способ изоляции водопритока в нефтяной скважине

Формула изобретения

Способ изоляции водопритока в нефтяной скважине, включающий закачку в качестве изолирующего материала гипана и продавливание его в водоносную часть пласта минерализованной пластовой водой, отличающийся тем, что перед закачкой гипана водоносную часть пласта обрабатывают разбавленным в соотношении 1:1 раствором соляной кислоты и разбавленным раствором гипана, проявляющим полиэлектролитные свойства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относятся к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к способам изоляции водопритока в нефтяной скважине с использованием водорастворимых полимеров акрилового ряда.

Известен способ селективной изоляции притока пластовых вод в нефтяные скважины, включающий закачку водорастворимых полимеров акрилового ряда [Клещенко И.И., Григорьев А.В., Телков А.П. Изоляционные работы при заканчивании и эксплуатации скважин. - М.: Недра, с. 31, 3 абзац]. Механизм изоляции притока пластовых вод основан на взаимодействии водорастворимых полимеров акрилового ряда с солями пластовых вод или адсорбции полимеров на водонасыщенной породе [см. там же, последний абзац, с.31]. Однако этот способ применим только при изоляции пластовых высокоминерализованных вод хлоркальциевого типа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ изоляции пластовых вод в скважинах, включающий последовательную закачку в водоносную часть пласта пресной воды. гидролизованного полиакрилонитрила (гипана), снова пресной воды и продавливание их в пласт минерализованной водой плотностью 1,18 г/см³ [Юмадилов А.Ю. Изоляция пластовых вод. - М.: Недра, 1976, с. 59, п.1].

Недостатком известного способа является низкая эффективность изоляции, обусловленная выдавливанием водорастворимого полимера из пласта [см там же, с. 96, последний абзац]. Причиной выдавливания полимера из пласта является взаимное отталкивание отрицательно заряженных поверхности породы и анионных групп макромолекулы гипана.

В изобретении решается техническая задача повышения эффективности способа изоляции за счет перезарядки поверхности и закрепления части анионных групп макромолекулы гипана на поверхности заглинизированной породы.

Задача решается тем, что в способе изоляции водопритока в нефтяной скважине, включающем закачку в качестве изолирующего материала гипана и продавливание его в водоносную часть пласта минерализованной пластовой водой, согласно изобретению перед закачкой гипана водоносную часть пласта обрабатывают разбавленным в соотношении 1:1 раствором соляной кислоты и разбавленным раствором гипана, проявляющим полиэлектролитные свойства.

Признаки изобретения.

1. Закачка в качестве изолирующего материала гипана.

2. Продавливание гипана в водоносную часть пласта минерализованной пластовой водой.

3. Перед закачкой гипана водоносную часть пласта обрабатывают.

4. Обрабатывают раствором соляной кислоты.

5. То же разбавленным в соотношении 1:1.

6. Обрабатывают разбавленным раствором гипана.

7. То же раствором гипана, проявляющим полиэлектролитные свойства.

Признаки 1 и 2 являются общими для известного и предлагаемого способов изоляции. Признаки 3-7 являются существенными отличительными признаками предлагаемого изобретения.

