СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В ГАЗОВЫХ И НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ
COMPOSITION FOR INSULATION OF WATER PRODUCTION IN GAS AND OIL WELLS

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может быть использовано для снижения обводненности добываемой продукции и ликвидации межпластовых и заколонных перетоков.
Приток воды в добывающую скважину создает ряд проблем при ее эксплуатации. Этот процесс в газовой скважине вызывает глушение скважины и она прекращает добывать газ. В нефтяных скважинах фильтрация воды в скважину приводит к снижению дебитов нефти за счет роста обводненности добываемой продукции.
Известен состав для изоляции водопритоков в нефтяных и газовых скважинах, содержащий раствор полиакриламида в воде с добавкой сшивающих агентов - солей трехвалентных металлов (1).
Недостатком этого состава является низкая эффективность, связанная с ограниченной проницаемостью, повышенной вязкостью раствора водного раствора полимера и слабыми механическими свойствами полимерного геля.
Наиболее близким аналогом для заявленного состава является гидрофобный полимерный тампонажный состав для нефтяных и газовых скважин, содержащий полимер, растворитель, сшивающий агент и наполнитель (2). Указанный состав в качестве полимера содержит форполимер - уретановый предполимер типа ФП-65-2, в качестве растворителя - углеводородную жидкость, а в качестве сшивающего агента - воду при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
предполимер
100
углеводородная жидкость
50-100
вода
1-3
наполнитель
1-10
Недостатком данного состава являются его гидрофобные свойства, так как при закачке в нефтяную скважину он преимущественно будет поступать в нефтенасыщенные зоны, что приведет к снижению текущего дебита нефти.
Целью изобретения является повышение эффективности селективной водоизоляции газовых и нефтяных скважин в водонасыщенных участках пласта и увеличение текущего дебита добывающей скважины.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритоков в газовых и нефтяных скважинах, включающий уретановый предполимер, растворитель и воду, в качестве растворителя содержит гидрофильный апротонный растворитель с диэлектрической проницаемостью в интервале 6-45, общей формулы:
1
2
R-A(O)-R,
1
где R - метильная или этильная группа;
1
2
1
R=R или -O-R;
А - четырехвалентный атом углерода или серы, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.
уретановый предполимер
100
вода
0,03-33
указанный растворитель
200-2000
В качестве апротонного растворителя может быть использован ацетон или этилацетат, или диметилсульфоксид.
Сущность данного изобретения состоит в том, что использование в качестве растворителя апротонного полярного растворителя с указанными параметрами диэлектрической проницаемости позволяет проводить селективную изоляцию водонасыщенных участков пласта. Более высокое значение диэлектрической проницаемости (большая гидрофильность) по сравнению с углеводородами приводит к преимущественной фильтрации состава при закачке в пласт в гидрофильные области пород пласта, заполненные водой. Применение апротонного растворителя, например спиртов, в данном случае не приводит к достижению поставленной цели, так как функциональные изоцианатные группы уретановых предполимеров реагируют с избытком гидроксильных групп и не образуют гелей.
В качестве гидрофильного апротонного растворителя рекомендуется использовать ацетон (диметилкетон). Можно также использовать другие кетоны, например метилэтилкетон, сложные эфиры низших карбоновых кислот, например этиловый эфир уксусной кислоты (диэлектрическая проницаемость - 6,2), или диметилсульфоксид (диэлектрическая проницаемость - 45). Растворители с диэлектрической проницаемостью вне диапазона 6-45, например с диэлектрической проницаемостью менее 6 - гидрофобны и плохо смешиваются с водой. Более полярные растворители - избыточно гидрофильны и не могут быть использованы в качестве растворителей уретановых предполимеров с получением указанного технического результата.
Растворители, используемые в составе по изобретению, обеспечивают минимальную токсичность и не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.
