Способ блокирования призабойной зоны Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 E21B43/32 

Предполагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, точнее к физико-химическим способам блокирования поглощающих пластов при капельном ремонте скважин.

Известен способ гидроизоляции пласта в скважине, включающий последовательную закачку в пласт водных растворов геле- образователя акрилтриметил аммоний хлорида и гидролизованного полиакрилами- да в соотношении 4,0-4,5:1 при смешении которых в пористой среде происходит образование нерастворимого полимерного комплекса, который выпадает в осадок и закупоривает поры пласта (см.а.с. СССР N 1177461, кл. Е 21 В 43/32).

Недостатком способа по а.с. № 1177461 является то, что после проведения ремонт- но-изоляционных работ, при необходимости вызова притока, очень трудно восстановить дебиг скважин, который был до остановки скважины на капитальный ремонт. Известен состав для временной закупорки пласта по а.с. СССР № 599049, кл. Е 21 В 33/138 содержащий воду, загуститель

и наполнитель, например мел различных фракций, отличающийся тем, что, с целью обеспечения полного последующего удаления состава из пласта, в качестве загустителя он содержит продукт оксиэтилиро- вания жирных спиртов, например превоцел ГО, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: мел 56-64; превоцел 5-8: вода остальное.

Недостатком состава являются недостаточные структурно-механические свойства, большая трудоемкость его приготовления, большой отход мела крупных фракций

Наиболее близким по осуществлению аналогом, прототипом к предлагаемому способу является способ изоляции притока пластовых вод по патенту США № 2272672, кл. 166-21 за 1942г.

Указанный способ включает последовательную закачку в пласт двух реагирующих между со-бой реагентов - водных растворов МааСОз и CaCfe, разделенных буферной жидкостью, которой и регулируется начало образования осадка.

(Л

С

XT х| 4 О

S

Известный способ предназначен для изоляции притока пластовых вод, тогда как предлагаемый способ предназначен для блокирования призабойной зоны поглощающих пластов от задавочной жидкости.

Недостатком способа являются низкие структурно-механические свойства получаемого при этом осадка и, следовательно, низкие изолирующие свойства.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности изоляции пластов за счет увеличения структурно-механических и адгезионных свойств изоляционного материала.

Поставленная цель достигается тем, что в скважину производят последовательную закачку водных растворов хлорида кальция и соли угольной кислоты. Предварительно в водный раствор соли угольной кислоты вводят флотореагент ВЖС - кубовый остаток высших жирных спиртов в количестве от 1,8 до 2,0% от массы раствора соли угольной кислоты.

В качестве соли угольной кислоты используют бикарбонат аммония.

Флотореагент ВЖС (кубовый остаток высших жирных спиртов - натриевые соли монодикарбоновых кислот) добавляют в раствор солей угольной кислоты для ускорения химической реакции и осаждения мела и придания осадку высоких структурно-механических свойств.

Сопоставимый анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что обрэзование мелового вязко-упругого состава происходит в стволе скважины против поглощающих пластов, а не в поро- вом пространстве этих пластов.

Кроме того, способ отличается тем, что в результате его реализации образуется состав из высокими структурно-механическими (вязко-упругими), по сравнению с прототипом, свойствами с низкой водоотдачей, вследствие чего он не может за- давливаться в поровое пространство блокируемых пластов даже при создании на них избыточного давления и не ухудшает проницаемости призабойной зоны.

Из сопоставимого анализа прототипа и заявляемого технического решения следует, что заявленный способ соответствует критерию изобретения Новизна.

Известен способ изоляции притока пластовых вод в скважине(а.с. СССР № 960424, кл, Е 21 В 43/32J в котором в пласт вместе с жидкостью-носителем закачивают гранулированный магний, последний вступая в контакт с пластовой водой образует нерастворимый осадок в поровом пространстве, а

гранулированный магний, оставшийся ь скважине в результате седиментационных процессов образует мост, перекрывающий обводненный пласт как и в заявленном способе. Однако для отвердения осадка ему требуется находиться в покое в течение 60 часов. В нашем же техническом решении вязкоупругий меловой состав с минимальной водоотдачей образуется в течение 6090 минут после контактирования смесей. Свойства полученного состава и скорость его образования позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию Существенные отличия.

Пример 1. Реализация способа в лабораторной установке,

В мерный цилиндр заливали расчетное количество водного раствора бикарбоната

аммония с концентрацией 19,6 мае. %, затем заливали расчетный обьем водного раствора хлористого кальция с концентрацией CaCl2 в растворе 36,1 мас.%. Температура проведения опыта 20°С. Уравнение химической реакции следующее:

2 NH.4C03 +CaCl2 СаСОз + 2 +

+С02 + Н20

В результате реакции растворов бикарбоната аммония и хлористого кальция получали химически осажденный мел, раствор аммония хлористого, углекислый газ и воду. Мел выпадал в осадок с образованием меловой пульпы, углекислый газ выделялся из раствора, а раствор аммония хлористого и вода оставались в растворе. После окончания реакции мел под действием сил грави- тации выпадал в осадок. Процесс

осаждения мела происходил в течение 2-3 ч. Полученный осадок имел рыхлую структуру с высокой водоотдачей и малопригодный для блокировки пластов. Для улучшения свойств осадка было опробовано ряд реагентов. Наилучшие результаты показан фотореагент ВЖС (кубовый остаток вы:ших жирных спиртов - натриевые соли монодикарбоновых кислот). Лабораторными опытами установлено, что ввод в раствор

бикарбоната аммония флотореагента ВЖС приводит к ускорению реакции между растворами бикарбоната аммония и хлористого кальция и осаждению мела, полученного в результате реакции. Кроме того флотореагент ВЖС приводит к увеличению СНС и снижению водоотдачи (В) осадка (см.табп.1), т.е., осадок приобретает вязкоупругие свойства с минимальной водоотдачей.

