СПОСОБ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ
METHOD FOR LIMITING WATER INFLUX IN WELL

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважине с использованием водонабухающих полимеров, и может быть использовано для проведения водоизоляционных работ в обводненных трещиноватых карбонатных коллекторах.
Известны тампонажный состав для изоляции зон поглощения при бурении скважин и способ его приготовления (Заявка RU №2001129405, МПК Е21В 33/138, опубл. 20.08.2003, бюл. №23). Состав содержит мелкодисперсный водонабухающий полимер (диаметр частиц меньше 0,1 мм) "Аквамомент", который при контакте с водой набухает мгновенно, а также водорастворимый полимер, сшиватель и наполнитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Водонабухающий полимер «Аквамомент»
1-5
Наполнитель
0-5
Водорастворимый полимер
0,1-4
Сшиватель
0,001-0,5
Вода пресная
остальное.
Предварительно водонабухающий полимер затворяют в инертных растворителях, в качестве их используют безводные углеводородные продукты: дизельное топливо, бензин, керосин, многоатомные спирты: глицерин, полигликоли, которые могут быть использованы в качестве жидкости-носителя и буфера разделения от воды при закачке в зону поглощения.
Основным недостатком указанного тампонажного состава является то, что при контакте с водой водонабухающий полимер мгновенно набухает, а водорастворимый полимер растворяется и при этом образуется вязкая полимерная масса, которая не может проникать глубоко в трещины и поры, а остается в зоне контакта с водой.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ разработки неоднородного пласта (патент RU №2167281, МПК Е21В 43/22, опубл. 20.05.2001 г., бюл. №14). Способ включает закачку в пласт водного раствора анионного полимера, соли поливалентного катиона и дисперсии гель-частиц, набухающих в 100-5000 раз, но нерастворимых в воде. В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламиды, полисахариды, полиметакриламиды и производные целлюлозы с концентрацией 0,1-1,0 мас.%. В качестве солей поливалентных катионов используют ацетаты, нитрилотриацетаты, тартраты, цитраты, хромат и бихромат аммония, хроматы и бихроматы щелочных металлов, хромовые и алюмокалиевые квасцы с концентрацией в растворе 0,001-0,5 мас.%. В качестве сильно набухающих, но нерастворимых в воде гель-частиц используют частично сшитые внутримолекулярными связями сополимеры, концентрация которых в смеси составляет 0,001-0,1 мас.%.
К недостаткам способа можно отнести низкую механическую прочность геля, из которого формируется гидроизоляционный экран, что происходит вследствие высокой степени набухания геля и его синерезиса через 4-5 месяцев.
Техническими задачами предложения являются повышение эффективности ограничения водопритока в трещиноватых карбонатных коллекторах и увеличение продолжительности эффекта от ремонтных работ.
Задача решается способом ограничения водопритока в скважине, включающим закачку в пласт раствора водорастворимого полимера и дисперсии гель-частиц, ограниченно набухающих в воде, с созданием изоляционного экрана.
Новым является то, что в качестве водорастворимого полимера используют смесь полиакриламида DP9-8177 и реагента ВПРГ, а в качестве гель-частиц, ограниченно набухающих в воде, - полимер акриламида В 50 Э при следующем соотношении, мас.%:
полиакриламид DP9-8177
0,1-0,5
реагент ВПРГ
5-10
полимер акриламида В 50 Э
0,5-2
вода
остальное,
3
а для закрепления изоляционного экрана закачивают раствор, содержащий соли поливалентных металлов: оксихлорид алюминия или хлористый кальций, или минерализованную пластовую девонскую воду плотностью 1180-1200 кг/м. Реагенты, применяемые в предложении:
- полиакриламид DP9-8177 по ТУ 2458-010-70896713-2006;
- реагент ВПРГ по ТУ 2458-005-58949915-2004;
- полимер акриламида В 50 Э по ТУ 2216-016-55373366-2007;
- оксихлорид алюминия по ТУ 2471-077-05766563-2006;
- хлористый кальций по ГОСТ 450-77;
3
- минерализованная пластовая девонская вода плотностью 1180-1200 кг/м.
Полиакриламид DP9-8177 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. Реагент ВПРГ представляет собой водорастворимый высушенный гипан (гидролизованный полиакрилонитрил). Полимер акриламида В 50 Э представляет собой порошок белого цвета, который ограниченно набухает в воде и увеличивается в объеме свыше 500%, причем в отличие от других водонабухающих полимеров он набухает и в минерализованной воде, а набухание в нефтенасыщенных зонах пласта не происходит. Большинство видов водонабухающих полимеров (ВНП) неограниченно набухают в воде и со временем переходят в раствор, теряя тампонирующие свойства, а частицы ограниченно набухающего полимера акриламида В 50 Э при закачке в пласт с течением времени набухают, но при этом они не переходят в раствор, сохраняют тампонирующие свойства и не выносятся из пласта из-за превышения диаметра частиц В 50 Э над диаметром пор пласта.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в ограничении водопритока в скважине в процессе ремонтно-изоляционных работ путем формирования в ней тампонирующей массы, образующейся при смешении компонентов состава предлагаемого способа в пластовых условиях. Дисперсия гель-частиц находится в водном растворе смеси полиакриламида DP9-8177 и реагента ВПРГ во взвешенном состоянии за счет их хорошей удерживающей способности. После закачки такого раствора в изолируемый пласт частицы полимера акриламида В 50 Э добирают воду, увеличиваются в объеме и заполняют трещины и поры карбонатного коллектора. При взаимодействии реагента ВПРГ с солями поливалентных металлов, присутствующих в минерализованных водах пласта, и набухших частиц полимера акриламида В 50 Э в трещинах коллектора образуется сшитая полимерная система, а за счет хорошей адгезии к породам, складывающим коллектор, происходит полная изоляция водопритока с образованием протяженного изоляционного экрана.
