СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ
METHOD OF WATER PRODUCTION ZONES ISOLATION IN WELL

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции зон водопритока в скважины с применением кремнийорганических соединений, а также может использоваться для изоляции водопритока в добывающих скважинах.
Известен способ изоляции водопритоков (пат. RU №2319723, МПК С09К 8/506, опубл. 20.03.2008 г., бюл. №8), осуществляемый с помощью закачки водоизолирующего состава, который включает этиловый или метиловый эфир ортокремневой кислоты или их смесь, полярный растворитель, катализатор - хлориды металлов IV-VIII групп, дополнительно содержит аэросил, при следующих соотношениях, мас.ч.:
Этиловый или метиловый эфир ортокремневой кислоты
или их смесь
100
Полярный растворитель
10-50
Аэросил
1-10
Хлориды металлов IV-VIII групп
1-5
Недостатками известного способа являются низкая эффективность изоляции, а также использование большого количества этанола, бутанола, ацетона в закачиваемом составе, которые являются легковоспламеняющимися жидкостями.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ изоляции притока вод в скважинах (пат. RU №2251615, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.05.2005 г., бюл. №13), включающий приготовление и закачку в пласт смеси кремнийорганического вещества с материалом Полисил при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кремнийорганическое вещество
97,0-99,9
Полисил
0,1-3,0
Недостатком известного способа изоляции является то, что он предназначен для изоляции низкопроницаемых пластов высокотемпературных скважин и непригоден для закачки в высокопроницаемые, трещиноватые и кавернозно-трещиноватые коллекторы, так как в условиях высоких депрессий на пласт водоизолирующая смесь будет вымываться из зоны изоляции.
Технической задачей предложения является повышение изолирующей способности способа за счет улучшения структурно-механических свойств водоизолирующей смеси, ее трещиностойкости и отсутствия усадки.
Техническая задача решается способом изоляции зон водопритока в скважине, включающим приготовление и закачку в пласт смеси кремнийорганической жидкости - КЖ с армирующей добавкой.
Новым является то, что предварительно готовят 0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, вводят в 0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177 армирующую добавку, а в качестве армирующей добавки используют фиброволокно при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
КЖ
100
Фиброволокно
0,1-1
0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177
50-100
Используемые в предлагаемом способе реагенты:
- в качестве КЖ в предложении используют кремнийорганические жидкости, содержащие в своем составе катализаторы гелеобразования, способствующие при взаимодействии с водой к выделению хлористоводородной кислоты, которая является структурообразователем КЖ: кремнийорганические тампонажные материалы группы АКОР-БН (АКОР-БН100, АКОР-БН101, АКОР-БН102, АКОР-БНЮЗ, АКОР-БН104 и АКОР-БН300) по ТУ 2458-001-01172772-99, которые представляют собой жидкость от желто-коричневого до темно-коричневого цвета; кремнийорганические продукты 119-296И марки Б и 119-296И марки В по ТУ 2229-519-05763441-2009, которые представляют собой водорастворимую композицию этоксисилоксанов; АКРОН и АКРОН-А по ТУ 2458-317-00147001-2006, которые представляют собой подвижные жидкости от бледно-желтого до коричневого цвета; АКРОН-РК по ТУ 2458-001-71012633-2008, который представляет собой низковязкую жидкость от бледно-желтого до коричневого цвета; кремнийорганический тампонажный состав КТС 119-РЦ по ТУ 2458-006-71012633-2012, который представляет собой водорастворимую композицию олигоэтоксисилоксанов. В присутствии воды КЖ гидролизуются с образованием жидких водорастворимых продуктов, которые затем отверждаются (гелируют);
- фиброволокно (длиной 3-18 мм) по ТУ 2272-006-13429727-2007, представляет собой волокно строительное микроармирующее, изготавливаемое из термопластичных полимеров (полиэтилентерефталата, полибутилентерефталата, полипропилена);
- полиакриламид DP9-8177 по ТУ 2458-010-70896713-2006, представляет собой порошок модифицированного полиакриламида низкой молекулярной массы с низкой плотностью анионного заряда и предназначен для использования в технологических операциях по повышению нефтеотдачи пласта и выравниванию профиля приемистости нагнетательных скважин.
