Способ изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах Советский патент 1992 года по МПК E21B33/13 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и найдет применение при изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах.

Известен способ изоляции притока воды в эксплуатационные скважины, включающий последовательную закачку в пласт гипаноаэросильной смеси и сшивающего реагента алюмохлорида. Данный способ недостаточно эффективен вследствие того, что закупоривающий материал образуется не во всем объеме смеси, и, кроме того, взаимодействие реагентов сопровождается выделением свободной воды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изоляции пластовых вод в скважинах, включающий закачку цементного раствора и промывку скважины после цементирования.

Недостатком известного способа является то, что при изоляции карбонатных коллекторов, представляющих собой мощные по толщине трещиновато-пористые пласты, требуется большой расход цемента. Так. например, на месторождениях Татарии на одну скважину требуется в среднем до 60 т цементного раствора, причем успешность проведенных работ низка. Такая технология требует повторного вскрытия пласта перфорацией, что чревато опасностью сообщения продуктивного пласта с водоносным вследствие нарушения целостности цементного камня за колонной. Кроме того, само повторное вскрытие и последующее восстановление коллекторских свойств пласта требует затрат времени, связанных со спуско-подъемными операциями.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции карбонатных или карбонизированных коллекторов, а также исключение повторного вскрытия продуктивного Г1ласта.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом способе, включающем закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, перед закачкой цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3-10%-ный и 20-2Т%-ный растворы алюмохлорида, причем -раствор алюмохлорида повышенной концентрации закачивают в количестве 0,5 м на 1 м толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины проводят не позднее чем через 30 мин после закачивания в пласт цементного раствора.

Сравнение предлагаемого решения с известным показывает, что использование алюмохлорида для получения водоизолирующего зкрана в пласте известно, но в сочетаниисгидролизованным

полиакрилонитрилом и аэросильной добавкой.

В предлагаемом же способе алюмохлорид закачивают в виде двух оторочек водных растворов с разной концентрацией в сочетании с цементным раствором.

За счет использования разных концентраций алюмохлорида в предлагаемом способе им выполняются одновременно две функции: гелеобразователя (первая оторочка) и ускорителя твердения цементного раствора (вторая оторочка).

Сущность изобретения заключается в следующем.

При закачивании в карбонатные породы оторочки кислого а люмохлорида с концентрацией 3-10% в порах пласта образуется высоковязкий гель. Гидроизолирующие свойства геля, полученного посредством алюмохлорида в кислой форме, в 4-5 раз выше по сравнению с гелем, полученным посредством растворов хлористого алюминия и алюмохлорида в основной форме. Последующее закачивание цементного

раствора позволяет предотвратить возможность вытеснения сформированного геля из пласта при высоких перепадах давления, а закачиваемый перед цементом 20-27%-ный раствор алюмохлорида сокращает до минимума сроки схватывания цементного раствора, что позволяет практически сразу после цементирования произвести промывку скважинь с целью удаления остатков цементного раствора из призабойной зоны пласта, а следовательно исключить как выход раствора алюмохлорида формирующего гель, так и операцию повторного вскрытия. Необходимо,также отметить, что использование кислого алюмохлорида по сравнению с хлористым алюминием позволяет предотвратить потери прочности и появление пористости и трещиноватости в цементном камне.

Закачивание небольшой оторочки пресной воды после раствора алюмохлорида 20-27%-ной концентрации необходимо для предотвращения непосредственного контакта цементного раствора с алюмохлоридом при их движении по насосно-компрессорным трубам.

Таким образом, предлагаемый способ обладает существенными отличиями по сравнению с известными, заключающимися в строго однозначном порядке подачи реагентов, обусловленными не известными ранее особенностями взаимодействия кислого алюмохлорида с карбонатной составдяющей породы и цементом.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

После определения путей водопритока в скважину спускают заливочные трубы, нижний конец которых устанавливают в перфорированном интервале обсадной колонны. В зависимости от приемистости пласта и, ожидаемого давления на эксплуатационную колонну, нижний конец заливочных труб оборудуют пакером или воронкой. Последовательно закачивают в водоносный пласт алюмохлорид 3-10%-ной концентрации из расчета 5-10 на 1 м толщины пласта. Причем, чем больший размер экрана создают, тем более концентрированным берут раствор алюмохлорида в пределах указанной области концентрации. Далее заканчивают оторочку из 20-27%-ного раствора алюмохлорида из расчета 0,5 м на метр толщины пласта. Затем следует оторочка (буфер) из пресной воды в объеме 1 м и цементный раствор. Цементный раствор берут в количестве 4-8 т.

После цементирования сразу проводят промывку призабойной зоны скважины пресной водой с целью удаления остатков цементного раствора. После промывки скважины башмак заливочных труб приподнимают на 150 м выше эксплуатационного фильтра и скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента в течение 24 ч.

Эффективность предлагаемого способа определяют в лабораторных условиях. При испытании используют следующие материалы: кислый алюмохлорид общей формулы (AL2 (ОН) CIs - представляет собой отход производства, получаемый отмывкой реакционной массы от отработанного катализаторногокомплекса в процессе алкилирования бензола пропиленом (алюмохлорид является жидкостью желтого или серого цвета содержание основного вещества в пересчете на А1С1з составляет 17-27 мас.%; цемент и пресная вода.

