Спосіб закріплення привибійної зони пласта (варіанти)

1 Спосіб закріплення привибійної зони пласта в свердловинах підземних сховищ газу, що включає послідовне закачування в пласт ХІМІЧНИХ реагентів, який відрізняється тим, що першим закачують лужний стік виробництва капролактаму з концентрацією натрієвих солей органічних кислот 18-30 мас %, другим - водний розчин хлористого кальцію концентрацією 35-37 мас %, а третім водний розчин соляної кислоти концентрацією 1925 мас %, при цьому лужний стік виробництва капролактаму закачують шляхом подачі малими порціями в струмінь газу 2 Спосіб закріплення привибійної зони пласта в нафтових і газових свердловинах, що включає послідовне закачування в пласт ХІМІЧНИХ реагентів, який відрізняється тим, що першим закачують лужний стік виробництва капролактаму з концентрацією натрієвих солей органічних кислот 18-30 мас %, другим - водний розчин хлористого кальцію концентрацією 35-37 мас % і третім - водний розчин соляної кислоти концентрацією 19-25 мас %, при цьому лужний стік виробництва капролактаму закачують у вигляді емульсії у вуглеводневій рідині О Винахід відноситься до нафтової і газової галузей промисловості, зокрема, до с способів закріплення привибійної зони пластів свердловин підземних сховищ газу, а також нафтових і газових свердловин Відомий спосіб закріплення привибійної зони свердловини, що полягає в закачці в пласт суміші водного розчину сополімера малеїнового ангидріту, стіролу і кислотного затверджувача (а с СРСР №1257166, кл Е 21 В 33/138, публ 15 09 86) Також відомий спосіб закріплення нафтонасичених пухких ПІСКІВ і ПІСКОВИКІВ, який полягає в за качці в привибійну зону пласта суміші формальдегіду, сірчаної кислоти і води з послідуючим прогрівом цієї зони нагрітим повітрям до температури 110 - 300°С (ас СРСР № 1585500 Е 21 В 33/138 опубл 15 08 90) Спільними недоліками цих відомих способів являється - значне погіршення проникливості привибійної зони пластів, кольматація протипісчаних фільтрів, недостатня механічна МІЦНІСТЬ привибійної зони (ПВЗ) Це призводить до різкого падіння продуктивності свердловин і повторних піскопроявів Окрім цього, ці способи громіздкі, технологічно складні, а ХІМІЧНІ реагенти, що застосовуються при їх виконанні, дефіцитні і дорогі В якості прототипу заявляемого винаходу взято спосіб закріплення ПВЗ слобос цементова ного пласта, який заключається в ПОСЛІДОВНІЙ закачці синтетичної смоли, вуглеводної рідини і соляної кислоти (а с СРСР № 1716092 кл Е 21 В 33/138) Головним недоліком цього способу являється велика в'язкість синтетичної смоли Це призводить до кольматацм протипіщаних фільтрів і неможливості обробки ПВЗ на розрахункову відстань При цьому відбувається значне зниження проникливості ПВЗ і, як наслідок, різке зниження продуктивності оброблюваної свердловини Задачею даного винаходу являється надійне закріплення ПВЗ з мінімально можливою втратою фільтраційної характеристики останньої При цьому повинні застосовуватися дешеві, доступні і екологічно безпечні ХІМІЧНІ реагенти Для вирішення поставленої задачі у відомому способі закріплення привибійної зони пласта в свердловинах підземних сховищ газу, що заключається в ПОСЛІДОВНІЙ закачці в пласт ХІМІЧНИХ реа гентів стосовно винаходу, першим реагентом ма СО Ю 54413 лими порціями в струмінь газу закачують лужний стік виробництва капролактаму з концентрацією натрієвих солей органічних кислот 18 - 30% мас , води 82 - 70% мас , другим реагентом у вигляді розчину закачують хлористий кальцій з концентрацією 35 - 37% мас , води 65 - 63% мас а третім реагентом у виді водного розчину закачують соляну кислоту концентрацією 19 - 25% мас Другим варіантом способу закріплення привибійної зони пласта в нафтових і газових свердловинах, який заключається в ПОСЛІДОВНІЙ закачці в пласт ХІМІЧНИМ реагентів, стосовно винаходу першим реагентом у вигляді емульсії у вуглево ДІЄВІЙ рідині закачують лужний стік виробництва капролактаму з концентрацією натрієвих солей органічних кислот 18 - 30% мас , другим реагентом у вигляді водного розчину закачують хлористий