3
Известно, что тампонажные камни, образованные КЖ в присутствии воды, имеют общий недостаток - они растрескиваются и дают усадку. Для устранения этого недостатка предлагается армировать водоизолирующую смесь по предлагаемому способу волокнистым материалом - фиброволокном. Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. Предварительно готовят 0,5%-ный водный раствор полиакриламида DP9-8177, для чего 5 кг полиакриламида DP9-8177 растворяют при перемешивании в 1 м воды. Затем фиброволокно (0,1-1 мас.ч. к 100 мас.ч. КЖ) при интенсивном перемешивании вводят в 0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177. Далее к 100 мас.ч. КЖ добавляют 50-100 мас.ч. 0,5%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 с фиброволокном и тщательно перемешивают. Полученную водоизолирующую смесь закачивают в зону изоляции водопритока. Время отверждения смеси зависит от количества добавленного к КЖ раствора полиакриламида DP9-8177 с фиброволокном, так как его отверждение происходит при воздействии воды, содержащейся в растворе полиакриламида DP9-8177.
0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177 обладает достаточной вязкостью и хорошей удерживающей способностью, поэтому фиброволокно располагается в нем равномерно по всему объему. При перемешивании 0,5%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 с фиброволокном и КЖ получается однородная водоизолирующая смесь, которая седиментационно устойчива и фиброволокно в ней распределяется во всем объеме. Фиброволокно устойчиво к щелочам, кислотам и пластовым флюидам. Его роль, как армирующей добавки, заключается в создании в закачиваемой водоизолирующей смеси эластичной упругой пространственной структуры, занимающей объемы поровых каналов и перекрывающей их. Благодаря дисперсному армированию и за счет релаксации напряжений в образуемом тампонажном камне фиброволокно как при отверждении, так и при эксплуатации способствует быстрому набору структурной прочности тампонажного камня, препятствует его усадке и повышает трещиностойкость.
Лабораторные испытания предлагаемого способа на примере продукта 119-296И марки Б. В стеклянном стакане готовят водоизолирующую смесь: взвешивают 0,5 г фиброволокна (0,5 мас.ч.), наливают 50 г 0,5%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 (50 мас.ч.) и хорошо перемешивают. Во второй стеклянный стакан объемом 200 мл наливают 100 г кремнийорганического продукта 119-296И марки Б (100 мас.ч.), добавляют содержимое первого стакана, перемешивают, при этом фиброволокно равномерно распределяется во всем объеме смеси. Приготовленная водоизолирующая смесь через 7 ч отверждается во всем объеме, через 3 дня хранения отвержденный тампонажный камень не дает усадки, трещины не образуются. Другие примеры осуществляют аналогично.
С целью исследования структурно-механических свойств отвержденного камня по предлагаемому способу и прототипу измеряли пластическую прочность по методу конического пластомера П.А. Ребиндера (Справочное руководство по тампонажным материалам: Учебное пособие / Данюшевский B.C., Алиев P.M., Толстых И.Ф. - М.: Недра, 1987. с.336-339). Результаты измерений показывают, что эффективность предлагаемого способа превосходит эффективность прототипа. Способ по прототипу, который показал наибольшее снижение коэффициента проницаемости (345%), имеет меньшую пластическую прочность по сравнению с предлагаемым способом, что доказывает повышение изолирующей способности способа. Результаты лабораторных испытаний представлены в таблице.
Таблица
Результаты лабораторных исследований предлагаемого способа
№
Наименование КЖ, мас.ч.
Фиброволок-но, мас.ч.
0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, мас.ч.
