СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ
LIMITATION OF WELL WATER PRODUCTION

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважину с использованием жидкого стекла (силиката натрия), и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ в скважине.
Известен способ изоляции водопритока в скважину (пат. RU №2425957, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.08.2011 г., бюл. №22), который включает закачку по колонне насосно-компрессорных труб в интервал водопритока состава для изоляции, гелеобразователя и цементного раствора, технологическую выдержку и освоение скважины. Состав для изоляции включает, мас.%: силикат натрия с силикатным модулем 2,6-5,0, 4-20, водорастворимый полимер 0,05-0,3, пресная вода - остальное. В качестве гелеобразователя используют 10-15%-ный водный раствор соляной кислоты в количестве 0,5-5,0% от объема состава для изоляции.
3
3
Недостатком известного способа является то, что он трудоемок и длителен в исполнении, так как закачка состава ведется в несколько циклов (минимум 4) и в первых от 1 до 3 циклов проводят газирование состава подачей в нагнетательную линию воздуха или азота от компрессора с расходом от 5 нормальных (н.) м/мин до 9 н. м/мин. Контролируют объем жидкости, выходящей из межтрубного пространства в тарированную автоцистерну, а также давление закачки по манометру компрессора. При наполнении тарированной автоцистерны жидкостью из межтрубного пространства до соответствующей отметки закачивают объем пресной воды. При выключенном компрессоре стравливают давление в нагнетательной линии, производят посадку пакера, закрывают межтрубную задвижку, продавливают в пласт газированный состав для изоляции, для чего подают в колонну насосно-компрессорных труб объем раствора соляной кислоты с одновременной подачей азота компрессором, продавливают газированный состав для изоляции в пласт объемом минерализованной воды.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изоляции водопритока в скважине (пат. RU №2419714, МПК Е21В 33/138, опубл. 27.05.2011 г., бюл. №15), включающий закачку в требуемый интервал изоляции силиката натрия (жидкого стекла) и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония. Закачку проводят последовательно в равных объемах через буфер из пресной воды.
Недостатком известного способа является то, что при взаимодействии жидкого стекла и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония образуется плотный мелкодисперсный осадок, который с течением времени вымывается из зоны изоляции, то есть приведенный в способе состав после 6 месяцев использования теряет изолирующие свойства, поэтому является недостаточно эффективным.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.
Техническая задача решается способом ограничения водопритока в скважину, включающим смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину.
Новым является то, что предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, % об.:
жидкое стекло
20-50
0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177
10-15
регулятор гелеобразования
40-65,
в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.
Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат - более высокую изолирующую способность способа.
Реагенты, применяемые в заявляемом способе, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование реагента
Наименование ГОСТ или ТУ
Концентрация или плотность
Внешний вид реагента
Стекло натриевое жидкое (жидкое стекло)
ГОСТ 13078-81
Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом
Плотность 1360-1450 кг/м<sup>3</sup>
Кальций хлористый технический
ГОСТ 450-77
Раствор желтовато-серого или зеленоватого цвета, прозрачный или с легкой мутью
10-20%-ный водный раствор
Полиалюминия хлорид POLYPACS-30 LF
Протокол сертификационных испытаний ЗАО «ГИВ ПВ» №166/11 от 26.02.2011 г.
Порошок светло-желтого цвета
10-20%-ный водный раствор
Полиакриламид DP9-8177
ТУ 2458-010-70896713-2006
Порошок от белого до кремового цвета
0,03-0,05%-ный водный раствор
3
3
Сущность изобретения заключается в том, что предварительно на скважине готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, для чего к расчетному количеству полиакриламида DP9-8177 добавляют расчетное количество воды плотностью 1000 кг/м и перемешивают до полного растворения. Полученный раствор полиакриламида DP9-8177 добавляют в жидкое стекло и перемешивают до образования однородной смеси. Через насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные в интервал изоляционных работ, последовательно закачивают полученную смесь жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятор гелеобразования. Для предотвращения преждевременного гелеобразования между порциями смеси и регулятором гелеобразования закачивают буфер из пресной воды в объеме 200-300 л. При контакте смеси с регулятором гелеобразования в интервале изоляции образуется полимерная масса, которая обладает высокой изолирующей способностью и блокирует приток воды в обводненный пласт скважины. Жидкое стекло, используемое в изобретении, является низкомодульным (силикатный модуль М=2,7-3,4). Регулятор гелеобразования, входящий в состав, готовится на скважине перед закачкой: 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического готовят путем добавления к кальцию хлористому техническому пресной воды плотностью 1000 кг/м и дальнейшего механического перемешивания; 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF готовят аналогично.