Технический результат состоит в повышении эффективности селективной изоляции водонасыщенной части пласта. Водоизоляционные свойства состава по изобретению обеспечиваются за счет того, что он в пласте превращается в водонепроницаемый гель. Дополнительная водоизоляция достигается при замещении апротонного растворителя в геле водой на границе контакта с пластовой водой. Предлагаемый состав обеспечивает более экономное решение проблемы водоизоляции за счет пониженного содержания уретанового предполимера. Кроме того, указанный состав обеспечивает возможность гибкого регулирования времени гелеобразования в широких пределах, а также расширения области применения состава для низких пластовых температур (ниже 50°С). Состав на основе растворителя упомянутой формулы экологически безопасен.
Для испытаний готовят раствор ацетона в воде, далее добавляют уретановый предполимер и перемешивают. В течение 1 часа система образует гель. При контакте с водой прочность геля возрастает.
Составы для изоляции водопритоков и время их гелеобразования
Предполимер
Вода
Растворитель
Тип/диэл. проницаемость
Время гелеобразования, час
1
100
47
520
Ацетон/20,9 С<sub>3</sub>Н<sub>6</sub>О
0,3
2
100
33
500
Ацетон/20,9
1
3
100
6,6
570
Ацетон/20,9
1,5
4
100
0,6
600
Ацетон/20,9
3
5
100
20
1000
Ацетон/20,9
5
6
100
0,03
200
Ацетон/20,9
2
7
100
5
200
Этилацетат/6,02 СН<sub>3</sub>-СОО-СН<sub>2</sub>-СН<sub>3</sub>
15
8
100
5
200
Диметилсульфоксид/45 С<sub>2</sub>Н<sub>6</sub>ОS
9
Пример 1
3
Газовая скважина с дебитом 80 тыс.м в сутки. Скважина каждые 2 месяца останавливалась из-за накопления воды на забое скважины. Измерения показали, что в скважину поступает вода со скоростью 8-14 литров в сутки. Для снижения межремонтного пробега приготовили водоизолирующую композицию следующего состава, мас.ч:
Уретановый предполимер
100
Ацетон
800
Вода
30
Приготовленный состав закачали в газовую скважину и продавили в пласт газом в течение 4 часов. Далее остановили закачку на 24 часа на реагирование. После реагирования скважину пустили в эксплуатацию. В результате установлено, что поступление воды в скважину практически снизилось в 7 раз.
Пример 2.
Нефтяная скважина работает с дебитом по жидкости 60 т в сутки, в том числе 45 т в сутки добывается воды. Для снижения обводненности в скважину закачали состав, содержащий, мас.ч.:
Уретановый предполимер
100
Ацетон
400
Вода
1
3
3
3
Систему задавили в пласт 2 м чистого ацетона и продавили 5 м газового конденсата, 10 м воды и остановили скважину на реагирование в течение 24 часов. После пуска скважины в эксплуатацию добыча воды снизилась до 33 м в сутки при сохранении дебита по нефти.
Пример 3.
Нефтяная скважина работает с дебитом по жидкости 70 т в сутки, в том числе 50 т в сутки добывается воды. Для снижения обводненности в скважину закачали состав, содержащий, мас.ч.:
Уретановый предполимер
100
Этилацетат
400
Вода
1
3
Систему задавили в пласт ацетоном и продавили закачкой газового конденсата, воды и остановили скважину на реагирование в течение 24 часов. После пуска скважины в эксплуатацию добыча воды снизилась до 35 м в сутки при сохранении дебита по нефти.
Пример 4.
Нефтяная скважина работает с дебитом по жидкости 80 т в сутки, в том числе 40 т в сутки добывается воды. Для снижения обводненности в скважину закачали состав, содержащий, мас.ч.:
Уретановый предполимер
100
Диметилсульфоксид
400
Вода
1
3
Систему задавили в пласт ацетоном и продавили закачкой газового конденсата, воды и остановили скважину на реагирование в течение 24 часов. После пуска скважины в эксплуатацию добыча воды снизилась до 30 м в сутки при сохранении дебита по нефти.
Источники информации
1. RU 2186939, 24.07.2000, E21B 33/138, Е21В 43/32. Способ изоляции водопритока в нефтяной скважине.
2. RU 2164586, 16.06.1999, Е21В 33/1Э8. Гидрофобный полимерный тампонажный состав для нефтяных и газовых скважин.