Сущность изобретения. В нейтральных и щелочных водных растворах глинистые породы заряжены отрицательно. (Глинистые породы входят в состав терригенных пластов, а в алевролитах их более половины). Поскольку гипан является анионоактивным полимером, адсорбция гипана на поверхности породы невозможна по физическим причинам, а именно из-за отталкивания одноименных электрических зарядов. В этих условиях происходит преимущественная адсорбция воды, т.е. процесс "отрицательной" адсорбции для гипана. Явление "отрицательной" адсорбции предопределяет выдавливание гипана из пласта в известных способах изоляции. При обработке водоносного пласта до закачки гипана по предлагаемому способу соляной кислотой, разбавленной в соотношении 1:1, то есть с переходом в кислую область, у глинистой породы происходит перезарядка поверхности и приобретение положительного заряда. Изменение физического свойства поверхности обеспечивает получение технического результата. Разбавленная в соотношении 1: 1 товарная соляная кислота в пластовых условиях проявляет большую активность по сравнению с концентрированной. Это отличает предлагаемый способ от обычной кислотной обработки пласта, где требуется максимальное замедление действия соляной кислоты. Гипан с молекулярной массой 10⁵ при содержании не более 1% проявляет полиэлектролитные свойства. [Ибрагимов Г.З. и др. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. - М.: Недра, 1991, с. 52, 1 абзац]. С уменьшением молекулярной массы до 10⁴ концентрация, при которой проявляются полиэлектролитные свойства, возрастает до 1,6%, то есть эта концентрация может быть разной и зависит она от молекулярной массы (размеров молекул) конкретного сорта гипана. Последующая закачка по предлагаемому способу разбавленного раствора гипана, проявляющего полиэлектролитные свойства, приводит к взаимодействию отрицательно заряженных анионных групп макромолекулы гипана с положительно заряженными катионами поверхности глинистой породы за счет электростатического притяжения. На поверхности породы образуется слой молекул гипана, закрепленных ионными силами, которые на два порядка (примерно в сто раз) превышают ван-дер-ваальсовы силы, отвечающие за адсорбцию. Это является основным техническим результатом от использования предлагаемого способа. При последующей закачке основного изолирующего материала - раствора гипана рабочей концентрации - происходит наращивание слоев и образование прочной пленки на поверхности породы, что является дополнительным техническим результатом, определяемым использованием предлагаемого способа. При содержании гипана не менее 3% электролиты (пластовые воды) стимулируют ионотропное гелеобразование, приводящее к структурированию полимера с образованием резиноподобного закупоривающего материала по всему объему (см. там же), что и происходит при продавливании гипана пластовой водой. Физические и химические явления, происходящие при применении предлагаемого способа, связаны между собой причинно-следственными связями: перезарядка поверхности определяет возможность электростатического притяжения анионных групп макромолекулы гипана, что, в свою очередь, приводит к ионному взаимодействию катионов глинистой породы с анионами гипана, что далее обуславливает появление пленки гипана на поверхности породы, на которую прилипают следующие слои гипана.

Способ осуществляется в следующей последовательности. Поднимают из скважины эксплуатационное оборудование, промывают ствол скважины от осадков и глушат скважину минерализованной пластовой водой. Проводят комплекс геофизических исследований для определения интервала притока воды. Спускают заливочные трубы, нижний конец которых устанавливают в интервале водоносной части пласта. Предварительно производят обработку интервалов притока воды, для чего последовательно закачивают в заливочные трубы (из расчета на 1 м мощности водоносного пласта): 0,5-0,7 м³ разбавленный в соотношении 1:1 раствор соляной кислоты по ТУ 6-01-714-77 с концентрацией 10-11%. После закачки в заливочные трубы буфера из пресной воды объемом 0,2 м³ производят закачку на каждый метр мощности водоносного пласта 1,5-2,0 м³ разбавленного раствора гипана, проявляющего полиэлектролитные свойства. При использовании в качестве изолирующего материала гипана по ТУ 6-01-166-77 содержание гипана в разбавленном растворе составляет 1%. Затем закачивают основной изолирующий материал в виде 8-10%-ного водного раствора гипана в количестве 1,0 м³ на каждый метр мощности водоносного пласта. Компоненты продавливают в пласт минерализованной пластовой водой и оставляют до отверждения коагулянта на одни сутки. После этого скважину промывают пластовой водой и после освоения запускают в работу.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить эффективность при изоляции водоносных пластов за счет прочного закрепления полимера на поверхности породы, особенно заглинизированных, что в конечном итоге приводит к сокращению объема изоляционных работ, а следовательно, подземных и капитальных ремонтов при эксплуатации скважин и снижает затраты на эти работы. Кроме того, его использование способствует более равномерной и полной выработке продуктивных пластов.

Источники информации

1. Клещенко И. И., Григорьев А.В., Телков А.П. Изоляционные работы при заканчивании и эксплуатации скважин. - М.: Недра, 1998, 267 с.

2. Юмадилов А. Ю., Изоляция пластовых вод. - М: Недра, 1976,111 с.

3. Ибрагимов Г.З. и др. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. - М.: Недра, 1991, 384 с.