СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ В СКВАЖИНЕ
METHOD TO INSULATE ABSORPTION ZONE IN WELL

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции зоны поглощения в скважине, и может быть использовано для проведения ремонтно-изоляционных работ в условиях больших поглощений.
Известен способ изоляции водопритока и зоны поглощения путем одновременно-раздельной закачки в обводненную часть пласта двух потоков: один поток - гипан, жидкое стекло, вода, другой - водный раствор соляной кислоты 0,44-4,0% (Патент RU №1774689, МПК Е21В 33/138, опубл. БИ №1, 1996 г.). После смешения потоков в скважину дополнительно закачивают водный раствор кислоты.
Основным недостатком указанного способа является длительность выдерживания скважины для затвердевания тампонирующей смеси (не менее 48-72 ч), вследствие чего гидроизоляционный экран размывается в интенсивно поглощающей зоне пласта непосредственно в процессе его формирования.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ изоляции зоны поглощения пласта путем последовательной закачки в нее порций жидкого стекла натриевого, суспензии гипса химического на водной основе, жидкого стекла натриевого и суспензии гипса химического в смеси с формальдегидной смолой и кислотного отвердителя (Патент RU №2391489, МПК Е21В 33/13, С09К 8/502, С09К 8/508, опубл. БИ №16, 10.06.2010 г.). К недостаткам способа можно отнести:
- седиментационное осаждение фосфогипса из водной суспензии и налипание его на металлические поверхности нефтепромыслового оборудования, вследствие чего возникают технологические трудности при прокачке водной суспензии в скважину, а также снижается качество и надежность изоляционного экрана из-за недостатка фосфогипса при его связывании с жидким стеклом;
- длительное время структурирования (не менее 48 ч) тампонирующей смеси, что отрицательно сказывается на успешности водоизоляционных работ в условиях интенсивных поглощений.
Технической задачей предложения является повышение эффективности ремонтно-изоляционных работ в условиях больших поглощений за счет предотвращения осложнений при проведении ремонтно-изоляционных работ путем исключения осаждения фосфогипса, а также сокращения времени ремонта скважины.
Задача решается способом изоляции зоны поглощения в скважине, включающим порционное приготовление, закачку в скважину и размещение в зоне поглощения твердеющего в присутствии структурообразователей тампонажного состава на основе ацетоноформальдегидной смолы и жидкого стекла.
Новым является то, что при приготовлении двух отдельных порций тампонажного состава в порцию из ацетоноформальдегидной смолы вводят глинопорошок и структурообразователь для жидкого стекла, в порцию из жидкого стекла вводят структурообразователь для ацетоноформальдегидной смолы, в качестве которых используют соответственно фосфогипс и 15%-ный водный раствор едкого натра, причем закачку и движение порций тампонажного состава в скважине осуществляют двумя бесконтактными потоками, а смешение потоков осуществляют перед зоной поглощения в соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:
первый поток:
ацетоноформальдегидная смола
- 120
глинопорошок
- 25
фосфогипс
- 40
второй поток:
жидкое стекло
-105
15%-ный водный раствор едкого натра
- 30
Для реализации способа используют ацетоноформальдегидную смолу по ТУ 2228-006-48090685-2002; глинопорошок по ТУ 390147001-105-93 с изм. №№1-3; фосфогипс марки А по ТУ 2141-677-00209438-2004, стекло натриевое жидкое по ГОСТ 13078-81 (жидкое стекло), едкий натр по ГОСТ 2263-79.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в изоляции зоны поглощения в скважине в процессе ремонтно-изоляционных работ путем формирования в ней тампонирующей массы, образующейся при смешении компонентов предлагаемого тампонажного состава.
При приготовлении компонентов первой порции глинопорошок смешивают с ацетоноформальдегидной смолой, при этом образуется однородная суспензия. При добавлении фосфогипса и перемешивании суспензии седиментационного осаждения фосфогипса не происходит, и он не налипает на металлические поверхности нефтепромыслового оборудования при закачке в скважину ввиду того, что находится во взвешенном состоянии в глинистой суспензии смолы, обладающей тиксотропными свойствами. Для приготовления второй порции перемешивают жидкое стекло и 15%-ный водный раствор едкого натра, при этом образуется гомогенный раствор. Закачку и движение порций тампонажного состава в скважине осуществляют двумя бесконтактными потоками, например, один поток закачивают по межтрубному пространству, а другой - по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ).
При смешивании компонентов двух потоков перед зоной поглощения фосфогипс реагирует с жидким стеклом, что ведет к загущению тампонажного состава, а 15%-ный водный раствор едкого натра реагирует с ацетоноформальдегидной смолой, в результате чего образуется плотная тампонажная масса в зоне поглощения.
В лабораторных условиях установили оптимальное соотношение компонентов тампонажного состава, при этом ориентировались на начало структурирования через 30 мин после смешения компонентов тампонажного состава, чтобы при попадании в зону поглощения состав быстро образовывал гидроизоляционный экран и его не размывало. Так как основой тампонажного состава является ацетоноформальдегидная смола, в первую очередь определили необходимое количество и концентрацию структурообразователя - раствора едкого натра на 120 масс.ч. ацетоноформальдегидной смолы (100 мл), результаты определения представлены в табл.1.
Время начала структурирования определяли следующим образом. В стеклянном стакане объемом 250 мл перемешивали расчетное количество компонентов тампонажного состава, и время, через которое мениск жидкости переставал смещаться, принимали за время начала структурирования.
По результатам (табл.1) было выбрано 30 масс.ч. 15%-ного раствора едкого натра на 120 масс.ч. ацетоноформальдегидной смолы с временем начала структурирования 30 мин, достаточным для образования гидроизоляционного экрана и блокирования зоны поглощения с дальнейшим уплотнением тампонажной массы в течение нескольких часов до состояния камня.
