Розчин для глушіння та ремонту свердловин

Винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до розчинів для глушіння та ремонту свердловин. Відомий склад для тимчасової закупорки пласта, що містить воду, загущувач і наповнювач, наприклад, крейду різних фракцій, який відрізняється тим, що з метою забезпечення повного наступного видалення складу із пласта, в якості загущувача він містить продукт оксиетилірування жирних спиртів, наприклад, превоцел FO, а компоненти взяті в слідуючому співвідношенні, мас%: крейда 56 ¸ 64, превоцел 5 ¸ 8, вода решту (Див. а.с. СРСР №599049, кл. Е21В33/138). Недоліком складу є недостатні структурно-механічні властивості, нестабільність в часі, велика трудомісткість його приготування. Найбільш близьким технічним рішенням (прототипом) до заявленого розчину є розчин для ремонту та інтенсифікації свердловин, що містить крохмаль, середовище клейстеризації та луг при наступному співвідношенні компонентівмас.% : Крохмаль 0,5¸10 Середовище клейстеризації, наприклад водні розчини бішофіту, хлористого кальцію, кальцієвої селітри 99,4¸85 Луг, наприклад гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид кальцію, гідроксид амонію решта. Розчин даного складу удосконалений тим, що містить луг, який підвищує термостійкість клейстерів крохмалю на основі водних розчинів солей полівалентних металів густиною ρ=1,20¸1,40г/см 3 до 140°С (Див. пат. України №23758 від 23.12.1993р.) Недоліком прототипу є висока фільтрація розчину в продуктивний пласт в умовах високих тисків та температур, внаслідок зниження умовної в'язкості крохмального клейстеру під дією температури та створення надлишкової репресії на пласт стовпом рідини. Крім того, даний розчин недостатньо стійкий у часі, що обмежує використання його при тривалих капітальних ремонтах. Задачею винаходу є розробка розчину, що характеризується мінімальною фільтрацією в пласт в умовах високих тисків та температур при тривалому глушінні свердловини. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в розчин, який містить крохмаль, середовище клейстеризації, луг вводиться закупорювач та антиферментатор, при наступному співвідношенні компонентів: Крохмаль 1,5¸5 Луг,наприклад гідроксид кальцію 0,1¸2 Закупорювач, наприклад тонкодисперсна крейда 1¸4 Анти ферментатор, наприклад інгібітор корозії КІ-1М 0,5¸1 Середовище клейстеризації, наприклад водний розчин бішофіту, хлористого кальцію решта. Тонкодисперсна крейда - водонерозчинний матеріал, який завдяки створенню фільтраційної кірки та своїм закупорюючим властивостям, зменшує фільтрацію дисперсного середовища розчину в привибійну зону пласта, тим самим попереджує її забруднення. Випускається тонкодисперсна крейда згідно ТУ 5743-010-00186803-95. Анти ферментатор подавляє життєдіяльність бактерій, попереджуючи ферментацію крохмалю, тим самим забезпечує збереження реологічних властивостей розчину в часі. В якості антиферментатору рекомендується використовува ти інгібітор корозії КІ-1М, що містить катапін параалкілбензилпіридінійхлорид, речовину відому своїми антифермерментативними властивостями (В.Д. Городнов. Буровые растворы, Недра, Μ., 1985, с.82, 93). Випускається КІ-1М згідно ТУ.У 6-046-89-381.006-97. Крохмаль випускається згідно ГОСТ 10163-76. Водний розчин бішофіту - в'язка прозора рідина густиною ρ=1,20 ¸ 1,40г/см 3. В дослідженнях використовували розчин ропи бішофіту природного газу згідно ТУ.У 14.4 01432192-001-2001. Хлористий кальцій - біла кристалічна речовина густиною 2,15г/см 3. Випускається згідно ГОСТ 450-70 у вигляді гранул білого кольору і 35-40 водним розчином концентрацією 35-40мас.