При последовательной закачке смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования происходит их перемешивание в поровом пространстве, низкая вязкость реагентов, входящих в состав, позволяет им глубоко проникать в поры и трещины пласта, за счет чего происходит блокирование не только высокопроницаемых, но и низкопроницаемых пор пласта. При взаимодействии смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования образуется однородная полимерная, а не крупчатая масса, чему способствует содержание в смеси раствора полиакриламида DP9-8177.
Для сравнения эффективности в лабораторных условиях провели испытание предлагаемого способа и его наиболее близкого аналога. Результаты исследования водоизолирующей способности приведены в таблице 2.
Пример 1. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора POLYPACS-30 LF (таблица 2, испытание №1), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.
Примеры 2-6 выполняют аналогично.
Пример 7. В лабораторных условиях способ осуществляют следующим образом. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора кальция хлористого технического (таблица 2, испытание №7), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.
Примеры 8-12 выполняют аналогично.
Таблица 2
Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого способа и наиболее близкого аналога
Содержание реагентов по заявленному способу
Давление прорыва модели, МПа/м
№испы-тания
Раствор полиакрил-амида DP9-8177
Регулятор гелеобразования
Через 24 ч
Через 6 мес
Жид-кое стек-ло, % об.
Раствор кальция хлористого технического
Раствор POLYPACS-30 LF
Концентрация раствора, %
% об.
Концентрация раствора, %
% об.
Концентрация раствора, %
% об.
1
20
0,03
15
-
-
10
65
22,7
20,1
2
30
0,04
15
-
-
15
55
23,5
21,2
3
40
0,05
10
-
-
20
50
25,9
23,5
4
50
0,05
10
-
-
15
40
24,3
22,3
5
15
0,06
15
-
-
25
70
-
-
6
60
0,01
5
-
-
5
35
19,7
15,9
7
20
0,03
15
10
65
-
-
24,4
22,5
8
30
0,04
15
15
55
-
-
24,9
22,6
9
40
0,05
10
20
50
-
-
25,7
23,5
10
50
0,05
10
15
40
-
-
25,5
22,9
11
15
0,06
15
5
70
-
-
16,5
12,1
12
60
0,01
5
25
35
-
-
19,3
16,5
Содержание реагентов по наиболее близкому аналогу
Жидкое стекло, % об.
Давление прорыва модели, МПа/м
Вода, % об.
Кремнефтористы и аммоний, % об.
через 24 ч
Через 6 мес
1
100
97
3
-
-
2
100
95
5
21,1
16,5
3
100
90
10
22,5
16,8
4
100
85
15
23,3
17,4
5
100
80
20
23,9
17,6
3
Водоизолирующую способность предлагаемого способа оценивают по значению давления прорыва модели. Испытания проводят на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку состава в пласт и вести непрерывный контроль за его расходом по схеме: «скважина - пласт» и «пласт - скважина». Первоначально через модель пласта, наполненную кварцевым песком, прокачивают воду плотностью 1000 кг/м. Далее через модель последовательно закачивают смесь жидкого стекла (20 об.%), 0,03%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 (15 об.%) и 10%-ный раствор POLYPACS-30 LF (65 об.%), (таблица 2, испытание №1). Количество закачанного состава равняется перовому объему модели пласта. Модель оставляют на 24 ч с целью гелеобразования и определяют давление прорыва воды. Остальные примеры выполняются аналогично.
По результатам испытаний водоизолирующей способности выявлено, что использование в качестве регулятора гелеобразования 10-20%-ного раствора кальция хлористого технического или 10-20%-ного раствора POLYPACS-30 LF оказывает одинаковый эффект на водоизолирующую способность способа, поэтому можно использовать любой из них. Испытания №№5, 6, 11 и 12 были исключены из заявляемого диапазона из-за неудовлетворительных результатов. Оптимальными являются испытания (№№1-4, 7-10), которые вошли в заявляемый диапазон соотношения компонентов, % об.:
жидкое стекло
20-50
раствор полиакриламида DP9-8177
10-15
регулятор гелеобразования
40-65,
в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.
Использование 0,03-0,05%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 более 15% объема не влияет на результаты испытаний, поэтому эти объемы не включены в заявляемый диапазон.
Как видно из результатов, представленных в таблице 2, давление прорыва через 6 мес. у предлагаемого способа выше, чем у наиболее близкого аналога.
Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.