Способ изоляции водопритоков в нефтяных скважинах Советский патент 1989 года по МПК E21B43/32 

мер частично гидролизованной полиме- такрнловой кислоты (ПМАК) - флоку- лянт Комета с отвердителем - алифатической эпоксидной смолой типа ТЭГ-1 и другие композиции0

Для приготовления второго состава также могут быть использованы загустевающие во времени мгтериалы: растворы полимеров, например, КМЦ, глинистые суспензии и др.

Время схватывания и структурирования составов регулируется весовым соотношением компонентов и подбирается в соответствии с временем их за- качки и продавки в пласт. Композиция составов с заданным временем схватывания (структурирования) подбирается экспериментально с учетом влияния пластовой температуры. При- готовление составов проводится перед проведением изоляционных работ.

Первый состав подбирается с временем схватывания (структурирования) достаточным для закачки в пласт за- планированного объема Двух изоляционных составов. После закачки в пласт второго состава первый состав схватывается и предотвращает разрушение и размыв пластовыми водами первого состава и всего тампонажного экрана. Второй состав имеет время структурирования (схватывания), равное или большее времени закачки всего запланированного объема тампонирующих ма- териалов, что гарантирует безопасные условия продавки тампонирующих составов в пласт и предотвращает схватывание их в скважине и при движении в призабойной зоне пласта. Кроме то- го, это позволяет проводить заключительные работы в скважине (промывка, спуск насосного оборудования и др.) сразу же после продавки в пласт второго состава, что сводит к минимуму потери времени на ремонт скважины и простой оборудования. Таким образом, после закачки и структурирования материалов в пласте образуется гидроэкран, периферийную часть кото- рого образует первый состав, а цент ральную - второй. Это обеспечивает надежную изоляцию пласта во всем объеме тампонажного экрана.

Минимальный объем (V) изолирующих составов выбирают в зависимости от необходимого радиуса гидроэкрана, способного выдерживать перепад давления (депрессию) в процессе эксплуатации скважины.

Объем первого изолирующего состава выбирают из расчета, чтобы в период до полного структурирования второго состава не происходило разрушение в размыв гидроэкрана, т.е. чтобы его периферийная часть, образованная первым составом, выдерживала избыточное давление (Р - Рпл ) после окончания закачки и продавки реагентов.

Принимая радиальный характер фильтрации закачиваемых в пласт жидкостей (изолирующих составов), объем материалов рассчитывают следующим образом:

V

v + va,

(1)

V - минимальный объем изолирующих составов, м3; V( - объем первого изолирующего

состава, м3; V. - минимальный объем второго

изолирующего состава, м3

V2 1Гн(К2)п - rc-J ,

(2)

де h - толщина изолируемого пласта, м;

R2 - необходимый радиус центральной части гидроэкрана, образуемой вторым изолирующим составом, м;

п - пористость (парового) или коэффициент трещиноватости (трещинного) пласта, ед;

г - радиус скважины, м.

- Р.

grad Р

- L .

(3)

где

Рпл - пластовое давление, МПа;

Р - давление на забое работающей скважины, МПа;

L - ширина оторочки первого

тампонирующего состава,м; grad Р - градиент давления сдвига второго изолирующего состава после схватывания (структурообразова- ния), который определяется по данным лабораторных исследований на моделях пласта, МПа/м,

L

P - P

c Јn

grad P,

- давление на забое скважины после ее обработки (закачки изолирующих составов) , МПа; - пластовое давление, МПа;

- градиент давления сдвига 1 первого изолирующего состава после структурообразова- ния, который определяют по данным лабораторных исследований на моделях пласта, МПа/м.

V(|hn(2R)2 - (2R2)S (5)

где R - радиус всего гидроэкрана, м, равный:

R Н„ + L

Учитывая, что при достижении по пласту закачиваемого материала, имеющего вязкость, близкую к вязкости пластовых флюидов, на границе вытеснения с пластовой жидкостью перемешивается до 7% его объема, в этом случае объем первого изолирующего состава, рассчитанный по формуле (5) необходимо увеличить на 7% от суммарного объема первого и второго со- ставово

Объем второго изолирующего состава V2 может быть больше, чем рассчитанный по формуле (2) минимальный объем и определяется по данным про- ведения опытных обработок, позволяющих учесть характер трещиноватости пласта для предотвращения огибания гидроэкрана водой.

Результаты оценки эффективности способа изоляции водопритока представлены в табл. 1.

Испытания проводили на моделях

пласта.

i

Модели представляли собой цилинры (трубки) длиной 600 мм и диаметром 25 мм с насыпкой карбонатной породой (известняком) с диаметром гранул 1,0-2,5 мм Общий объем за- качки составов соответствовал поро- вому объему модели - 600 см3.

На основании представленных в табл. 1 данных можно сделать заклю

1 -

20

25

, 35

40

50

gg

45

26

чение, что эффективность способа в начальный период (сразу после закачки составов) времени определяется стабильностью (прочностью) гидроэкрана при больших перепадах давления (0,6-1,2 МПа), обусловленной структурированием и высоким градиентом давления сдвига составов после закачки в пласт.

В период полного структурирования составов эффективность способа определяется тем, что гелеобразова- ,ние составов происходит во всем пороговом объеме модели и автономно, т.е. независимо от их взаимодействия между собой. Это подтверждается большими значениями градиента давления , сдвига материалов и закупоренности моделей.

