окружающей пластовой воды и таким образом закупоривает обводненные зоны пласта. В нефтенасьщенной зоне коагуляции жидкого стекла за счет взаимодействия ионами кальция и магния не происходит так как в этой зоне практически отсутствует источник их поступления Основным недостатком известного способа является снижение проницаемо ти нефтенасыщенных зон пласта в процессе выдержки жидкого стекла в усло виях высоких пластовых температур. Товарное жццкое стекло, вьшускае,мое промышленностью, и его раэбавлен .Kbie растворы имеют кремнеземистый модуль в пределах 2,0-3,5. При таком значении модуля при высоких температурах происходит медленная коагуляция жидкого стекла под действием солей одновалентных металлов, содержащихся в пластовой воде и в продуктах реакции карбоната натрия с пластовой водой. Цель изобретения - предотвращение снижения проницаемости нефтенасьщенной части пласта и повьщ1ение эффективности закупорки водонасьш1енных каналов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу селективного тампонирования обводненных зон пласта, заключающемуся в закачке в пласт водного раствора соли щелочного металла, например карбоната натрия, и последующем нагнет.ании жидкого стекла, перед закачкой в пласт жидкого стекла снижают его кремнеземистый модуль до величины 0,3-1,8 и определяют его по формуле ,66 , K ciHijtcji . 6,45-10 3 К () 1 , - концентрация исходного жидкого стекла, мас.% (принимается от 1,5 до 46 мас.%, в зависимости от проницаемости пласта); т,сх кремнеземистый модуль исходного жидкого стекла. При использовании товарного жидкого стекла кремнеземистый модуль снижают путем смешения жидкого стекла с едким натром, количество которого определяют по формуле q;,o,+7,6--ltf(fK(2-m), где Яцдон количество едкого натра, добавляемое к исходному жидкому стеклу, г. 6 й510- д|.„-Кис|, (гаисц-2) ™иех 1 q,,pj - количество исходного жидкого стекла, г; Ч Чис чнаон JСпособ реализуется при помощи следующих последовательных операций приготовление водного раствора карбоната натрия концентрацией 4-30 г/л; снижение кремнеземистого модуля жидкого стекла до 0,3-1,8 путем добавления в него едкого натра; приготовление жидкого стекла концентрацией 4,6-46 мас.%, путем добавления к нему пресной воды; закачка водного раствора харбоната натрия в пласт и вьщержка его ;в пласте в течение 0,5 ч; закачка жидкого стекла в пласт и выдержка его в пласте в течение 24 ч; освоение скважины и запуск ее в работу. Для проведения исследования пред лагаемого способа приготовили смеси представленные в табл. 1. Исследования влияния приготовлен ных смесей на проницаемость нефтенасыщенной зоны, через которую прошел водный раствор карбоната натрия проведены при и давлении 30 МПа по следующей методике. В поровую модель пласта, насьщенную про дуктами реакции пластовой воды с NajCOj (табл. 2), звдавливали приготовленные смеси, модель пласта вы держивали 16 ч при 120С и давлени 30 Ша. Прокачкой керосином опреде 84 лялась проницаемость модели пласта до и после воздействия на нее приготовленных смесей. Результаты представлены в табл. 3, в которой, кроМб того, представлены и результаты исследований взаимодействия приготовленных смесей с пластовой водой. При рассмотрении групп смесей 1-5, 6-10, 11-16, 17-20, 21-23, 2426, 27-29, представленных в табл. 1, и результатов исследования этих же групп смесей,представленных в табл.3 следует, что в каждой группе смесей с уменьшением модуля (увеличением количества NaOH, добавляемого к жидкому стеклу) кратность снитцения проницаемости модели нефтенасыщенНой части пласта снижается, принимая значения 1,0 (отсутствие снижение проницаемости) для смесей 5, 10, 16, 20, 23, 26, 29, а количество осадка повышается, принимая максимальные значения дпя тех же смесей 5, 10, 16, 20, 23, 26, 29. Количество осадка, образующегося при взаимодействии этих смесей с пластовой водой, в среднем в 2,5 раза превосходит количество осадка, .получающегося при взаимодействий товарного жидкого стекла и его водных растворов пониженной концентрации с той же пластовой водой. Смеси 5, 10, 16, 20, 23, 26, 29 ринимаются за оптимальные. Таблица 1

1. СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ТАМПОНИРОВАНИЯ ОБВОДНЕННЫХ ЗОН ПЛАСТА, заключающийся в закачке в пласт водного раствора соли щелочного металла, например карбоната натрия, и последующем нагнетании жидкого стекла, о т л и ч а ю щи и с я тем, что, с цепью предотвращения снижения проницаемости нефтенасыщенной части пласта и повышения эффективности закупорки водонасьпценньпс каналов, перед закачкой в пласт жидкого стекла снижают его кремнеземистый модуль до величины 0,3-1,8 и его определяют по формуле mf 5,66 К ° , где 1,5 К чех К 6, К,,,(т,„-0-Ип,,,-ь1 К -концентрация исходного жидисд кого стекла, мае,7, (принимается от 1,5 до 46 мас.% в зависимости от проницаемости пласта); -кремнеземистый модуль исm иск ходного жидкого стекла. 2. Способ ПОП.1, отличающийся тем, что, с цельк использования товарного жидкого стекла, кремнеземистый модуль снижают путем смешения жидкого стекла с ед(Л ким натром, количество которого определяют по формуле -+7,6-10%К

2,00

47,9 2,00 47,9 2,00 47,9 2,00 47,9 2,00 47,9 40,0 2,00

1,00

20,6

52,9 48,0 0,60 57,5 82,3 0,40 61,2 97,0 0,35 61,5 16,6 0,30 63,8 17,2 1,00 45,5

Продолжение табл.1

Пластовая вода

Продукты реакции пластовой воды с карбонатом натрия

Результаты исследований таю1(ё показывают,, чем выше концентрация исходного жидкого .стекла и его водных растворов, тем меньшую величину принимает оптимальный кремнеземистый модуль смеси.

Таблица 2

1,61

65,03

0,28

1,58

74,68

1,58

0,28

Для снижения модуля- жидкого стекла возможно применение и едкого калия.

По результатам исследований полу-, чены следующие зависимости оптимаЛьного кремнеземистого модуля и коли9чества добавляемого к жидкому стек едкого натра от концентрации и кре неземистого модуля исходного жидко го стекла. с ил rO.Zfe m 5,66К , где tn - оптимальный кремнеземистый модуль получаемого жидкого стекла: 5К 6,4510-5К„, (гаисх 2 +mi, +1 концентра1р€я исходного жидкого стекла, в мае.% (принимается от 4,6 до 46 мас.%, в зависимости от проницаемости коллектора) ; m f. - кремнеземистый модуль ис ходного жидкого стекла. Среднеквадратичное отклонение фактического кремнеземистого модуля от рассчитываемого по формуле (1) составляет 0,0001. ч1„пм +7,6.10- к(2-т) (3) - количество едкого натра где q добавляемого к исходному жидкому стеклу, г. 6 45-10- ди„ Кис(тисх-2) m ис 1 (4), - количество исходного жидкого стекла, г; q Яис« - Чнаон Приме р. Промьшшеннрё осуществление способа. Обрабатывается иэотропиьй трещино-поровый пласт толщиной 10 м, абсолютная трещинная пористость 20%, 50 проницаемость 270 Мд, остаточная водонасыщенность 44%, пластовое давление 30 Mtta, пластовая температура 12СГС, глубина скважины 3200 м. Нижняя часть пласта обводнена плас- 55 товой водой. Основные ко тоненты состава пластовой воды, гл/л: СГ 45,2928; 80Г 0,8693; НСО 0,2042; 8 Са 2,6255; Mg 0,4101; Na 25,6696; К 0,7063, Дебит воды - 10 т/сут, дебит нефти 10 т/сут. При испытании на приемистость установлено, что пласт принимает воду при давлении на устье 12 МПа и расходе.8 л/с, Планируется снизить проницаемость обводненной зоны пласта на расстоянии 2 м от забоя скважины. Проводятся расчеты количеств необходимых материалов, Для заданной глубины изоляции притока пластовой воды в пласт необходимо закачать еледукндее количество жидкого стекла (V,.): V.. 3,14 R - глубина изоляции притока пластовой воды, м; h - толщина пласта, м; га - абсолютная трещинная пористость, %; - остаточная водонасьпцен- .. ность, %, ,14-2. 10.-: (1100 100 14 мз , Согласно табл, 4 для обработки пласта проницаемостью 270 Мд необходимо применить жидкое стекло концентрацией 12Z, Т а б л и ц а 4 Проницаемость пласта, Концентрация Мд жидкого стекла, мас,% Более 1000 100-1000 Менее 100 1,5-10 В наличии имеется товарное жидкое стекло кремнеземистого модуля 2,8, Разбавлением водой доведем его концентрацию до необходимой 12 мас,%. Плотность разбавленного жидкого стекла составит 1,1 г/см. Вес 14 м раз