Способ временной изоляции высокопроницаемых зон в скважине Советский патент 1981 года по МПК E21B33/138 

(5) СПОСОБ ВРЕМЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ЗОН В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к глубоко- му бурению и может быть использовано для временного тампонирования высокопроницаемых зон пласта при проведении различных технологических операций при бурении нефтяных скважин и их эксплуатации.

Известен способ изоляции продуктивных пластов в скважине nyteM закачки в пласт под давлением тампонажного раствора, содержащего соли поливалентных металлов и водный раствор полиэлектролита, и его отверждения

Недостаток известного тампонажного раствора и способа - необратимая изоляция высокопроницаемых зон продуктивного пласта, поэтому применение этих растворов при бурении скважин и ремонтных работах в процессе их эксплуатации приводят к постоянной потере проницаемости призабойной зоны пласта и, в связи

С ЭТИМ к снижению продуктивности скважин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ временной изоляции высокопроницаемых зон в скважине путем введения состава с последующим отверждением 2.

Недостатком данного способа является сложность его проведения.

10

Цель изобретения - упрощение способа.

Поставленная цель достигается тем что перед введением состава высоко15проницаемую зону обрабатывают щелочью, а в качестве состава вводят поливиниловый спирт, соли металлов переменной валентности, например, смесь сульфата меди и железа с соот20ношением 1 : 0,5-0,2, вискозное волокно и воду, причем количественное соотношение компонентов в составе следующее, мас.: Полибиниловый спирт , Соли металлов переменной валентности -14 Вискозное волокно 0,4-0,8 ВодаОстальное причем отверждение осуществляют щелрчью. При этом щелочь используют в виде 6-7 -ного водного раствора. Рецептура и свойства тампоиажного раствора представлены в таблице Условную вязкость определяют с помощъю полевого вискозиметра СПВ-5 по стандартной методике. Пластическая прочность отвержденного тампонажного материала, определенная методом конического пластометра, составляет 10-20 г/см, а динамическое напряжение сдвига 2070 дн/см . Образуюв1ийся тампонажный материал, закупоривающий каналы поглсйценйя, представляет собой плотный резиноподобный гель, обладающий адгезией к породе. Он не теряет свои .свойства в широком диапазоне температур 0-150 С. .Так например, тампо нажный раствор, обработанный раствором ОН, при переходит в жидкое фазовое состояние при обработке 5-20%-ным раствором НС 1 при .через 10-5 мин соответственно; при 20 С переходит в ийдКое фазовое состояние при сйЗработке ра створом НСI При 26 С через 10-5 ми при в течение 6ч ёрёхсдит в жидкое фазовое состояние яри обработ {е 1в-2в1-иым ttCi при 9u-95 C через 60-30 мин/ соответственно} при а течение 6 ч переходит в жид кое фазобое состояние при с ра6отке 10-20 -ным раствором HCJ при 150 через 60-30 мин соответственно. Способность фaзQвoГJO состояния :этого раствора подчиняться управлени расширяет технологические возможности изоляции высокопроницаемых зон ;пласта с сохранением их естест;Венной продуктивности, что, в слу 1чае нефтегазонасыщенности этих зо сохраняет высокие дебиты нефти и газа. В основе обратимого перехода там понажного раствора из одного фазового состояния в другое лежит процесс комплексообразования гидроокисей ме таллов перемещенной валентности с гидроксильными группами макромолекул оливинилового спирта по схеме 1 . сн, и н сн. 1 I / СН-0 о- сн СИ, /сн, I. 0 сн н.. сн/Причем, соединения металлов переменной валентности следует брать Fe52(S04)g в виде солей, например CuS(. и др., которые сами не изменяют технологические свойства раствора поливинилового спирта. При обработке состава растворами щелочей используемые соли переходят в гидроокиси соответствующих металлов согласно реакции СцЗО,-2МаОН Cu(OH)2-NaгSO,,.Гe2 (50;,)з - б МаОИ - 2Ге (ОЮз - 3Na,SOi, и за счет эффекта комплексообразования (по схеме Т) переводят состав в твердое фазовое состояние. Для перевода полученного твердого тампонажного материала в жидкое фазовое состояние его следует обработать кислотой, которая превращает гидроокиси в нейтральные к поливиниловому спирту соли (например CuClj2, РеСЦ и др.) по схеме Ш Си(ОН) -2HCi:-CuCL-2H,0, . Ге(ОН)з - 3 нее -FeCfj-SH.Oвследствие чего координационный комплекс разрушается.