Пример. Необходимо провести изоляцию водопритока в скважине, вскрывшей трещиноватый пласт толщиной 5 м. Глубина кровли пласта 2500 м, пластовая температура 40°С, коэффициент трещиноватости пород пласта 0,01, пластовое давление 32 МПа, забойное давление при работе скважины 22 МПа, планируемое забойное давление после закачки изолирующих составов 36 МПа, радиус скважины 0,07 м.

В качестве изолирующих материалов используют композицию на основе сополимера - флокулянт Комета с отвер- дителем - алфатической эпоксидной смолой ТЭГ-1 и бентонитовый раствор на пресной воде 10%-ной концентрации. Градиент давления сдвига з трещинах первого и второго составов составляет соответственно 1,5 и 0,25 МПа/м. Общий объем изолирующих составов, рассчитанный по формулам (1), (2) и (5), составляет 160 м3, в том числе первого состава 25 м3 и второго 135 м3. Так как вязкость первого состава (флокулянт Комета + смола ТЭГ-1) составляет 10-15 МПа-с (т.е. в 15 раз больше, чем пластовой воды) , не произойдет значительное его разбавление водой при закачивании, а значит, увеличение объема первого состава нецелесообразно. Объем про- давочной жидкости 25 м3.

Для закачки составов использует- ся агрегат ЦА-320„ При работе агрегата ЦА-320 на IV передаче с диаметром втулки 100 мм и расходом 9 л/с для закачки 185 м3 рабочих растворов

714

(25 мэ первого состава, 135 м3 второго состава и 25 м3 продавочной жидкости) потребуется 5 ч 50 мин. Поэтому согласно способу, предусматри- вающему схватывание первого состава после закачки и продавки в пласт всего запланированного объема первого и второго составов, время схватывания первого состава должно быть равно 5 ч 50 мин, а время схватывания второго - не меньше времени схватывания первого.

Лабораторными опытами проводят подбор рецептур составов, обеспечи- вакяцих осуществление способа. В табл. 2 приведены результаты лабораторных исследований гелеобразо- вания первого тампонирующего состава (на основе флокулянта Комета и смолы ТЭГ-1) и времени загустевания (набухания) 10%-ного раствора бентонитовой глины на пресной воде при 40 С.

Из табл. 2 следует, что заданным условиям соответствует первый состав с содержанием флокулянта Комета 8%, смолы ТЭГ-1 5% и воды 87% (время ге- леобразования 6 ч) и второй состав - 10%-ный бентонитовый раствор на пресной воде (время загустевания 24 ч).

Последовательность осуществления способа следующая.

Соединяют агрегат ЦА-320 и технологические емкости для изолирующих составов с устьем скважины. Готовят на пресной воде 135 м3 бентонитового раствора 10%-ной концентрации. Затем готовят изолирующий состав 1. Для приготовления 25 м3 изолирующего состава, имеющего плотность 1050 кг/м3

8

необходимо 2100 кг }шокулянта Комета перемешивать с 21,8 м3 пресной воды до получения однородного раствора, затем в раствор вводят 1320 кг смолы ТЭГ-1 и перемешивают в течение 10 мин. Затем закачивают в скважину последовательно 25 м3 состава 1 и 135 м3 состава 2 и 25 м3 продавочной жидкости (нефть, вода)„ После этого через 10-15 мин можно начинать заключительные работы в скважине (промывка, подъем заливочных труб, спуск насосного оборудования и др.), не опасаясь размыва и разрушения тампонирующего экрана.

Таким образом, данный способ изоляции водопритоков в нефтяных скважинах позволяет увеличить эффективность тампонирования пласта.

Формула изобретения

Способ изоляции водопритоков в нефтяных скважинах, включающий последовательную закачку в скважину двух изолирующих составов с регулируемым временем схватывания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции за счет предотвращения размыва составов в период их структурирования, в качестве изолирующих составов используют составы, автономно отверждающиеся в объеме, причем время схватывания первого состава не меньше времени закачки в пласт обоих составов, а время схватывания второго состава не меньше времени схватывания первого состава

Таблица 2

Индукционный период (время с момента приготовления до гелеобразования) состава на основе флокулянта Комета,смолы ТЭГ-1 и воды с различным содержанием компонентов и время загустевания (набухания) 10%-ного раствора бентонитовой глины на пресной воде

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах. Цель - повышение эффективности изоляции за счет предотвращения размыва составов в период их структурирования. В скважину последовательно закачивают два изолирующих состава с регулируемым временем схватывания. В качестве изолирующих составов используют составы, автономно отверждающиеся в объеме. Время схватывания первого состава не меньше времени закачки в пласт обоих составов. Время схватывания второго состава не меньше времени схватывания первого состава. Время схватывания составов регулируется массовым соотношением компонентов и подбирается в соответствии с временем закачки и продавки в пласт. Композиция составов с заданным временем схватывания (структурирования) подбирается экспериментально с учетом влияния пластовой температуры. Приготовление составов ведется перед проведением изоляционных работ. 2 табл.

Редактор АО Лежнина

Составитель Л. Бестужева Техред М.Дидык

Заказ 2138/31

Тираж 515

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

КорректорВ. Гирняк

Подписное