кальцій з концентрацією 35 - 37% мас , води 65 63% і третім реагентом у виглді водного розчину закачують соляну кислоту з концентрацією 19 25% мас В пласті ці реагенти вступають між собою в хімічну реакцію, в результаті якої утворюється закріплююча маса Для збереження в пласті провідних каналів перший реагент подається в пласт за допомогою струменю газу, або у вигляді емульсії в вуглеводневій рідині, другій і третій реагенти можуть подаватись в пласт як газовим струменем, так і в вигляді розчину При обробці свердловини ПСГ в струмінь газу подається малими порціями перший реагент - лужний стік виробництва капролактаму (ЛСВК) Струмінь підхвачує реагент, проносить його через протипісчаний фільтр і насичує пласт ЛСВК є поверхнево-активною речовиною Тому він розчинює компресорне масло, яке накопичилось в ПВЗ при експлуатації свердловини, промиває фільтр, і тим самим збільшується приймальність свердловини ЛСВК покриває зерна породи плівкою Після ЦЬОГО подається другий реагент - водний розчин хлористого кальцію Хлористий кальцій вступає в реакцію з ЛСВК Продуктом цієї реакції являється водонерозчинний осад Потім подається третій компонент - соляна кислота Під ДІЄЮ її осад перетворюється в нерозчинний у воді полімерний продукт, який міцно скріплює частинки породи Протягом всієї обробки свердловини постійно циркулює газ і тим самим зберігаються газопровідні канали Процес обробки свердловини постійно контролюється Оброблювана свердловина ставиться на вимір дебіту газу При закачці першого реагенту по картограмі дебітоміру чітко видно, що спочатку різко знижується приймальність із-за накопичення на вибої рідини Потім вона відновлюється і навіть збільшується в порівнянні з початковою в результаті миючої дії ЛСВК Відновлення початкової приймальності є сигналом для закачки хлористого кальцію При цьому приймальність також знижується, потім повільно підвищується але не досягає початкового рівня і стабілізується на певній величині Стабілізація приймальності являється сигналом для закачки соляної кислота, що полімеризує проміжний продукт В залежності від поведінки приймальності ПВЗ процес обробки можно зупинити на будь-якій стадії робіт без будь-якої шкоди для свердловини В випадку обробки нафтової чи газової свердловини перший реагент (ЛСВК) закачується у вигляді емульсії у вуглеводневій рідині Емульгування потрібно для збереження проникливості оброблюваного пласта Решту реагентів не емульгують, а подають у вигляді водного розчину Процес закріплення ПВЗ газової чи нафтової свердловини не контролюється Він полягає в закачці в пласт розрахункових об'ємів реагентів ЛСВК можно застосовувати самостійно з метою підвищення продуктивності (інтенсифікації) експлуатаційних свердловин підземних сховищ газу, нафтових і газових родовищ ЛСВК є відходом нафтохімічної промисловості при виробництві капролактаму По ТУ 113-03-У8884 це коричнева рідина з масовою долею натрієвих солей органічних кислот 18 - 30%, води 82 70% мас Хлористий кальцій /ГОСТ 450-77/ широко застосовується в газовій і нафтовій промисловості у вигляді водного розчину концентрацією 35 - 37% мас , води 65 - 53% мас Соляна кислота /ГОСТ 857-69/ також широко застосовується в нафтовій і газовій промисловості, Заводи-виробники постачають інгібовану синтетичну соляну кислоту концентрацією 19 - 25% мас Межові значення концентрацій ХІМІЧНИХ реагентів обумовлені концентрацією натрієвих солей органічних кислот в продукті ЛСВК КІЛЬКІСТЬ хлористого кальцію розраховується стехюметрічно Одномолярний розчин ЛСВК /в розрахунку на одипат натрію/ реагує з одномолярним розчином хлористого кальцію Концентрацію і об'єм соляної кислоти яка застосовується в якості затверджувача, беруть виходячи із загального правила - 20% від об'єму продукту, що полімеризується в перерахунку на адипат кальцію Але, враховуючи часткову нейтралізацію соляної кислоти по шляху до пласта, а також карбонатами самої породи, кінцевий об'єм и береться з коефіцієнтом 1 5 - 2 Надлишок хлористого кальцію і соляної кислоти шкоди оброблюваному пласту не приносить Тому необхідно