Исследование водоизолирующих свойств предлагаемого способа изоляции проводят на насыпной трубчатой модели пласта длиной 25 см, диаметром 2,7 см, за,полненных молотым известняком фракции 0,15-0,25 мм биогенного происхождения, поднятым с глубины 1445-1447 м скважины.

Испытание рекомендуемого способа изоляции позволяли моделировать закачку рабочих жидкостей в пласт и вести непрерывный контроль за их расходом по схеме скважина-пласт и пласт-скважина. За критерий оценки эффективности испытываемого способа по сравнению с известным был взят закупоривающий эффект г, который определяли на основе данных, полученных при испытаниях расчетным путем по формуле Дарси

„ Ko-Ki --КГгде Kft - коэффициент проницаемости до закупорки модели пласта,

К - коэффициент проницаемости после закупорки модели пласта

При испытании предлагаемого способа первоначально .. определяют предель концентраций алюмохлорида для первой Оторочки, предназначенной для формирования гидроизоляционного экрайа в порах пласта на контакте с карбонатной породой.

Испь1таны растйоры алюмохлорида с десятью различными концентрациями, мас.%: 27; 20; 15; 10; 7; 5; 4; 3; 2,8; 2,1.

Результаты испытаний представлены в табл.1..

Приведенные в табл. Трезультатылабораторных исследований показывают, что оптимальная область концентрации алюмохлорида находится в пределах 3-10%, так как при концентрации алюмохлорида менее 3% закупоривающий эффект резко

падает, а при концентрации более 10% наблюдается увеличение проницаемости вследствие растворения известняка.

На втором этапе испытаний определяли

пределы концентраций раствора алюмохлорида для второй оторочки. Для этого определяли сроки схватывания цементного раствора на контакте с раствором алюмохлорида. Причем испытания начинали с концентрации алюмохлорида не менее 15% исходя из условия, чтобы в призабойной зоне продуктивного пласта не происходило гелеобразование, так как в этом случае понижается проницаемость этой зоны и, соответственно, дебит эксплуатационной скважины. Максимальная концентрация при испытаниях составляет 27%, что соответствует предельному содержанию алюмохлорида в используемом отходе. Кроме

0 того, дальнейшее повышение концентрации алюмохлорида и соответственно сокращение сроков схватывания цементного раствора нецелесообразно.

Результаты испытаний приведены в

5 табл. 2

Из данных табл. 2 также следует, что оптимальной областью концентраций алюмохлорида для второй оторочки является 20-27%, поскольку при концентрации раствора алюмохлорида менее 20%, конец отверждения цементного раствора на контакте с алюмохлоридом, составляет 8 и более часов, что не позволяет проводит промывку призабойной зоны .сразу после це5 ментирования.

Основные результаты, полученные при испытании предлагаемого и известного способов, суказанием объемов рабочих растворов приведены в табл. 3.

0

Закупоривающий эффект по предлагаемому способу составляет 78-99% против 54% по известному способу.

Технико-экономические преимущества

5 предлагаемого способа заключаются в следующем. Использование предлагаемого способа по сравнению с известным, позволяет сэкономить цементный раствор вереднем на 52-56 т на скважину вследствие

0 образования гидроизоляционного экрана при взаимодействии раствора алюмохлориДа в порах и трещинах с известняком; исключить дополнительные спуско-подъемные операции, связанные с поворотным вскрытием продуктивного пласта.перфоратором после проведения изоляционных работ цементированием и последующей обработкой пласта, в результате сокращаются затраты времени на 4 сут. Кроме того, успешность проводимых работ повышаетсяна 20-30%.

Формула изобретения Способ изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах, включающий закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса изоляции и исключения повторного вскрытия пласта после обработки, перёд закачкой

цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3-10%ный и 20-27%-ный растворы алюмохлорида, причем раствор алюмохлорида повышенной концентрации закачивают в количество 0,5 м на 1 м толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины производят не позднее чем через 30 мин после закачки в пласт цементного раствора.

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах. Целью изобретения является повышение эффективности изоляции карбонатных или карбонизированных коллекторов и исключение повторного вскрытия продуктивного пласта. Поставленная цель достигается тем, что способ изоляции вод в скважине включает закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, причем перед закачкой цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3-10%-ный и 20-27%- ный растворы алюмохлорида. Раствор алюмохлорида повышенной концентрации закачивают в количестве 0,5 м на метр толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины проводят не позднее, чем через 30 мин после закачивания в пласт цементного раствора. Способ позволяет уменьшить расход цементного раствора в среднем на 52-56 т на скважину в высокопоглощающих пластах вследствие образования гидроизоляционного экрана после реакции раствора алюмохлорида с известняком, исключить дополнительные спуско- подьемные операции, сократив затраты времени на 4 сут. Кроме того, успешность проводимых работ повышается на 20-30%. Зтабл.

Т а б л и ц а 2