СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОД В СКВАЖИНЕ
COMPOSITION FOR ISOLATION OF WATER IN WELLS

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах.
Известен состав для изоляции водопритоков и зон поглощений в скважинах (а.с. №765497, МПК Е21В 33/13, опубл. 23.09.1980, бюл. №35), который содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, а также эпихлоргидрин. Недостатком известного состава является то, что эпихлоргидрин обладает высокой токсикологической опасностью (2 класс опасности).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для изоляции вод в скважине (пат. RU 2354678, МПК С09К 8/487, опубл. 10.05.2009, бюл. №13), который содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, а также эпоксисоединение - глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина. При взаимодействии сополимера с эпоксисоединением (структурообразователем) образуется полимерный гель, способный блокировать водоприток в скважину.
Недостатком известного состава является то, что полученный гель в пресной воде со временем размягчается, разрушается и вымывается из зоны изоляции, из-за чего повышается обводненность нефти и сокращается межремонтный период работы скважины.
Техническими задачами предложения являются повышение эффективности ограничения водопритока и снижение обводненности нефти за счет образования полимерного геля, стойкого к воздействию пресных вод.
Поставленная задача решается составом для изоляции вод в скважине, содержащим сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты и структурообразователь.
Новым является то, что в качестве сополимера метакрилата натрия и метакриловой кислоты используют реагент «Витам», а в качестве структурообразователя - раствор алюмохлорида при следующем соотношении, об.%:
реагент «Витам»
25-75
раствор алюмохлорида
25-75,
дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном отношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида.
Реагенты, применяемые в предлагаемом составе, представлены в табл.1.
Таблица 1
Наименование реагента
Наименование технических условий (ТУ)
Внешний вид
Основная характеристика
Реагент «Витам»
ТУ 2458-028-25690359-2007 с изм. №1
Вязкая бесцветная или желтоватая жидкость
Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее 11
Гидроксохлористый алюминий (алюмохлорид)
ТУ 2471-077-05766563-2006
Жидкость слабо желтого или серого цвета с зеленоватым оттенком
Массовая доля основного вещества в перерасчете на АlСl<sub>3</sub>, г/дм<sup>3</sup>, в пределах 1200-1300
Цемент
ГОСТ 1581-96
-
-
Согласно техническим условиям реагент «Витам» представляет собой композиционный материал на основе карбоксилсодержащего метакрилового сополимера и гликоля, он предназначен для повышения нефтеотдачи в качестве водоизолирующего агента. Водоцементную смесь получают затворением цемента, используемого повсеместно при ремонте скважин. Затворение цемента проводят при водоцементном отношении 0,5-0,8.
При взаимодействии реагента «Витам» с раствором алюмохлорида образуется объемный полимерный гель, который отличается от известных (гипана, полиакриламида, лигносульфонатов) отсутствием синерезиса (усадки геля, сопровождающейся отделением жидкости), улучшенными структурно-механическими свойствами и способностью к обратимым упругим деформациям. При взаимодействии реагента «Витам», раствора алюмохлорида и водоцементной смеси происходит ускорение набора прочности полимерцементной массы, что обеспечивает сокращение продолжительности ремонта скважины. Полимерцементная масса, получаемая при взаимодействии реагента «Витам». раствора алюмохлорида и водоцементной смеси, не разрушается в пресной воде. повышается прочность получаемого водоизоляционного экрана, что позволяет последнему выдерживать перепады давлений, существующие в системе «пласт-скважина».
3
В лабораторных условиях предлагаемый состав проверяли на воздействие пресной воды: в колбы наливали реагент «Витам». раствор алюмохлорида и водоцементную смесь перемешивали и полученную полимерцементную массу заливали пресной водой плотностью 1000 кг/м. Каждые 3 месяца замеряли объем воды в колбах и ее плотность, которые не изменились в течение года, вода при этом не помутнела, а полимерцементная масса не разрушилась, что доказывает ее стойкость к воздействию пресных вод.