дотримуватись лише нижньої межі концентрації Витрати ЛСВК на 1погм перфорованої товщини пласта визначаються для кожного підземного сховища чи родовища нафти і газу в лабораторних умовах Таким шляхом визначена норма витрати ЛСВК для Солохівського підземного сховища газу Вона складає 60л ЛСВК на 1м перфорованої товщини Об'єми хлористого кальцію і соляної кислоти розраховуються в залежності від об'єму ЛСВК згідно вище приведених залежностей Заявлений спосіб був реалізований в промислових умовах при закріплені привибійної зони в п'яти свердловинах Солохівського підземного сховища газу Обробка свердловин проводилась в період закачки газу в підземне сховище газу шляхом подачі реагентів в газовий струмінь малими порціями 54413 Таблиця 1 ХІМІЧНІ реагент No Інтервали левк Хлористий кальцій Соляна кислота No перфорації, Перфорована Результат товщина, м об'єм, концентрація, об'єм, концентрація, об'єм, концентрація, ев м л % мас л % мас л % мас 97 871 - 876 5 300 24 150 37 150 25 піскопрояви відсуті -"-"-"-"-"-"111 855 - 860 18 100 -"-"-"-"-"-"156 862 - 867 28 200 -"-"-"-"-"-"174 869 - 874 24 150 133 854 - 859 -"-"28 200 -"-"-"-" Ці свердловини експлуатуються протягом 4 років без ознаків піскопрояву На 5-тій свердловині в 1997р був постановлений експеримент - закріплення ПВЗ і подальша експлуатація були проведені без штатного підземного обладнання /протипісчаного фільтру і пакеру/ Експеримент дав позитивний результат Протягом сезону віддачі газу 1997-98 р р ознак піскопрояву не відмічалось При цьому продуктивність свердловини була на 24% вища за загально середню по сховищу Закріплення привибійних зон нафтових і газових свердловин має свою особливість, а саме - відсутність газового струменю Закачка ХІМІЧНИХ реагентів у вигляді розчинів призведе до кольматацм порового середовища і, як наслідок, до витрати продуктивності свердловини 3 метою збереження фільтраційних властивостей при вибійних зон перший реагент (ЛСВК) необхідно емульгувати в органічній рідині В такому випадку дисперсна фаза (ЛСВК) буде адсорбуватись на поверхні частинок породи і утворювати плівку, а дисперсне середовище (органічна рідина) промиватиме перові канали і тим самим зберігатиме фільтраційні властивості пласта Наступні компоненти (хлористий кальцій і соляна кислота) із плівок ЛСВК будуть формувати клеючу масу, яка закріплюватиме породу Тому вони не потребують емульгування, а закачуються в вигляді розчину Спосіб закріплення ПВЗ, нафтових і газових свердловин, що заявляється, був реалізований в лабораторних умовах Лабораторні дослідження проводились на промисловій установці "УИПК - 1М" зі спеціальним керноутримувачем Спочатку визначалася початкова проникність взірця по воді, потім через взірець послідовно прокачувались дизпаливо, 20% емульсія ЛСВК в дизпаливі, водний розчин хлористого кальцію і соляна кислота Прокачка велась до виходу кожного компоненту із керноутримувача При цьому концентрація ЛСВК складала 24%, води 76%, хлористого кальцію 35%, води 65% і соляної кислоти 2 1 % Після витримки 1 доби при кімнатній температурі через взірець повторно прокачувалась вода і визначалась залишкова проникність Далі визначалась механічна МІЦНІСТЬ взірця на гідравлічному пресі по звичайній методиці Результати лабораторних досліджень приведені в слідуючій таблиці (табл 2) Таблиця 2 №№ взірця Літологічна характеристика взірця 1 2 3 пісок річковий середньозернистий пісок річковий дрібнозернистий пісок річковий різнозернистий пісок аналогічний взірцю № 3 з домішками глини 10% мас 4 В передбачуваному винаході застосовується проста технологія Складові компоненти недорогі, широко доступні і екологічно безпечні Широке впровадження передбачуваного винаходу в практиці експлуатації підземних сховищ газу і в розро Падіння проникності взірця, % Механічна МІЦНІСТЬ, МПа 8,6 0,87 0,86 0,87 11,3 0,84 7,4 10,2 бці нафтових і газових свердловин підвищить ефективність капітального ремонту свердловин і забезпечить додатковий видобуток вуглеводневої сировини Підписано до друку 03 04 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24