%. Гідроксид кальцію - білий порошок, випускається згідно ДСТУ-1451-96. Технологічні та реологічні параметри запропонованої рецептури розчину глушіння при різному співвідношенні компонентів представлені в таблиці 1. Таблиця 1 Технологічні та реологічні параметри рецептур розчину для глушіння та ремонту свердловин № п/п 1 2 3 4 Склад розчину,мас.% Гідроксид Хлористий крохмаль крейда КІ-1М бішофіт кальцію кальцій 1 1 2 1 95 2 2 0,1 1 94,9 2,5 4 0,1 0,5 92,9 1,5 3 2 1 92.5 Параметри r, Умовна Фільтрація Φ, Густина в'язкість Т, с см 3/30хв. кг/м 3 1240 58 15 1270 270 1 1249 290 5 1242 65 7 5 6 7 8 9 5 4 4 4 6 2 4 5 0,5 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 91 89 88 93,5 90 1338 1342 1342 1338 1340 560 320 530 480 не текуче 3 4 4 10 3 З наведених співвідношень видно, що оптимальний склад розчину містить: 1,5-5мас.% крохмалю, 0,1-2мас.% лугу, 1-4мас.% закупорювача, 0,5-1мас.% антиферментатору і 88-96,9мас.% середовища клейстеризації. Зменшення вмісту крохмалю менше 1,5мас.% призводить до високого показника фільтрації, збільшення крохмалю більше 5мас.% спричиняє надмірне загустіння розчину. Кількість крейди 1-4мас.% - оптимальна кількість, що забезпечує створення фільтраційної кірки, на що вказують результати вимірювання фільтрації розчинів за допомогою приладу ВМ-6 та дослідження розчинів при температурі 140°С під тиском 3,5МПа, результати яких подані в таблиці 2. Концентрація КІ-1М 0,5-1мас.% суттєво не впливає на параметри розчину заміряних в момент приготування; вплив КІ-1М на стабільність параметрів розчину протягом 6 місяців досліджувалась додатково, результати досліджень подано в таблиці 3. Концентрація гідроксиду кальцію в кількості 0,1 ¸ 2% забезпечує стійкість розчину при температурі 140°С, про що свідчить стабільність параметрів розчину виміряних до і після термообробки при 140°С протягом 4 годин. Властивість розчину створювати фільтраційну кірку досліджувалась на установці для дослідження процесу глушіння свердловин в умовах, наближених до пластових. В даній установці використовується зразок кернового матеріалу, на якому при температурі 140°С і тиску 3,5МПа перевіряються кольматуючі та фільтраційні властивості розчину для глушіння. Дослідження проводились на взірцях з керна відібраного на Яблунівському родовищі свердловини №2 з теригенних осадових порід - пісковиків, з відкритою пористістю 12,3%, проникністю 37,6мдарсі, по слідуючій методиці: 1. Прокачують модель пластової води ( r =1,14г/см 3, загальна мінералізація - 240г/л) в кількості 250мл через взірець керна до тих пір, поки не стабілізується швидкість фільтрації рідини через взірець. 2. Прокачують дизпаливо (з наступною продувкою інертним газом) в кількості 250мл, в зворотному напрямку до тих пір, доки не буде досягнута постійна швидкість фільтрації (ko)1. 3. Подають зверху взірця досліджуваний розчин з перепадом тиску 3,5МПа, спостерігаючи динаміку надходження фільтрату в часі. Дослід припиняють, якщо швидкість фільтрації буде не більшою 1мл фільтрату протягом 2 ¸ 4 годин. По швидкості фільтрації оцінюють відносну фільтраційну властивість розчину для глушіння. 4. Нагнітають в зворотному напрямку дизпаливо (по 250мл) при тиску 3,5МПа (при цьому вимивається розчин для глушіння) до наступного одержання швидкості фільтрації (ko)2. Критерієм для оцінки забруднення пласта (кольматуючої властивості розчину для глушіння) є співвідношення (ko)2/(k o)1 виражене в процентах. 5. В разі використання в якості закупорюючого матеріалу кислоторозчинних добавок, що істотно впливають на відновлення проникності керна, проводять кислотну обробку взірця 4 ¸ 7% розчином НСl з наступним прокачуванням дизпалива до тих пір, доки не стабілізується швидкість фільтрації (kо)з. (kо)3/(k o)1 - коефіцієнт відновлення проникності взірця (виражений в процентах). Результати досліджень фільтраційних та кольматуючих властивостей подані в таблиці 2. Таблиця 2 Результати досліджень фільтраційних та кольматуючих властивостей розчинів для глушіння та ремонту свердловин Параметри Фільтраційні Кольматуючі розчину властивості властивості Ф, гідроксид КІ- бішохлористий ρ, швидкість крохмалькрейда Т, с см 3/30 (k ) /(k ) (k ) /(k ) кальцію 1М фіт кальцій кг/м 3 фільтрації o 2 o 1 o 3 o 1 хв. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 225мл за 0,5 0,1 - 99,4 1238 47 10 73 99 62сек. 215мл за 1,5 2 - 96,5 1240 92 8 49 97 242сек. 180мл за 3 2 - 95 1240 520 1 45 97 351сек. 231мл за 0,5 2 97,5 1336 36 16 68 98 57сек. 198мл за 4 2 94 1336 190 5 62 97 238сек Неможлива не 6 ' 2 92 1336 3 закачка текуче насосом Склад розчину, м ас.% №п/п 1 Прототип Прототип 4 1 1 1,5 3 2 3 93,5 1338 480 1 3 1 96,2 1242 65 7 0,1 1 94,9 1240 485 2 4 0,1 1 91,9 1241 640 1 4 2 1 89 1342 320 4 5 2 1 1 91 1338 560 3 4 5 1 1 88 1343 610 150мл за 112сек. 41мл за 251сек. 78мл за 453сек. 19мл за 592сек. 14мл за 468сек. 80мл за 398сек. 14мл за 432сек. 10 4 Запропонований розчин 0,5 4 72 99 48 98 67 99 47 98 49 98 53 99 51 98 Результати досліджень, подані в табл.2, вказують на те, що кількість крейди 1-4мас.% - оптимальна, що забезпечує зниження фільтрації фільтрату розчину крізь керн, в умовах температури 140°С та тиску 3,5 МПа. Кількість крейди менше 1мас.% не забезпечує створення фільтраційної кірки, на що вказує велика кількість фільтрату, що проходить крізь керн. Кількість крейди 4мас.% є достатньою, подальше підвищення є недоцільним, так як зниження фільтрації розчину не спостерігається. Оптимальна кількість антиферментатору визначалась лабораторно: запропонований розчин з найкращими реологічними параметрами та прототип (5 проб) в герметичних ємностях періодично поміщалися у сушильну шафу і витримувалися при температурі 50°С на протязі 5-6 годин. Показник фільтрації даних проб визначався на приладі ВМ-6 через кожні 2 місяці. Результати досліджень подано у вигляді таблиці 3. Таблиця 3 Зміна показника фільтрації у часі в залежності від концентрації антиферментатору Склад розчину,мас.% № Гідроксид п/п крохмаль крейда КІ-1М кальцію 1 3 1 2 3 4 1 3 3 4 1 0,5 4 3 4 1 1 5 3 4 1 1,5 Зміна показника фільтрації у часі Φ, см/30хв. бішофіт 2год. 2 місяці 4 місяці 6 місяців 95 92 91,5 91 90,5 5 4 4 4 4 8 8 6 6 6 14 13 8 8 8 19 23 9 8 8 Із табл.3 видно, що концентрація КІ-1М від 0,5 до 1мас.% забезпечує стабільність параметрів розчину, виміряних до і після витримки розчину при температурі 50°С протягом 6 місяців. Збільшення концентрації антиферментатору більше 1% не покращує стабільність розчину у часі. Приклад приготування в лабораторних умовах розчину для глушіння За допомогою мішалки з кількістю обертів n=9000об/хв. 20г крохмалю розчиняють, періодично перемішуючи, у 910мл бішофіту протягом 30хв. Потім, при постійному перемішуванні, поступово всипають 10г гідроксиду кальцію, 20г тонкодисперсної крейди, вливають 10мл інгібітору корозії КІ-1М. Через 15хв. ретельного перемішування розчин готовий для виміру параметрів. Приклад приготування в промислових умовах розчину для глушіння В бункер агрегату (ЦА-320 чи АЦФ 700) подають розчин бішофіту в кількості 5м 3. При постійному перемішуванні (протягом 30хв.) в бішо фіті розчиняють 100кг крохмалю. Продовжуючи перемішування в розчин вводять поступово 50кг гідроксиду кальцію, 100кг тонкодисперсної крейди, вливають 50л інгібітору корозії КІ-1М. Розчин ретельно перемішують. Приготовлену рідину закачують в інтервал перфорації свердловини і доливають до статичного рівня пластовою водою, чи розчином КСl або бішофіту. Запровадження даного винаходу дозволить попередити поглинання рідини, зберегти доремонтний дебіт свердловини. Рецептури даного розчину можуть бути застосовані при вторинному розкритті, капітальному та поточному ремонтах нафтови х і газових свердловин.