Способ изоляции пористых и трещиноватых пластов Советский патент 1986 года по МПК E21B33/13 

Изобретение относится к горной, а точнее к нефтегазодобывающей про- мьппленности и может быть использовано в бурении скважин при изоляции пористых и трещиноватых пластов.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции за счет повышения закупоривагацей спо- собности образующегося изоляционного экрана при одновременном упрощении технологии закачки и продавки компонентов в пласт.

Способ изоляции пористых трещиноватых пластов, осуществляют следзтощим образом.

В пласт закачивают сначала геле- образующее вещество, в качестве которого используют водную суспензию бентонита, содержащую рас.твор силиката щелочного металла (в 1 м водной суспензии бентонита содержится 0,5 - 200 кг бентонита и 50 - 350 кг силиката щелочного металла), или водный щелочной.раствор акрилового полимера (содержание щелочи в растворе 5 -;10%, а акрилового полимера - 1 - 20%).

Содержание бентонита и силикат а щелочного металла выбирают в зависимости от размеров и конфигурации пор. Гелеобразующее вещество продавливают в пласт водным буфером. Затем в пласт закачивают раствор отработанного расплава титановых хлораторов, имеющий концентрацию, соответствующую плотности 1200-1300 кг/м . . Плотность раствора выбирают в зависимости от коэффициента пористости пласта.

Отработанный расплав титановых хлораторов представляет собой, главным о€разом, смесь водорастворимых хлоридов со следую1цим средним химическим составом, % от массы сухого вещества

5

5

После этого в пласт закачивают цементный раствор плотностью 1400- 2200 кг/м с добавкой отработанного расплава титановых хлораторов от 30 до 500 кг на 1 м цементного раствора.

После окончания продавки всех компонентов в пласт за счет диффузии силиката щелочного металла и хлоридов поливалентных металлов , содержащихся в отработанном расплаве титановых хлораторов, в объеме пор происходит реакция, в результате которой образуется водньш гель кремниевой кислоты, осадки водонераствори- мых силикатов поливалентнь х металлов, а также сгустки скоагулировавшего бентонита. Если в пластовой воде содержатся катионы поливалентных метал- Q лов, они также участвуют в реакции с силикатом щелочного металла, увеличивая количество гелеобразного вещества.

При использовании щелочного раствора в качестве гелеобразующего вещества происходит его быстрая коагуляция, вызываемая содержащимися в растворе отработанного расплава титановых хлораторов хлоридами магния, железа, марганца, хрома, кадмия и др.

Катионы поливалентных металлов, не связавшиеся с полимером, дают гелеобразные гидроксиды при реакции со щелочью, содержащейся в растворе акри.пового полимера. Реакция между веществами первого и третьего из последовательно заканчиваемых компонентов происходит в порах, трё- щинах и других лустотах пласта в ре зультате размазывания и утонения водного буфера по мере закачивания в пласт, а также диффузии водораст- вори1 1ых веществ из первого и третье го компонентов в водном буфере. i

Цементный раствор с добавкой отработанного расплава титановых хлораторов обладает замедленным схваты- ванием. и повышенными тиксотропными свойствами. Это позволяет производить всей комбинации в пласт с небольшой скоростью и в то же время препятствует размыванию создаваемого экрана после окончания продавки,

ПовьЩ1ение тиксотропности водо- цементной суспензии происходит в результате выпадения гелеобразных гидроксвдов магния, железа, марган0

5

0

5

0

55

ца, хрома при реакции соответствующих солей из отработанного расплава титановых хлораторов с гидроксидом кальция из цемента (портландцемента) . Тонкая дисперсия геля создает в жидкой фазе цементного раствора коллоидную систему и придает ей свойства тонко структурированной дисперсии. В частности, такая жидкость приобретает сдвиговую проч-. ность и обратимость разрушения структуры, т.е. тиксотропность.

Цементный раствор с добавкой отработанного расплава титановых хлораторов хорошо сочетаете с водным раствором отработанного расплава титановых хлораторов, при их смейивани не происходит существенного изменения реологических свойств и скорости схватывания цементного раствора.

Повышенная прочность экрана .обеспечивается тем, что при движении пластового флюида от пласта к стволу скважины происходит интенсивное перемешивание не вступивших в реак- дию объемов щелочного металла и хлоридов поливалентных металлов, содержащихся в отработанном расплаве титановых хлораторов, с образованием дополнительных количеств геля и нерастворимых осадков, кольматирую- щих поры. Дополнительное количество кольматирующих веществ образуется пр контакте флюида с раствором силиката щелочного металла, если флюид

150 кг на 1 м в количестве 15 затем 1 м воды в качестве буфера, а потом 5м отработанного расплав титановых хлораторов плотностью 1300 кг/м . После этого закачивают 10 м цементного раствора плотность 1400 кг/м, содержащего 500 кг отработанного расплава титановых хлораторов на I м цементного раствора

40

представлен пластовой водой, содержа- 35 Через двое суток после проведе- щей соли поливалентных металлов.