Время отвержде-ния
Качество отвержденного тампонажного камня через 3 дня
Пластическая прочность, МПа
1
КТС119-РЦ, 100
0,1
40
2 ч
Без трещин и усадки
0,50
2
Пр-т 119-296И марки Б, 100
0,5
50
7 ч
Без трещин и усадки
0,65
3
Пр-т 119-296И марки В, 100
0,3
50
6 ч 30 мин
Без трещин и усадки
0,70
4
АКОР-БН102, 100
1
100
22 ч
Без трещин и усадки
0,55
5
АКРОН, 100
0,7
75
30 ч
Без трещин и усадки
0,60
6
АКРОН-РК, 100
0,5
100
48 ч
Без трещин и усадки
0,65
7
КТС119-РЦ, 100
0,6
110
60 ч
Без трещин и усадки
0,70
8
Состав по прототипу №8*:
Трещины и усадка
0,45
Олигоорганоэтоксихлорсилоксаны (КЖ) - 96,5 мас.%
Полисил-П1 - 3,5 мас.%
*Состав №8 по прототипу, который имеет наибольшее снижение коэффициента проницаемости (345%)
При подборе оптимальных рецептур опытным путем было установлено, что оптимальное количество фиброволокна на 100 мас.ч. КЖ находится в пределах 0,1-1 мас.ч. Количество фиброволокна менее 0,1 мас.ч. на 100 мас.ч. КЖ не эффективно, так как не влияет на качество отвержденной смеси; использование фиброволокна более 1 мас.ч. на 100 мас.ч. КЖ нецелесообразно, так как такое количество плохо перемешивается и такую смесь трудно закачать. Оптимальное количество 0,5%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 на 100 мас.ч. КЖ находится в пределах 50-100 мас.ч., так как количество менее 50 мас.ч. приводит к быстрому отверждению (2 ч, пример №1), а более 100 мас.ч. нецелесообразно из-за долгого времени отверждения (60 ч, пример №7). На основе результатов лабораторных исследований было выбрано оптимальное соотношение компонентов смеси по предлагаемому способу, мас.ч:
КЖ
100
Фиброволокно
0,1-1
0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177
50-100
Качество отвержденной водоизолирующей смеси по предлагаемому способу определяли визуально по наличию или отсутствию трещин и усадки. По результатам лабораторных испытаний, представленных в таблице, очевидно, что предлагаемый способ в отличие от прототипа характеризуется отсутствием трещин в отвержденном камне, отсутствием усадки и повышенной пластической прочностью.
Пример осуществления предлагаемого способа.
Предлагаемый способ осуществили для изоляции обводнившегося пропластка в бобриковском горизонте в скважине Ромашкинского месторождения с текущим забоем 1235 м и интервалом перфорации, вскрывшим продуктивный горизонт в интервале 1190-1210 м. Из скважины подняли подземное оборудование, на глубину 1190 м в скважину спустили насосно-компрессорные трубы диаметром 73 мм.
3
3
3
На дневной поверхности приготовили 0,5%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, для чего в первую половину мерника цементировочного агрегата ЦА-320М набрали 1 м воды и, используя чанок агрегата, при перемешивании в течение 30 мин растворили 5 кг (50 мас.ч.) полиакриламида DP9-8177. В полученный раствор добавили 5 кг фиброволокна (0,5 мас.ч.) и перемешали в течение 30 мин. Далее во вторую половину мерника набрали 2 м кремнийорганического продукта 119-296И марки Б (100 мас.ч.) и содержимое обеих половин мерника агрегата перемешали между собой в течение 30 мин. В насосно-компрессорные трубы закачали 3 м приготовленной в мернике цементировочного агрегата водоизолирующей смеси и техническую воду в объеме 3,7 м для продавливания смеси в изолируемый пропласток. Далее НКТ приподняли на 200 м с целью исключения их прихвата отвердевшей смесью и оставили скважину на реагирование в течение 24 ч. Далее скважину освоили, спустили подземное оборудование и пустили скважину в эксплуатацию. В результате проведенных работ обводненность скважины снизилась на 30%, дополнительная добыча нефти составила при этом 1,5 т в сутки.
Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение изолирующей способности способа за счет улучшения структурно-механических свойств водоизолирующей смеси, ее трещиностойкости и отсутствия усадки.