Способ крепления нефтеносных рыхлых песчаных пород Советский патент 1990 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано на месторождениях с продуктивными пластами, сложенными слабосцементированными песчаниками или рыхлыми песками.

Целью изобретения является повышение эффективности крепления за счет повышения прочности обработанной породы.

Способ заключается в закачивании в укрепляемую зону пласта смеси содержащей, мае.ч.: формальдегид 35- 45, серная кислота 60-65, вода 60-65, в количестве не менее 2 моль в пересчете на содержание формальдегида на 1 моль пластовой нефти с последующим прогревом этой зоны при 110-300°С в течение 2-72 ч.

Способ рекомендуется для крепления рыхльк песчаных пород, содержащих высоковяз кие нефти, поскольку прочность укрепленных пород прямо пропорциональна содержанию в нёфтях смол и асфальтенов. Крепление рыхлых по-г род обработанных согласно способу, происходит вследствие взаимодействия высокомолекулярных -соединений (смол, асфальтенов), содержащихся в нефти, с формальдегидом с образованием твердых продуктов конденсации, скрепляющих мелкие фракции породы. Способ обеспечивает равномерное по прочноеcm

00

сл ел

ти крепление обработанного участка призабойной зоны.

Влияние соотношения компонентой в реагенте и условий прогрева обработанных реагентом образцов на конечную прочность скрепленной породы ; приведено в таблице.

Прочностные испытания проводили и на образце песчаной породы, пропитанной нефтью следующего физико-хими-. ческого состава:

Вязкость, мПа с360

Плотность, г/см 0,945

Коксуемость, %5,0

Мех.примеси. %0,012

Селикагелевые смолы и асфальтены, %,13,49 Средняя молекулярная масса 500 Представленные в таблице данные позволяют сделать вывод о высокий эф ективности крепления рьпшых пород а также о том, что молярное соотношение формальдегида к пластовой нефти равное 2:1, является оптимальным, так при соотношении, равном 1:1, прочность образцов снижается, а использование формальдегида к пластовой нефти при молярном соотношении, равном 3,: 1, нецелесообразно из-за увеличения расхода формальдегида, , поскольку увеличения прочности образцов при этом не происходит.

При-использовании в качестве катализатора 40%-ного водного раствора серной кислоты прочность образцов на сжатие снижается по сравнению с прочностью образцов, приготовленных с применением в качестве катализатора 50%-ного водного раствора серной кислоты. Использование 60%-ного водного раствора серной кислоты нецелесообразно из-за увеличения расхода кислоты.

Анализ (Экспериментальных данных, приведенных в таблице, позволяет сделать вывод, что температура является минимальной температурой отверждения крепителя, при которой получают образцы достаточной прочности (0,4 мПа). При увеличении температуры прочность образцов увеличивается. Предельной темЪературой реакции, при которой образукжщеся продукты конденсации сохраняются, является температура 300°С.

Способ осуществляют следующим образом.

10

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Готовят смесь 35%-ного формалина с серной кислотой из расчета, что молярное соотношение формальдегида к пластовой нефти равно 2:1, а водный раствор серной кислоты 50%-ный (с учетом воды в формалине). Приготовленную смесь-закачивают в закрепляемый участок. Затем нагнетают нагретый воздух в течение времени, необходимого для прогрева закрепляемого участка до температуры 110-300°С в радиусе 0,5 м.

Количество молей нефти, на которое рассчитывается требуемое количество формальдегида выбирается исходя из отношения массы нефти в закрепляемом участке породы или образце к ее средней молекулярной массе. Выбор количества молей нефти при креплении призабойной зоны проводят по формуле:

п JL - L lpOO

М

где п - число молей нефти;

г,г - внутренний и наружный радиусы закрепляемого участка, м;

п - пористость пласта; Ч - нефтенасьш1енность; о - плотность нефти, кг/м ; JU - масса одного моля, г; h - высота закрепляемого участка, м.

Например, если радиус закрепляемой призабойной зоны 0,5 м, высота 10. м, то при пористости породы 30%, нефтенасыщенности 60% и плотности нефти 945 кг/м, объем нефти в закрепляемом участке составит 1,356 м , .а масса 1381 кг. Отсюда при средней молекулярной массе нефти, равной 500 у.е.,. число молей составит .1381000/500 2762.

Исходными данными для расчета расхода воздуха (qg) и времени его подачи (t) для прогрева закрепляемого участка до 110-300 С являются эффективная толщина пласта (h), пластовая температура (Т), пористость пласта (га),ъемное содержание реагентов (Sp), диаметр скважины (), задаваемый диаметр зоны крепления (di3 ) , мощность электрон грев ате- ля (N), температура обработки (Т). Из справочника берут данные теплофй- зических величин: объемные теплоемкость скелета пласта

в пласта (.„.

(с ), воздуха

--рь у- -

(Сц), нефти (С„), кровли-подошвы кр

Расход воздуха определяют по формуле

15

8

N (Т„- Т

пл

Для определения времени прогрева закрепляемого участка сначала задаются временем t и по формулам

0,785(d2-d2 ) n-b-.l-LOlli ,. f скв - о г /т-;;- r-tf (у);

пл

2Л,

tf(y) exp(y)erfc(y) 2( ij;

C2

n

h -o{

Kfl

m

,+ С„(1- S) (l-n,)c,.

J n

КП r

ч к

Sfl m(l-Sp)

определяют диаметр зоны крепления (d) при заданном времени прогрева (t), сравнивают его с задаваемым диаметром зоны крепления (d ,) и если d :d33, то задаются другим большим временем прогрева закрепляемого участка и расчитывают диаметр зоны крепления. Выбирают то значение вре1585500

мени прогрева закрепляемого участка, при котором d d,, .

Таким образом способ позволяет проводить надежное крепление нефте- насьщенных рыхлых пород и значительно сократить затраты на технологические операции вследствие «изкой стоимости используемых компонентов.

Формула изобретения

0

Способ крепления нефтеносных рыхлых песчаных пород, включающий закан- 5 чи вание в укрепляемую зону пласта реагента, вступающего во взаимодействие с пластовой нефтью с образованием крепящего материала, и прогрев этой зоны, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности крепления за счет повьппения обработанных пород, прогрев укрепляемой зоны пласта производят при 110- в течение 2-72 ч после закачивания реагента, вступающего во взаимодействие с пластовой нефтью, а в качестве реагента, вступаккцего во взаимодействие с пластовой нефтью используют смесь, содержащую 35- 40 мае.ч. формальдегида, 60-.65 мас.ч серной кислоты и .60-65 мае.ч. воды, , причем смесь закачивают в количестве не менее 2 моль в пересчете на со- Iдержание формальдегида на 1 моль плас- товой нефти.

5

0

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для крепления пород на месторождениях с продуктивными пластами, сложенными рыхлыми песками. Цель - повышение эффективности крепления за счет повышения прочности обработанной породы. Способ заключается в закачивании в укрепляемую зону пласта смеси, содержащей (мас.ч) формальдегид 35-45

серную кислоту 60-65

воду 60-65, в количестве не менее 2 молей в пересчете на содержание формальдегида на 1 моль пластовой нефти с последующим прогревом этой зоны при 110-300°С в течение 2-72 ч. Способ наиболее эффективен при креплении песчаных пород, содержащих высоковязкие нефти, и обеспечивает равномерное крепление обработанного участка. Способ позволяет проводить надежное крепление нефтенасыщенных рыхлых пород и сократить затраты на проведение технологических операций. 1 табл.