Испытания водоизолирующей способности предлагаемого состава проводили на моделях пласта длиной 120 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных молотым известняком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку реагентов в пласт и вести непрерывный контроль их расхода по схеме: «скважина-пласт» и «пласт-скважина». Первоначально через модель пласта прокачивают воду, проводят замер ее расхода и определяют исходную проницаемость модели. Далее через модель последовательно прокачивают реагент «Витам», раствор алюмохлорида и водоцементную смесь. Модели оставляют на 24 ч и 36 ч с целью структурирования состава, после чего прокачивают воду, по формуле Дарси определяют проницаемость и вычисляют коэффициент изоляции, который характеризует степень закупоривания пор и является мерой результативности изоляционных работ.
Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу (прототипу) представлены в табл.2.
Таблица 2
№
Количество реагентов в составе, мл
Коэффициент изоляции составов через 24 ч, %
Коэффициент изоляции составов через 36 ч, %
Реагент «Витам»
Раствор алюмохлорида
Водоцементная смесь/водоцементное отношение
1
20
80
10/0,4
70
75
2
25
75
12/0,8
96
99,5
3
50
50
15/0,6
98
100
4
75
25
22/0,5
97
100
5
80
20
25/1
80
82
Состав по прототипу
92-100
Из представленных в табл.2 результатов следует, что составы №1 и №5 показали недостаточную изолирующую способность. Коэффициент изоляции предлагаемого состава и водоцементной смеси (опыты №2-4) уже через 24 ч составил 96-98%, а через 36 ч - 99,5-100%, что лучше результатов, полученных при использовании состава по наиболее близкому аналогу через 36 ч, и что свидетельствует об эффективности предлагаемого состава. В опытах №2-4 оптимальное количество водоцементной смеси при водоцементном отношении 0,5-0,8 составляет от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида (№2-12%, №3-15%, №4-22%).
Оптимальное соотношение состава и водоцементной смеси (опыты №2-4), об.%:
реагент «Витам»
25-75
раствор алюмохлорида
25-75,
дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном отношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида.
Использование водоцементной смеси в качестве дополнительного компонента состава обеспечивает сокращение продолжительности структурирования состава с 36 до 12 ч, обеспечивает повышение прочности водоизоляционного экрана и эффективности изоляционных работ. Требуемый объем водоцементной смеси выбран на основе опыта промысловых работ и уточняется в зависимости от приемистости скважины.
Пример практического применения.
3
На скважине проводили изоляцию пластовых вод с отключением части пласта. Характеристики скважины: нефтедобывающая скважина с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм, текущим забоем 1794 м, интервалом перфорации продуктивного пласта 1778-1780, 1788-1790 м и удельной приемистостью 5,0 м/ч·МПа).
3
3
3
3
3
3
В скважину спустили на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и установили разбуриваемый пакер в интервале 1780-1788 м. Определили приемистость скважины закачиванием в изолируемый интервал 6,0 м минерализованной воды с плотностью. равной плотности жидкости глушения скважины. Закачивание производили с целью контроля приемистости непосредственно перед закачиванием предлагаемого состава. Закачали буфер в объеме 0,2 м пресной воды (для исключения преждевременного гелеобразования), 3,9 м (49,4 об.%) реагента «Витам», буфер в объеме 0,2 м пресной воды, 4 м (50,6 об.%) раствора алюмохлорида, буфер в объеме 0,2 м пресной воды, 1,2 м водоцементной смеси (15,2% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида), затворенной из 1,5 т цемента при водоцементном отношении, равном 0,5. и 5,2 м воды с плотностью, равной плотности жидкости глушения. Приподняли посадочное устройство пакера на 2 м выше разбуриваемого пакера и произвели контрольную обратную промывку до чистой воды закачиванием по межтрубью воды с плотностью, равной плотности жидкости глушения, в объеме не менее 8.1 м. НКТ подняли на безопасную высоту и скважину оставили на время ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) в течение 12 ч.
До проведения изоляционных работ скважина работала в течение 6 месяцев с дебитом 0,5 т нефти в сутки с обводненностью более 80%, после изоляции предлагаемым составом дебит по нефти увеличился до 5,5 т в сутки, а обводненность продукции снизилась до 8%, что доказывает выполнение технической задачи предложения. Скважина проработала 14 месяцев, эффект продолжается.
Таким образом, в данном предложении достигаются результаты - повышение эффективности ограничения водопритока и снижение обводненности нефти.