Многочисленными опытами установлено,

что оптимальнее статическое напряжение

сдвига и минимальная водоотдача достигаются при содержании ВЖС в растворе бикарбоната аммония в количестве 1,8-2 мае. % от массы раствбра бикарбоната аммония см.табл.2. В табл.1 приведены сведения по получению состава для блокирования поглощающих пластов. ,

Проведенными- лабораторными исследованиями установлено, что оптимальные структурно-механические саойства меловой пульпы достигаются при содержании катализатора флоторей гента ВЖС в пределах 1,8-2 мас.% в растворе бикарбоната аммония.

Пример 2. Осуществление способа в промысловых условиях на примере скважины № 105 Солоховского ГКМ.

Техническая характеристика скважины:

Эксплуатационная колонна

наружным диаметром 168 мм

и внутренним диаметром

148 мм спущена на

глубину917м.

Искусственный забой

скважины905 м.

Интервал перфорации 889-899 м.

Пластовое давление 6,1 МПа

НКТ 89x6,45 мм

спущены на глубину 889 м.

На период проведения ремонтно-изо- ляционных работ необходимо перекрыть интервал перфорации вязкоупругим меловым составом. Для этого состав должен находиться в интервале 905-885 м, т.е. мост из вязкоупругого состава должен быть высотой 20 м.

Определим объем моста

nD2

V

h 0,785 -0,148Z 20

0,343 MJ,

Определяем объемы исходных компонентов, т.е. объемы раствора бикарбоната аммония, хлористого кальция и ВЖС для получения осадка объемом 0,343 м3.

Лабораторными исследованиями и расчетами, исходя из уравнения реакции и условия полного реагирования исходных растворов установлено, что при реагировании 3-х объемов раствора бикарбоната аммония, с концентрацией 19,6 мас.%, 1-го объема раствора хлористого кальция, с концентрацией 36,1 мас.% и 0,041 объемов

ВЖС получается 1 /8 объема осадка, плотно стью 1440 кг/м3 и 7/8 фильтрата плотностью 1040 кг/м3.

Исходя из экспериментальных данных, суммарный объем растворов,входящий в реакцию составит:

VpaciB. Voc.8 0,343-8 2,744 м3. из них 2,058 м1 бикарбоната аммония и 0,686 м хлористого кальция, остальное ВЖС (0,041 м3).

Таким образом, закачивают в скважину 2,058 м раствора бикарбоната аммония с растворенным в нем ВЖС, затем раздельный объем воды 100-150 л., потом 0,686 м3 раствора хлористого кальция, потом жидкость глушения и в течении 60-90 мин получается в скважине осадок мела высотой 20 м с вязкоупругими свойствами.

После проведения ремонтно-изоляци- онных работ блокирующая зона разрушается последующей солянокислотной обработкой.

Преимущества предложенного способа блокирования призабойной зоны поглоща- ющих пластов по сравнению с известным следующие:

-повышение качества блокирования призабойных зон поглощающих пластов;

-снижение стоимости ремонтных работ за счет удешевления исходных компонентов, применяемых при блокировании;

-снижение трудоемкости работ по блокированию;

-повышение культуры производства. - сокращение сроков и стоимости ремонта скважины.

Формула изобретения Способ блокирования призабойной зоны поглощающих пластов, включающий последовательную закачку водных растворов хлорида кальция и соли угольной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции

пластов за счет увеличения структурно- механических и адгезионных-свойств изоляционного материала, в водный раствор соли угольной кислоты предварительно вводят флотореагент ВЖС - кубовый остаток

производства высших жирных спиртов, в количестве от 1,8 до 2,0% от массы раствора соли угольной кислоты.

Таблица 1

Сущность: в пласт последовательно закачивают водные растворы хлорида кальция и соли угольной кислоты. Предварительно в водном растворе хлорида кальция растворяют флотореагент ВЖС - кубовый остаток высших жирных спиртов в количестве от 1,8 до 2,0% от массы раствора соли угольной кислоты. В качестве соли угольной кислоты можно использовать бикарбонат аммония. 2 табл,

f. Рас т юр бикарбоната АМНОНМЖ

бикарбонат амиокия 13,6ЮбО

4леторе гент 8SC «ода - остальное

хлорметм кальций - 36,1 vcgqj остальное

бикарбонат аммони - 19(61060

флотореагент ВХС - 1,3 вода - Остальное

Z, Раствор хлористого кальцит

хлористый кальций 36 t1350

кода остальное

вода - остальное

Осадокi мел - 62,3

Флотореагент ВХС - 3,2

аммоний хлористый - 5 вода - остальное Фильтрат

иел - отсутствует DXC - отсутствует йммомий хлористый 10,8 вода - остальное

Осадок:

меп - 62,2

Флотореагент ВХС 3,3

аммоний хлористый - 4

«да - остальное фильтрат

мал - отсутствует

8ЖС - отсутствует

аммоний хлористый - 10,8

вода - остальное

Осадок мел - 62,0

Флотореагент BIC - 13,0 аммоний хпористыЗ - 3 ода - остальное

Фильтрат:

«ел - отсутствует ВХС - отсутствует I-.MQMHQ хлористый 10,8 сода остальное

f - 1590 Т - не течет СНС - 260 8-в

р -то

Р - 1520

Т - на течет

СНС - 360

В - 5

f -

р - iuo

Т - не течет СНС - 800 В - 1

f - 1ШО