Спосіб закріплення привибійної зони піщано-глинистих пластів

Реферат: Спосіб закріплення привибійної зони піщано-глинистих пластів, за яким здійснюють високотемпературний вплив на продуктивні пласти, при цьому використовують спрямовану дію газів і тепла шляхом фізико-хімічного впливу на зону продуктивного пласта не менше ніж двома високоенергетичними термогенеруючими сумішами, які зміцнюють, закріплюють та/або запікають глинисту складову породи за рахунок вторинних змін її структури під дією нагрівання пласта від 200 до 820 °C при тиску до 105 МПа. UA 122822 U (12) UA 122822 U UA 122822 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до способів закріплення привибійної зони піщано-глинистих пластів нафтових, газових та газоконденсатних свердловин, і може бути використана для закріплення привибійної зони, попередження її руйнування та виносу глинисто-складової колектора, та, як наслідок, попередження утворення глинисто-піщаних пробок у стовбурі свердловин, а також для підвищення продуктивності свердловин. Відомий спосіб закріплення привибійної зони за рахунок гідрофобізації глинистої складової колектора (а.с. СРСР № 1303698, МПК Е21В 33/13, публ. 15.04.1987), за яким, як закріплюючий агент, в пласт нагнітають водний розчин поліетиленполіаміну (ПЕПА) в концентрації не менше 5 мас. % та витримують його в пласті протягом 2-4 годин. Недоліком даного способу є тимчасовий ефект гідрофобізації відкладів колектора, що не захищає глини від диспергування (руйнування) при наступних контактах з низькомінералізованою водою внаслідок десорбції ПЕПА з поверхні порід. Крім того, за рахунок гідрофобізації колектора поглинання води, а відповідно й руйнування глинистих та глинистоалевритових порід, уповільнюється, але не зупиняється повністю. Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованої корисної моделі є спосіб високотемпературного впливу на привибійну зону газових свердловин із застосуванням вибійного газового пальника (Лабораторные и промышленные испытания высокотемпературного воздействия на призабойные зоны газовых скважин Синявского месторождения с целью интенсификации добычи газа. Звіт про НДР, тема 20/74, УкрНДІгаз, м. Харків). Недоліком даного способу є тривалість процесу (2-3 доби), необхідність виготовлення пристрою (вибійного пальника), технічні складності у виконанні: необхідність проведення спуско-піднімальних робіт у свердловині, що вимагає використання спеціального устаткування, встановлення пакеру для захисту експлуатаційної колони від нагрівання та для запобігання перетоків газу поза цементним каменем та застосування компресорної техніки з метою підтримання процесу горіння протягом всього процесу обробки, вибухонебезпечність газоповітряної суміші. Крім того, використання додаткового устаткування та застосування пального для роботи пальника потребує додаткових витрат. Задачею корисної моделі є підвищення надійності закріплення порід привибійної зони продуктивного пласта при одночасному збереженні або покращенні її ємнісних і фільтраційних характеристик шляхом "запікання" глинистої складової колектора, результатом якого є створення керамічного вибою. Для вирішення поставленої задачі пропонується використовувати високотемпературну обробку пластів шляхом фізико-хімічного впливу на зону продуктивного пласта як мінімум двома високоенергетичними термогенеруючими сумішами, використанням спрямованої дії газів і тепла, що дозволяє зміцнювати, закріплювати (запікати) колектори за рахунок вторинних змін структури породи, які відбуваються під дією нагрівання пласта від 200 °C до 820 °C та тиску до 105,0 МПа. До складу термогенеруючих сумішей входять каталізатори-активатори розкладу сполук (КАРС) - металізовані системи на основі алюмінію, бору та їхніх сполук (твердих та рідких гідридів типу NaAlH4, С3В10Н18, інтерметалідів типу LiB та термітних сумішей різного складу: FeO+2Al, BO+2Li, NaO+2Li та ін.), які синтезуються в лабораторних умовах з використанням спеціальних авторських технологій, або виготовляються із торпедних та ракетних палив, змішаних та вибухових речовин. Шляхом змішування КАРС із хімічними речовинами, які широко представлені на українському ринку, готуються два або більше робочих розчини термогенеруючих сумішей (ТГС-А та ТГС-В). В продуктивному горизонті при змішуванні розчинів ТГС-А та ТГС-В починаються хімічні реакції газоутворення та піднімається температура. В процесі реакцій взаємодії компонентів виділяється атомарний водень