Способ изоляции притока пластовых вод Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам разработки нефтяных месторождений с подошвенной водой или на стадии обводнения...

Известен способ изоляции притока пластовых вод, включающий закачку в пласт раствора гетерополисахарида Xanhomonas campestris.

Недостатком этого способа является низкая эффективность изоляции вследствие выноса полисахарида из пласта и восстановление фильтрационного сопротивления водопроводящих каналов.

Наиболее близким к предлагаемому яв ляется способ изоляции притока пластовой воды, включающей введение в изолируемую зону водорастворимых полисахаридов.

Недостатком этого способа является низкая эффективность изоляции вследствие создания малого размера изолирующего экрана. Образующийся в пласте гель препятствует продвижению полисахарида на необходимое расстояние, и после начала работы скважины вода обходит этот участок и попадает в скважину.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет увеличения размера изолирующего экрана.

Поставленная цель достигается тем. что в способе изоляции притока пластовых вод, включающем закачку в изолируемую зону раствора полисахарида, в изолируемую зону предварительно закачивают водяной раствор сернокислой меди концентрацией не ниже 0.03 мас.%, а закачивание водного раствора полисахарида производят двумя порциями, причем, в первую порцию дополнительно вводят а -аминоуксусную кислоту в количестве не менее чем 1.8 раза больше количества сернокислой меди, при этом в качестве водного раствора полисахарида

-Ч

hO О Ч

о Ю

используют раствор зкзополисахарида, синтезируемого Acihetobacter sp. с концентрацией не менее 0,05 мас.%. Кроме того, после закачки раствора зкзополисахарида в изолируемую зону дополнительно нагнетают водный раствор сернокислой меди.

Сущность способа заключается в следующем.

В результате взаимодействия солей меди и экзополисахарида (ЭПС) Acihetobacter sp, образуется осадок, закупоривающий фильтрационные каналы. Однако, если в раствор ЭПС добавить а-аминоуксусную кислоту, то осадок не образуется и полученный раствор обладает повышенной вязкостью по сравнению с исходным раствором ЭПС. Закачка перед раствором ЭПС водного раствора соли меди позволяет оттеснить пластовую воду на заданное расстояние и создать в пласте требуемый размер оторочки раствора соли меди. Закачка этой оторочки раствора соли после раствора ЭПС не обеспечит достижение поставленной цели изобретения последующим причинам. Раствор ЭПС обладает большой вязкостью (20- 30 ). и закачать его на значительное удаление от скважины представляет определенную сложность. Далее, если раствор соли меди закачивать после ЭПС; то это приведет к образованию осадка только в зоне контакта ЭПС и соли меди вблизи скважины и не позволит создать экран необходимых размеров.

Разделение раствора ЭПС на две строчки обусловлено следующим.

В первую сторочку добавляется а-ами- ноуксусная кислота. При закачке раствора ЭПС контакт макромолекул полимера с катионами меди приведет к выпадению осадка. Однако а. -аминоуксусная кислота, связываясь.с катионами меди и образуя хе- латы, препятствует выпадению осадка. До полного израсходования а-аминоуксусной кислоты будет происходить продвижение оторочки ЭПС, выполняющей две функции. Во-первых, она проталкивает первую оторочку ЭПС и благодаря своей повышенной вязкости предохраняет ее от разрушения вследствие вязкостной неустойчивости. Во- вторых, после окончания изоляционных работ и начала работы скважины пластовые жидкости начинают поступать в скважину. При этом даже в случае, когда гелеобразо- вание, происходящее в первой оторочке ЭПС в результате взаимодействия ЭПС, соли меди и а -аминоуксусной кислбты окажется недостаточно эффективным для предотвращения прорыва пластовых вод, то вторая оторочка начнет играть роль дополнительного экрана. Действительно, так как вязкость пластовой воды и водного раствора соли меди практически одинаковы, то впереди пластовой воды будет сдвигаться нерззмытая оторочка раствора соли меди.

При контакте со второй оторочкой ЭПС, не содержащей а-аминоуксусной кислоты, будет происходить образование осадка, препятствующего прорыву пластовой воды в

скважину. Таким образом, предлагаемая технология обеспечивает саморегулируемую изоляцию наиболее проницаемых участков пласта.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхности в емкостях приготавливают три водных раствора - сернокислой меди, экзополисахарида (ЭПС) и с добавкой

а-аминоуксусной кислоты и экзополисахарида. В скважину осуществляют последовательные нагнетания этих растворов в следующем порядке: первым - раствор соли меди, затем ЭПС с а-аминоуксусной кислотой и далее водный раствор ЭПС. При необходимости после раствора ЭПС можно закачивать водный раствор соли меди.

Для снижения стоимости процесса и упрощение способа ЭПС используют в виде

культуральной жидкости.

П р и м е р. По результатам геофизических и гидродинамических исследований ус- тановлено, что в нефтедобывающей скважине имеется два пропластка толщиной 1,5 м пористостью 0,2, из которых на забой поступает вода, обводненность продукции составляет 84%. Предварительные расчеты показали, что надежная изоляция притока воды будет достигнута при создании экрана размером не менее 3-5 м. При меньшей величине зоны изоляции вследствие гидродинамических перетоков в окрестности скважины, где реализуются наибольшие градиенты давления, поступающзя из пласта вода обойдет экран и поступит в скважину. При закачке только раствора ЭПС он будет взаимодействовать с ионами пластовой воды и создаст экран на расстоянии 0,1-0,3 м. т.е. в области зоны

смешения (прототип). Размер этой зоны смешения будет малым, так как вытеснение маловязкой жидкости (пластовой воды) высоковязкой (раствор ЭПС) имеет поршневой характер. При обработке по предлагаемому

способу раствор соли меди оттеснит пластовую воду и предотвратит взаимодействие ЭПС с пластовой водой. Это с одной стороны обеспечит продвижение ЭПС на заданное расстояние (так как впереди него не будет образовываться гелеобразная пробка). С другой стороны при эксплуатации скважины раствор соли меди будет проникать в раствор ЭПС, так как его вязкость намного меньше и образовывать гель на значительном расстоянии. Концентрация ЭПС, соли меди и глицина определяется для каждого конкретного случая на основании опытных и расчетных данных.

