способ ограничения водопритока в скважину

Классы МПК:E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2013-05-21
публикация патента:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважину с использованием жидкого стекла (силиката натрия), и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ в скважине. Способ ограничения водопритока в скважину включает смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину. Предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси. Затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, 20-50% об. жидкого стекла, 10-15% об. раствора полиакриламида DP9-8177, 40-65% об. регулятора гелеобразования. В качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30LF (полиалюминия хлорид). Техническим результатом является повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта. 2 табл.

Формула изобретения

Способ ограничения водопритока в скважину, включающий смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину, отличающийся тем, что предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, % об.:

жидкое стекло20-50
0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-817710-15
регулятор гелеобразования40-65,


в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF (полиалюминия хлорид).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважину с использованием жидкого стекла (силиката натрия), и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ в скважине.

Известен способ изоляции водопритока в скважину (пат. RU № 2425957, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.08.2011 г., бюл. № 22), который включает закачку по колонне насосно-компрессорных труб в интервал водопритока состава для изоляции, гелеобразователя и цементного раствора, технологическую выдержку и освоение скважины. Состав для изоляции включает, мас.%: силикат натрия с силикатным модулем 2,6-5,0, 4-20, водорастворимый полимер 0,05-0,3, пресная вода - остальное. В качестве гелеобразователя используют 10-15%-ный водный раствор соляной кислоты в количестве 0,5-5,0% от объема состава для изоляции.

Недостатком известного способа является то, что он трудоемок и длителен в исполнении, так как закачка состава ведется в несколько циклов (минимум 4) и в первых от 1 до 3 циклов проводят газирование состава подачей в нагнетательную линию воздуха или азота от компрессора с расходом от 5 нормальных (н.) м3/мин до 9 н. м3/мин. Контролируют объем жидкости, выходящей из межтрубного пространства в тарированную автоцистерну, а также давление закачки по манометру компрессора. При наполнении тарированной автоцистерны жидкостью из межтрубного пространства до соответствующей отметки закачивают объем пресной воды. При выключенном компрессоре стравливают давление в нагнетательной линии, производят посадку пакера, закрывают межтрубную задвижку, продавливают в пласт газированный состав для изоляции, для чего подают в колонну насосно-компрессорных труб объем раствора соляной кислоты с одновременной подачей азота компрессором, продавливают газированный состав для изоляции в пласт объемом минерализованной воды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изоляции водопритока в скважине (пат. RU № 2419714, МПК Е21В 33/138, опубл. 27.05.2011 г., бюл. № 15), включающий закачку в требуемый интервал изоляции силиката натрия (жидкого стекла) и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония. Закачку проводят последовательно в равных объемах через буфер из пресной воды.

Недостатком известного способа является то, что при взаимодействии жидкого стекла и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония образуется плотный мелкодисперсный осадок, который с течением времени вымывается из зоны изоляции, то есть приведенный в способе состав после 6 месяцев использования теряет изолирующие свойства, поэтому является недостаточно эффективным.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.

Техническая задача решается способом ограничения водопритока в скважину, включающим смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину.

Новым является то, что предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, % об.:

жидкое стекло20-50
0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-817710-15
регулятор гелеобразования40-65,

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат - более высокую изолирующую способность способа.

Реагенты, применяемые в заявляемом способе, представлены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование реагентаНаименование ГОСТ или ТУспособ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Концентрация или плотность
Внешний вид реагента
Стекло натриевое жидкое (жидкое стекло) ГОСТ 13078-81Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазомПлотность 1360-1450 кг/м3
Кальций хлористый техническийГОСТ 450-77 Раствор желтовато-серого или зеленоватого цвета, прозрачный или с легкой мутью10-20%-ный водный раствор
Полиалюминия хлорид POLYPACS-30 LF Протокол сертификационных испытаний ЗАО «ГИВ ПВ» № 166/11 от 26.02.2011 г.Порошок светло-желтого цвета10-20%-ный водный раствор
Полиакриламид DP9-8177 ТУ 2458-010-70896713-2006Порошок от белого до кремового цвета0,03-0,05%-ный водный раствор

Сущность изобретения заключается в том, что предварительно на скважине готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, для чего к расчетному количеству полиакриламида DP9-8177 добавляют расчетное количество воды плотностью 1000 кг/м3 и перемешивают до полного растворения. Полученный раствор полиакриламида DP9-8177 добавляют в жидкое стекло и перемешивают до образования однородной смеси. Через насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные в интервал изоляционных работ, последовательно закачивают полученную смесь жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятор гелеобразования. Для предотвращения преждевременного гелеобразования между порциями смеси и регулятором гелеобразования закачивают буфер из пресной воды в объеме 200-300 л. При контакте смеси с регулятором гелеобразования в интервале изоляции образуется полимерная масса, которая обладает высокой изолирующей способностью и блокирует приток воды в обводненный пласт скважины. Жидкое стекло, используемое в изобретении, является низкомодульным (силикатный модуль М=2,7-3,4). Регулятор гелеобразования, входящий в состав, готовится на скважине перед закачкой: 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического готовят путем добавления к кальцию хлористому техническому пресной воды плотностью 1000 кг/м3 и дальнейшего механического перемешивания; 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF готовят аналогично.