3
3
3
3
Для закрепления изоляционного экрана в зависимости от минерализации пластовой воды закачивают раствор, содержащий соли поливалентных металлов: оксихлорид алюминия или хлористый кальций, или минерализованную пластовую девонскую воду плотностью 1180-1200 кг/м. При минерализации пластовой воды 1050-1150 кг/м производят закачку раствора хлористого кальция или минерализованной пластовой девонской воды плотностью 1180-1200 кг/м, при минерализации же пластовой воды менее 1050 кг/м - оксихлорида алюминия. За счет взаимодействия растворов солей со смесью полиакриламида DP9-8177 и реагента ВПРГ образуется плотная тампонажная масса, которая препятствует выдавливанию состава из зоны изоляции при повышенных перепадах давления. Тампонажная масса практически не растворяется и не разрушается в пластовых условиях под воздействием пластовых вод и температуры. Это позволит увеличить продолжительность эффекта от ремонтных работ.
3
На скважине дисперсию гель-частиц полимера акриламида В 50 Э готовят в водном растворе смеси полиакриламида DP9-8177 и реагента ВПРГ в процессе закачивания: в чанок цементировочного агрегата подают водный раствор смеси полиакриламида DP9-8177 и реагента ВПРГ самоизливом из автоцистерны или насосом цементировочного агрегата, одновременно в чанок при постоянном перемешивании небольшими порциями добавляют порошок полимера акриламида В 50 Э с одновременным откачиванием готовой суспензии насосом цементировочного агрегата в скважину. За суспензией в скважину закачивают буфер из пресной воды, для закрепления изоляционного экрана закачивают раствор, содержащий соли поливалентных металлов: оксихлорид алюминия или хлористый кальций, или минерализованную пластовую девонскую воду плотностью 1180-1200 кг/м, а при необходимости закрепляют цементным раствором.
3
В лабораторных условиях установили оптимальное соотношение компонентов состава, при этом ориентировались на водопоглощение полимера акриламида В 50 Э. Навеску порошкообразного полимера акриламида В 50 Э весом не менее 0,1 г взвешивают на аналитических весах с точностью до четвертого знака, помещают в стакан и заливают 200 мл дистиллированной воды, выдерживают 18 ч при комнатной температуре. Полученную суспензию пропускают через фильтр (с размером пор в 200 микрон), измеряют объем фильтрата и определяют количество поглощенной воды. Фильтр с полимером акриламида В 50 Э взвешивают, полимер акриламида В 50 Э убирают с фильтра, чистый фильтр взвешивают и по разнице взвешиваний находят вес полимера акриламида В 50 Э. За результат измерения принимают среднее арифметическое трех параллельных измерений. Среднее водонабухание в дистиллированной воде составило 1800%, а в минерализованной пластовой воде плотностью 1180 кг/м составило 1200%.
2
Испытание водоизолирующей способности состава по предлагаемому способу и состава по наиболее близкому аналогу проводили на моделях пласта длиной 30 см, внутренним диаметром 2,7 см и проницаемостью 10-15 мкм, что позволяет моделировать закачку реагентов в пласт. Модель пласта насыщали пластовой водой, после этого закачивали предлагаемый состав с соотношением компонентов согласно предлагаемому способу и оставляли на реагирование. Количество закачанного состава равнялось поровому объему модели пласта. Через 24 ч прокачивали воду, по формуле Дарси определяли проницаемость и вычисляли коэффициент изоляции, который характеризует степень закупоривания пор и является мерой результативности изоляционных работ. Результаты модельных испытаний состава по предлагаемому способу и состава по наиболее близкому аналогу представлены в таблице. Коэффициент изоляции составов наиболее близкого аналога определен заявителем. Количество реагентов состава по предлагаемому способу ниже минимальных и выше максимальных значений, приведенных в табл., приводят к неудовлетворительным результатам, поэтому они исключены из таблице. На основании результатов модельных испытаний следует, что водоизолирующая способность состава по предлагаемому способу превосходит состав по наиболее близкому аналогу по результативности и продолжительности эффекта (см. таблицу).
Результаты модельных испытаний состава по предлагаемому способу и состава по наиболее близкому аналогу
№
Содержание состава, мас.%
Коэффициент изоляции составов через 24 ч, %
Коэффициент изоляции составов через 6 мес, %
Коэффициент изоляции составов через 1 год, %
Полиакриламид DP9-8177
Реагент ВПРГ
Полимер акриламида В 50 Э
1
0,1
5
0,5
97,6
96,1
94,2
2
0,3
6
0,8
98,5
97,7
95,5
3
0,5
8
1
99,9
98,5
96,0
4
0,5
10
1,5
100
98,8
96,2
5
0,5
10
2,0
100
98,6
95,6
Состав по наиболее близкому аналогу*
ПАА
АХ
ДГЧ
1
0,15
0,02
0,001
93
90,6
85,2
2
0,25
0,03
0,01
95
93,3
87,5
*ПАА - полиакриламид; АХ - ацетат хрома; ДГЧ - дисперсия гель-частиц.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить эффективность ограничения водопритока в карбонатных коллекторах и увеличить продолжительность эффекта от ремонтных работ.