Таблица 1
Результаты определения количества и концентрации раствора едкого на 120 масс. ч. ацетоноформальдегидной смолы
Количество водного раствора едкого натра, масс. ч.
Время начала структурирования ацетоноформальдегидной смолы водным раствором едкого натра различной концентрации, мин
10%
15%
20%
10%
15%
20%
20
20
20
100
60
20
30
30
30
70
30
15
40
40
40
50
20
10
Далее определяли необходимое количество глинопорошка, фосфогипса и жидкого стекла на 120 масс. ч. ацетоноформальдегидной смолы, результаты испытаний представлены в табл.2.
Количество фосфогипса и жидкого стекла выбирали по оптимальному времени начала структурирования состава (30 мин) и седиментационной устойчивости тампонажного раствора. Как видно из данных табл.2, уменьшение количества глинопорошка менее 25 масс. ч. и фосфогипса менее 40 масс. ч. ведет к его осаждению, а увеличение глинопорошка в потоке до 30 масс. ч. и фосфогипса до 50 масс. ч. ведет к нетекучести тампонажного раствора после его перемешивания. В составе, содержащем 120 масс. ч. ацетоноформальдегидной смолы, 25 масс. ч. глинопорошка, 40 масс. ч. фосфогипса и 105 масс. ч. жидкого стекла, оседания фосфогипса не происходит, время начала структурирования тампонажного состава составляет 30 мин. Результатами модельных испытаний подтверждено, что данный состав является оптимальным для создания прочного гидроизоляционного экрана в зоне поглощения.
Испытание водоизолирующей способности состава по предлагаемому способу и прототипу проводили на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, что позволяет моделировать закачку реагентов в пласт. Модель пласта насыщали пластовой водой, после этого закачивали тампонажный состав с соотношением компонентов согласно предложенному способу и оставляли на реагирование. Количество закачанного состава равнялось поровому объему модели пласта. Через 24 ч закачивали воду и определяли давление прорыва. Результаты модельных испытаний представлены в табл.2, по которым очевидно, что водоизолирующая способность состава по предложенному способу не уступает прототипу даже при выдержке на структурирование в течение 24 час в отличие от 48 час у прототипа.
Пример конкретного выполнения способа.
3
Работы проводили в нефтедобывающей скважине с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм, текущим забоем 1785 м. На глубине 1328 м выявили нарушение целостности эксплуатационной колонны с удельной приемистостью 6,1 м/(ч·МПа). При реализации способа в скважину на глубину 1325 м спустили колону НКТ диаметром 73 мм. Произвели приготовление смеси 12 т ацетоноформальдегидной смолы; 2,5 т глинопорошка и 4 т фосфогипса. Для этого смесь глинопорошка и фосфогипса затарили в цементосмесительный агрегат и затворили эту смесь на ацетоноформальдегидной смоле, аналогично приготовлению цементного раствора. Готовую смесь ацетоноформальдегидной смолы, глинопорошка и фосфогипса откачали в осреднительную емкость. В мерниках двух цементировочных агрегатов типа ЦА-32им перемешали 10,5 т жидкого стекла и 3 т 15%-ного водного раствора едкого натра. Далее в скважину одновременно раздельно закачали порции тампонажного состава в виде двух бесконтактных потоков, смесь ацетоноформальдегидной смолы, глинопорошка и фосфогипса (первый поток) - по межтрубному пространству, а 10,5 т жидкого стекла и 3 т 15%-ного водного раствора едкого натра (второй поток) - по колонне НКТ, причем поддерживали расход первого насосного агрегата на 20% больше расхода второго насосного агрегата. На выходе из НКТ происходит смешивание 2-х потоков, и в интервал нарушения целостности эксплуатационной колонны закачивают уже готовый тампонажный состав. Продавливание тампонажного состава в интервал нарушения произвели закачиванием в скважину технологической жидкости - пластовой воды. Далее насосно-компрессорные трубы подняли на глубину 1100 м и оставили скважину на время структурирования состава в течение 24 ч. Скважину спрессовали давлением в 20 МПа в течение 30 мин и результаты опрессовки показали, что эксплуатационная колонна герметична.
Использование предлагаемого способа позволит повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ в условиях больших поглощений за счет предотвращения осложнений при проведении ремонтно-изоляционных работ путем исключения осаждения фосфогипса. Благодаря уменьшению времени структурирования тампонажного состава сокращаются время проведения работ и расходы на ремонт скважины на 5-15%. Из-за быстрого отверждения не происходит размывание гидроизоляционного экрана в процессе его формирования, что увеличивает эффективность работ на 20-30%.
Таблица 2
Результаты испытаний тампонажного состава
Тампонажный состав
Время структурирования состава
Время выдержки в модели пласта, ч
Давление прорыва, МПа/м
Первый поток, масс.ч.
Седиментационная устойчивость после перемешивания компонентов первого потока
Второй поток, масс. ч.
Ацетоно формаль дегидная смола
Глинопорошок
Фосфогипс
Стекло натриевое жидкое
15%-ный водный раствор едкого натра
Начало, мин
Конец, ч
120
15
20
фосфогипс оседает
120
30
120
23
-
120
20
30
фосфогипс оседает
110
30
90
18
120
25
40
текучий однородн. раствор
105
30
30
10
24
6,0
120
30
50
нетекучий раствор
90
30
10
3
-
-
Состав по прототипу<sup>∗</sup>
48
5,0
<sup>∗</sup>Состав по прототипу воспроизведен и испытан заявителем.