СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЕСКОПРОЯВЛЯЮЩИХ СКВАЖИН
METHOD OF BOTTOMHOLE SUPPORT IN SAND WELLS

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для крепления призабойной зоны пескопроявляющих газовых скважин, в т.ч. используемых для подземного хранения газа.
Известен способ крепления призабойной зоны пескопроявляющих скважин путем закачки сначала полимерного состава на основе смеси карбамидформальдегидной и ацетонформальдегидной смол, а затем раствора соляной кислоты [1 - аналог].
Недостатками данного способа являются сложность проведения операций, связанных с быстрым отвердеванием состава, многоступенчатость процесса, а также использование коррозионноактивной соляной кислоты.
Известен состав для крепления призабойной зоны пласта при борьбе с пескопроявлениями, включающий закачку раствора следующего состава: кубовые остатки фурфурилового спирта, концентрированная техническая соляная кислота, ацетон, 25%-ный водный раствор аммиака, вода [2 - аналог].
Недостатки данного способа - использование многокомпонентного состава, низкие прочностные характеристики и недостаточная газопроницаемость закрепляемого песчаника.
Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности является способ крепления призабойной зоны пласта с составом, содержащим смолу, хлористый аммоний и нитрит натрия [3 - прототип].
Недостатком вышеуказанного состава для крепления слабосцементированного пласта является то, что образуемое при его использовании покрытие значительно снижает проницаемость коллектора, а также в том, что образующийся при креплении песка камень имеет низкие прочностные характеристики.
Целью данного изобретения является разработка технологичного способа крепления призабойной зоны газовых скважин с одновременным сохранением коллекторских свойств пласта.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа за счет улучшения прочностных и фильтрационно-емкостных характеристик песчаника, скрепленного заявленным составом и предотвращение образования песчаных пробок и выноса песка в ствол скважины.
Сущность изобретения
Предлагается способ крепления призабойной зоны пласта с неустойчивыми породами, включающий создание фильтра путем приготовления и закачки отверждающегося полимерного состава в призабойную зону, заключающийся в том, что перед и после указанного состава закачивается растворитель, объем которого составляет 10-30% об. от полимерного состава, после чего скважину продувают потоком газа и производят выдержку на реагирование и отверждение состава, а в качестве отверждающегося полимерного состава используется смесь кремнийорганической смолы и растворителя - Химеко-П и отвердитель АГМ-9, представляющий собой аминопропилтриэтоксисилан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пескоукрепляющий состав
Химеко-П
95,0-98,0
Отвердитель АГМ-9
5,0-2,0,
в качестве растворителя используется ксилол или ароматические растворители, следующего компонентного состава, мас.%:
Кубовые остатки ректификации
КОРЭ
0,0-100,0
Ароматический растворитель
Нефрас А
100,0-0,0
Для исследований использовались:
1. Пескоукрепляющий состав по ТУ 2458-105-54651030-2012 представляет собой смесь кремнийорганического полимера и растворителя.
В качестве кремнийорганической смолы выступает раствор полиметилфенилсилоксановой смолы, модифицированной полиэфиром в ксилоле, а в качестве растворителя о-ксилол ТУ 2458-105-54651030-2012 изм. №1 от 12.10.2012 г.
2. Отвердитель АГМ-9 по ТУ 6-02-724-77 представляет собой аминопропилтриэтоксисилан.
Количественные соотношения выбраны исходя из того, что использование отвердителя более чем 5,0% нецелесообразно, а при менее чем 2,0% снижается эффективность отверждения пескоукрепляющего состава.
Экспериментальное исследование состава проводилось на фильтрационной установке высокого давления HP-CFS. Схема установки представлена на рисунке 1.
В лабораторных условиях при комнатной температуре были выполнены испытания данного состава по оценке влияния его закачки на фильтрационно-емкостные свойства пористой среды призабойной зоны газовой скважины.
2
Моделью пласта служила насыпная модель длиной 22,4 см и внутренним диаметром 4,71 см. Для получения заданной проницаемости пористой среды использовали молотую в течение определенного времени фракцию кварцевого песка.
После набивки модели песком она насыщалась водой и определялось значение коэффициента проницаемости по воде. В модель закачивали растворитель, затем полимерный состав и снова растворитель, после чего модель продували воздухом в течение24-48 часов для полного отверждения состава. После продувки модель вновь насыщалась водой и определялось конечное значение коэффициента фазовой проницаемости по воде. По полученным значениям коэффициента проницаемости до и после обработки рассчитывался коэффициент восстановления проницаемости.
На заключительном этапе определяли наличие или отсутствие выноса песка при избыточном давлении до 5,0 МПа.
Полученные результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1
Влияние состава композиции на коэффициент восстановления проницаемости и вынос песка
№ опыта
1
2
3
4
5 прототип
Состав композиции, мас.%
Химеко-П
95
96,5
98
97,5
-
АГМ-9
5
3,5
2
2,5
-
Карбамидная смола
-
-
-
-
80
Хлористый аммоний
-
-
-
-
3,0
Нитрит натрия
-
-
-
-
2,0
Растворитель, % масс.
КОРЭ
-
50
100
-
-
Нефрас
100
50
-
-
-
Ксилол
-
-
-
100
-
Количество растворителя, % об. от состава
До
10
20
20
30
-
После
20
10
20
30
-
Количество состава, V пор
2
2
2
2
0,5
Проницаемость по воде, мкм<sup>2</sup>
До обработки
0,4421
0,5281
0,5867
0,5346
3,180
После обработки
0,5084
0,5559
0,5867
0,5880
2,012
Коэффициент восстановления проницаемости, β
1,15
1,05
1,0
1,1
0,63
Степень сжатия, МПа
3,6
3,5
3,4
3,4
-
Вынос песка
нет
нет
нет
нет
нет
Как следует из таблицы, предлагаемый состав предотвращает вынос песка, при этом не снижает проницаемость пористой среды по газу, в то время как состав по прототипу предотвращает вынос песка, но значительно снижает проницаемость пористой среды по газу.
Источники информации
1. Патент РФ №2387806, E21B 33/138, Способ крепления призабойной зоны пескопроявляющих скважин, №2009112473/03; опубликован 27.04.2010. - аналог.
2. Патент РФ №2138616, E21B 33/138, Состав для крепления призабойной зоны пласта, №97118822/03; опубликован 27.09.1999. - аналог.
3. Патент РФ 2352764, E21B 33/138, Способ крепления призабойной зоны пласта, №2007119854/03; опубликован 20.04.2009. - прототип.