Часть экрана, образованная затвердевшим цементным раствором, препятствует выдавливанию его. (раствора) в ствол скважины.

При изоляции поглощающих горизонтов улучшение изолирующих свойств обеспечивается повьштенной вязкостью бентонитовой суспензии, содержащей раствор силиката щелочного металла, , и повьш1енными тиксотропными свойст45

ния изоляционных работ возобновляют бурение скважины. .

Предлагаемый способ пористых и трещиноватых пластов обеспечивает возможность регулирования в широких пределах реологических и закупорива ющих свойств закачиваемой в. пласт системы в зависимости от гидродина- мической и физико-химической обстановки в изолируемом пласте.

39270 4

вами цементного раствора с добавкой отработанного расплава титановых хло-; раторов.

Объемы закачиваемых последова- J тельно реагентов выбирают, исходя из мощности и гидродинамической характеристики изолируемого интервала, а также назначения и глубины создаваемого экрана.

10 Характеристики закачиваемых растворов даны в таблице.

Пример. Производят изоляцию зоны поглощения промывочной жидкости. П&глощение происходит при удельном весе промывочной жидкости 1220 кг/м. Предположительно поглощающий пласт представлен трещиноватыми известняками.i Температура в зоне поглощения около .

Для изоляции зоны поглощения в. скважину через бурильные трубы, спущенные до кровли поглош.ающего горизонта, закачивают 5м густой бентонитовой суспензии (вязкость „. по СПБ-5 - не течет) с содержанием бентонита 200 кг и силиката натрия

fS

20

150 кг на 1 м в количестве 15 затем 1 м воды в качестве буфера, а потом 5м отработанного расплава титановых хлораторов плотностью 1300 кг/м . После этого закачивают 10 м цементного раствора плотностью 1400 кг/м, содержащего 500 кг отработанного расплава титановых хлораторов на I м цементного раствора.

35 Через двое суток после проведе-

40

35 Через двое суток после проведе-

45

ния изоляционных работ возобновляют бурение скважины. .

Предлагаемый способ пористых и трещиноватых пластов обеспечивает возможность регулирования в широких пределах реологических и закупоривающих свойств закачиваемой в. пласт системы в зависимости от гидродина- мической и физико-химической обстановки в изолируемом пласте.

Гелеобразующее вещество бентонит 200 кг на 1 м и силикат натрия 150 кг/м Буферная жидкость ОРТХ, р 1300 кг/м Цементный раствор 500 кг ОРТХ на 1 м р 1400

Гелеобразующее вещество - бентонит 0,5 кг на 1м и силикат натрия 350 кг/м Буфер водный ОРТХ, р 1200 кг/м Цементный раствор 30 кг ОРТХ на 1 м, р 1600 кг/м

Гелеобразующее. вещество - бентонит 100 кг на 1 м и силикат натрия 50 кг на 1 м . Буфер водный ОРТХ, Р 1300 кг/м Цементный раствор 200 кг ОРТХ на 1 м% р 2200 кг/м

Раствор метаса в щелочном водном растворе 10%, Метас 30 по сухому веществу. Буфер водный ОРТХ, р 1300 кг/м; Цементный раствор

F

500 кг ОРТХ на 1 м- 1400 кг/м .

1%-ный раствор гипана в 0,5%-ном растворе щелочи (NaOH)

Буфер водный ОРТХ, р

1200 кг/м . Цементный раствор

30 кг ОРТХ на 1 м , р

1600 кг/м

10%-ный раствор гипана в 10%-ном растворе щелочи (NaOH)

Буфер водный ОРТХ, р 1300 кг/м

1 об,ч-, 10%-ного гипана + 1 ч, 10%-ного водного раствора хпо- ристого кальция + цементный

раствор, 1850 кг/м

PJ - давление при котором происходит сдвкг цилиндра тампонирующей смеси единичной длГ ШЫ в трубке с внутренним радиусом 18 мм,

ОРТХ - отработанный расплав титановых хлораторов.

ВНИИПИ Заказ 3365/27

Тираок 543 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектнл, 4

544

1.1,2

443

17,4

492

F

12,3

577

137

489

16,7

454

156

244

Тираок 543 Подписное