Количество щелочи и кислоты (с учетом их рабочих концентраций), необходимые для фазовых превращений предлагаемого состава, расчитывают по уровнениям реакций II и Ш. Рабочие концентрации щелочи и кислоты менее 5% малоэффективны и не экономичны. Таким образом, описанное поведение раствора поливинилового спирта в присутствии солей металлов переменной валентности в зависимости от тира аниона (504, С1 и др. или ОН) позволяет управлять процессом изоляции высокопрсницаемых зон и восстановления их первичной проницаемости. с целью повышения эффективности процесса комплексообразованин поливинилового спирта и механических ха рактеристик получающегося тампонажного материала в качестве солей металлов применяют смесь сульфатов мед и железа в количестве массД. взятых в соотношении 1:0,5-2. Применение солей в указанных количественных пределах обусловлено тем, что при концентрации их меньше k масс. после щелочной обработки тампонажного материала раствора образующихся гидроокисей оказывается недостаточным для эффективного комплёксообразования, вследствие чего тампонажный материал непрочен. При концентрации солей более масс,% переход тампонажного материала из твер дого фазового состояния в жидкое при обработке кислотой затруднен из-за высокой плотности структуры материала вследствие комплексообрпзования. При концентрации поливинилового спирта в тампонажном растворе менее 9 масс. материал, получающийся после щелочной обработки раствора, оказывается рыхлым из-за высокого содержания 8 нем воды. При концентрации поливинилового спирта более 13 масс. тампонажный раствор содержащий остальные ингредиенты соли и волокно, имеет большую вязкость, что зэтрудняет его закачку в скважины, а повьаиает стоимость состава. Для повышения тампонирующих свойств предлагаемого состава в него добавляют способный к кислотному гидролизу волокнистый наполнитель, например вискозное волокно в количестве О,4-0,8 масс.;, при более высоких концентрациях волокна вязкость тампонажного раствора значительно возрастает, что осложняет процесс закачки раствора. Волокнистый наполнитель способствует удержа нию жидкого тампонажного материала в приствольной зоне скважины и армиро ванию его в затвердевшем состоянии. Использование в качестве волокнистог наполнителя именно вискозного волокна обусловлено тем, что оно гидролизуется в присутствии кислоты, закачи ваемой для разрушения комплекса, рас воряется и может быть легко удалено вместе с раствором из тампонируемой зоны с полным восстановлением ее пер вичной проницаемости. Такого рода на 66 полнитель также позволяет реализовать в практике предлагаемый нами состав для получения тампонажного материала для временной изоляции высокопроницаемых зон пласта. Недефицитность и крупнотоннажность производства исходных компонентов, а также их невысокая стоимость позволяет широко использовать раствор для получения тампонажного материала при закачивании глубоких скважин, вскрывающих продуктивные трещинные коллекторы. Раствор для получения тампонажного материала отличается нетоксичностью, не оказывает вредного воздей ствия на окружающую среду, так как используемые растворы щелочи и кислоты имеют низкую концентрацию. Тампонажный раствор может быть извлечен из скважины, так как способен растворяться при воздействии растворов кислот в результате контактирования их в пластовых условиях в интервале температур О-150°С. Тампонажный раствор можно использовать повторно, за счет регенерации в специальных отстойниках, где происходит отделение тампонажного раствора, находящегося в жидком фазовом состоянии от товарной нефти. Тампонажный раствор должен быть использован следующим способом. До изолируемой призабрй-ной зоны опускаются трубы, по которым закачивпют 1-. м 6-7о-ного раствора NaOH для предварительной обработки пласта с целью создания в нем щелочной среды. Затем в качестве буШорной жидкости закачивают чистую воду в количестве, обеспечивающем концентрацию закаченной ранее щелочи, не менее 5. Далее подают тампонажный раствор состава, соответствующего примером, приведенным в таблице, и следующую порцию буфера воды. Для перевода тампонажного раствора из жидкого фазового состояния в твердое закачивают щелочь концентрации . При контакте тампонажного раствора с раствором щелочи происходит процесс гёлеообразования и закупоривание проницаемой зоны пласта. Далее обычным способом производят необходимые технологические операции(цементаж, ремонтные работы и т.д.), по завершении которых закачивают раствор кислоты концентрации не менее 5% для разрушения геля. Таким образом, в технологическом отношении способ не требует для CBoei. реализации специального оборудования и может быть внедрен в практику работ по существующим технологическим схемам и существующим а пракФормула изобретения

Поливиниловый спирт 9-13 Соли металлов переменной валентности Вискозное волокно О,,8 ВодаОстальное

причем отверждение осуществляют щелочью.

принятые во вниман 1е при экспертизе

2,Авторское свидетельство СССР № 120806. кл. Е 21 В 33/138, 1959. 81296 тике тампонажиых рпбот технологичес КИМ приемам. Использование способа изоляции высокопроницаемых зон только за счет повышения продуктивности j позволяет получить экономический эффект на одной скважине 50-100 тыс.р.