При последовательной закачке смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования происходит их перемешивание в поровом пространстве, низкая вязкость реагентов, входящих в состав, позволяет им глубоко проникать в поры и трещины пласта, за счет чего происходит блокирование не только высокопроницаемых, но и низкопроницаемых пор пласта. При взаимодействии смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования образуется однородная полимерная, а не крупчатая масса, чему способствует содержание в смеси раствора полиакриламида DP9-8177.

Для сравнения эффективности в лабораторных условиях провели испытание предлагаемого способа и его наиболее близкого аналога. Результаты исследования водоизолирующей способности приведены в таблице 2.

Пример 1. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора POLYPACS-30 LF (таблица 2, испытание № 1), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.

Примеры 2-6 выполняют аналогично.

Пример 7. В лабораторных условиях способ осуществляют следующим образом. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора кальция хлористого технического (таблица 2, испытание № 7), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.

Примеры 8-12 выполняют аналогично.

Таблица 2
Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого способа и наиболее близкого аналога
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Содержание реагентов по заявленному способу Давление прорыва модели, МПа/м
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079


испы-

тания
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Раствор полиакрил-амида DP9-8177Регулятор гелеобразованияЧерез 24 ч Через 6 мес
Жид-кое стек-ло, % об.Раствор кальция хлористого технического Раствор POLYPACS-30 LF способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Концентрация раствора, %% об. Концентрация раствора, % % об.
Концентрация раствора, %% об.
120 0,0315 --10 6522,7 20,1
2 300,04 15-- 1555 23,521,2
340 0,0510 --20 5025,9 23,5
4 500,05 10-- 1540 24,322,3
515 0,0615 --25 70- -
660 0,01 5-- 535 19,715,9
720 0,0315 1065- -24,4 22,5
8 300,04 151555 -- 24,922,6
940 0,0510 2050- -25,7 23,5
10 500,05 101540 -- 25,522,9
1115 0,0615 570- -16,5 12,1
12 600,01 52535 -- 19,316,5
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Содержание реагентов по наиболее близкому аналогу
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Жидкое стекло, % об.способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079 Давление прорыва модели, МПа/м
Вода, % об. Кремнефтористы и аммоний, % об.через 24 чЧерез 6 мес
способ ограничения водопритока в скважину, патент № 2525079
1 10097 3- -
2 10095 521,1 16,5
3 10090 1022,5 16,8
4 10085 1523,3 17,4
5 10080 2023,9 17,6

Водоизолирующую способность предлагаемого способа оценивают по значению давления прорыва модели. Испытания проводят на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку состава в пласт и вести непрерывный контроль за его расходом по схеме: «скважина - пласт» и «пласт - скважина». Первоначально через модель пласта, наполненную кварцевым песком, прокачивают воду плотностью 1000 кг/м3. Далее через модель последовательно закачивают смесь жидкого стекла (20 об.%), 0,03%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 (15 об.%) и 10%-ный раствор POLYPACS-30 LF (65 об.%), (таблица 2, испытание № 1). Количество закачанного состава равняется перовому объему модели пласта. Модель оставляют на 24 ч с целью гелеобразования и определяют давление прорыва воды. Остальные примеры выполняются аналогично.

По результатам испытаний водоизолирующей способности выявлено, что использование в качестве регулятора гелеобразования 10-20%-ного раствора кальция хлористого технического или 10-20%-ного раствора POLYPACS-30 LF оказывает одинаковый эффект на водоизолирующую способность способа, поэтому можно использовать любой из них. Испытания № № 5, 6, 11 и 12 были исключены из заявляемого диапазона из-за неудовлетворительных результатов. Оптимальными являются испытания ( № № 1-4, 7-10), которые вошли в заявляемый диапазон соотношения компонентов, % об.:

жидкое стекло20-50
раствор полиакриламида DP9-8177 10-15
регулятор гелеобразования40-65,

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.

Использование 0,03-0,05%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 более 15% объема не влияет на результаты испытаний, поэтому эти объемы не включены в заявляемый диапазон.

Как видно из результатов, представленных в таблице 2, давление прорыва через 6 мес. у предлагаемого способа выше, чем у наиболее близкого аналога.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2525079

patent-2525079.pdf

Класс E21B33/138 глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы 

селективный состав для ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах -  патент 2529080 (27.09.2014)
состав для изоляции притока воды в добывающие нефтяные скважины -  патент 2527996 (10.09.2014)
улучшенные способы размещения и отклонения текучих сред в подземных пластах -  патент 2527988 (10.09.2014)
состав для ликвидации перетоков флюидов за эксплуатационными колоннами в нефтегазовых скважинах -  патент 2527443 (27.08.2014)
способ разработки залежей высоковязких нефтей или битумов при тепловом воздействии -  патент 2527051 (27.08.2014)
способ изоляции водопроявляющих пластов при строительстве скважины -  патент 2526061 (20.08.2014)
состав для изоляции водопритока в скважине -  патент 2526039 (20.08.2014)
гипсомагнезиальный тампонажный раствор -  патент 2524774 (10.08.2014)
тампонажный облегченный серосодержащий раствор -  патент 2524771 (10.08.2014)
полимерный состав для внутрипластовой водоизоляции -  патент 2524738 (10.08.2014)
Наверх