Для рассматриваемого случая в результате экспериментальных работ установлено следующее: концентрация ЭПС должна составлять 0,05-0,08%. При меньших концентрациях раствор имел очень малую вязкость и гелеобразование было незначительное. Увеличение концентрации выше 0,08% практически не сказывалось на качестве экрана, которая оценивалась по изменению скорости фильтрации воды через фильтр Шотта. Концентрация серно-кислой меди составляла 0,03+0,05%. При меньшей концентрации гелеобразование очень слабо выражено, а дальнейшее увеличение содержания соли меди не отражалось.на изолирующих свойствах экрана. Концентрация G-аминоуксусной кислоты должна в 1,8-2 раза превышать содержание соли меди в растворе. Эта величина была установлена опытным путем. При более низком содержании а-аминоуксусной кислоты ее не хватает для связывания всех катионов меди и происходит преждевременное гелеобразование. Большая концентрация а-аминоук- сусной кислоты .экономически нецелесообразна.

Размер оторочки ЭПС с а-аминоуксус- ной кислотой выбирается опытным путем и зависит от требуемого размера изолирующего экрана. При движении такой оторочки по пласту происходит его постепенное размытие, определяемое процессом конвективной диффузии. Поэтому размер такой оторочки должен быть таким, чтобы в процессе нагнетания оторочки не произошло ее полное размытие и. водный раствор СиЗСм не вошел в контакт с оторочкой раствора ЭПС, не содержащей а -аминоуксус- ной кислоты. Для рассматриваемого случая размер оторочки ЭПС с а-аминоуксусной кислотой составляет

Vi mlvrn2

где m - пористость: h - толщина пропласт- ков, м; п - размер зоны смешения, м.

Подставляя в формулу численные велй- чинь получим

,2.1.5-я.0. м3. Объем оторочки ЭПС без а-аминоуксусной кислоты составляет 10-15 м3.

Количество раствора серно-кислой меди составляет 15-20 м .

После опрессовки в скважину зэкач-шз- ется раствор серно-кислой меди объемом 70 м3, затем оторочка раствора ЭПС с а-аминоуксусной кислотой объемом 1 м и оторочка ЭПС объемом 15 м3. Закачкой воды доводят растворы до забоя и нагнетают в пласт. Для предотвращения смешения оторочек в скважину между ними закачивают буферную жидкость (пресную воду). После окончания нагнетания скважину останавливают на время, а затем пускают в эксплуата цию. По результатам испытаний установлено, что обводненность уменьши лась до 15 % .

Согласно гидродинамическим расчетам этот результат мог быть достигнут при создании экрана размером не менее 3 м.

Для повышения эффективности метода после закачки раствора ЭПС в пласт дополнительно закачивается 5 м раствора соли меди. Эта закачка осуществляется до момента резкого повышения давления на устье скважины, что свидетельствует о начале гелеобразования в .пласте. Далее скважину останавливают, а затем запускают в эксплуатацию. Для предотвращения прорывов воды через оторочку ЭПС запуск в эксплуатацию необходимо производить при минимальной скорости отбора жидкости.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает высокоэффективную изоляцию водопроницаемых пропластков, позволяя существенно снизить обводненность продукции.

Формула изобретения

1.Способ изоляции притока пластовых вод, включающий закачку в изолируемую зону водного раствора полисахарида, отличающийся тем, что. с целью повышения эффективности способа за счет увеличения размера изолирующего экрана, в изолируемую зону предварительно закачивают вод- ный раствор, сернокислой меди концентрацией не ниже 0,03 мас.%. а закачивание водного раствора полисахарида производят двумя порциями, причем в первую порцию дополнительно вводят а-ами- ноуксусную кислоту в количестве не менее чем в 1,8 раза больше количества сернокислой меди, при этом в качестве водного раствора полисахарида используют раствор экзополисахарида, синтезируемого Acihetobacter sp. с концентрацией не менее 0.05 мас.%.

2.Способ по п. 1. от л и ч а ю щ и и с я тем, что после закачки раствора экзополисахарида в изолируемую зону дополнительно нагнетают водный раствор сернокислой меди.. -..

Использование: разработка нефтяных месторождений с подошвенной водой или на стадии обводнения. Сущность изобретения: последовательная закачка порции водного раствора сернокислой меди концентрацией не менее 0.03 мае.%, порции водного раствора полисахарида и а - аминоуксусной кислоты, порции водного раствора полисахарида. Используют растворы полисахаридов, синтезируемые Acihetobacter sp. концентрацией не менее 0,05 мас.%, п -аминоуксусную кислоту берут в количестве не менее чем в 1,8 раза больше количества сернокислой меди. Раствор сернокислой меди используют с концентрацией сернокислой меди не менее 0,03 мас.%. 1 з. п. ф-лы.