та газоподібні сполуки, що містять недоокислений бор. За нимигарячі оксиди азоту та вуглецю, пари соляної, азотної кислот та ряд інших недоокислених сполук. В умовах каталітичного впливу пісковиків, глин і алевролітів, що є складовими порідколекторів, пластова вода стає джерелом водню, а його утворення в суміші з газоподібними оксидами - ланцюговим процесом. Тобто термодинамічний потенціал системи реалізується головним чином у пласті, а не в обсадній колоні свердловини. Процесом газоутворення та необхідною температурою можна керувати завдяки домішкам активаторів та зміною рН реакційного середовища. Початок реакцій здійснюється інертними (нижче температур 200250 °C) КАРС типу АlВ, LiB, LiAl. Взаємодія цих інтерметалідів з водою починається при високих температурах, які забезпечуються термогенеруючими реакціями між розчинами спеціальних 1 UA 122822 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 солей, що містять азот. Для забезпечення повноти згорання, в розчини ТГС добавлені сполуки з пов'язаними зв'язками класу нітрилів, що термодинамічно стійкі до 500 °C. Кінцевим продуктом взаємодії термогенеруючих сумішей між собою та з компонентами порід-колекторів є газ, що складається з кисню, азоту, парів води та домішок азотної кислоти. В процесі нагрівання породи зазнають цілу низку змін та перетворень. При нагріванні продуктивних відкладів від 100 до 800 °C відбувається дегідратація мінералів та видалення з них адсорбційних гігроскопічних та конституційних вод. При температурі близько 550-600 °C відбувається модифікаційне перетворення кварцу, що викликає миттєве збільшення обсягу зерен на 2-3 %, а отже, викликає появу додаткових напружень, які, однак, нівелюються за рахунок розпаду глинистої складової породи. Міцність пісковиків зростає при підвищенні температури нагрівання до 800 °C, а потім знижується, особливо різке зростання міцності відмічається при нагріванні до температур 600-800 °C. Підвищення проникності продуктивних відкладів після високотемпературного впливу зумовлюється наступними основними факторами: створення тріщин; видалення адсорбційно зв'язаної води та розкладу нестійких до нагрівання домішок породи або їх вигорянню. Так, наприклад, вапняк при нагріванні розкладається з виділенням вуглекислого газу СаСО 3 = СаО + СО2. Запропонований спосіб передбачає високотемпературну обробку привибійної зони хімічними джерелами енергії шляхом роздільного послідовного нагнітання в пласт при заповненій до устя водою або іншою рідиною свердловині термогенеруючих сумішей, витримку їх у пласті протягом не менше 24 годин, нагнітання в пласт рідини-нейтралізатора з витримкою її протягом 3-8 годин та освоєння свердловини. Весь процес обробки займає 2 доби. Використання запропонованого способу дозволяє попередити утворення глинисто-піщаних пробок у стовбурі свердловин шляхом надійного закріплення привибійної зони пласта, внаслідок відпадає необхідність проведення капітального ремонту свердловин. Крім того, спосіб є простим у застосуванні і не потребує значних витрат на проведення робіт. Спосіб був випробуваний у промислових умовах. Вихідні дані по свердловині: глибина свердловини 2400 м; інтервал фільтра 2286-2394 м, перфорація 2346-2351 м; продуктивний горизонт МІ-2 (СМП) складений прошарками пісковиків та алевролітів; пластова температура 69 °C; пластовий тиск 100,3 атм; експлуатаційна колона 0146 мм спущена на глибину 2394 м; HKT 073 мм спущені на глибину 2347,44 м. До проведення робіт свердловина перебувала в капітальному ремонті з метою перестрілу продуктивного горизонту, ревізії насосно-компресорних труб і фонтанної арматури. Під час 3 проведення робіт свердловина поглинула 70 м води. Освоїти свердловину не вдалося через надходження значного об'єму рідини з глинистим матеріалом. Приготовлені для обробки привибійної зони пласта окислювально-відновлювальні суміші ТГС-А і ГКС-В, що є джерелами хімічно активного газу і тепла, послідовно закачали в привибійну зону свердловини та розчином ПАР продавили в пласт. Під час продавлювання робочого розчину в пласт тиск не підіймався, що свідчить про поглинання свердловиною робочого розчину. Залишили свердловину для технологічної витримки з метою проходження хімічної реакції між компонентами робочого розчину, фільтрації утворених газів в пласт і здійснення термобарохімічного впливу на привибійну зону свердловини. Перед початком проведення робіт з освоєння робочі параметри по свердловині складали: Ртр = 2,2 МПа; Рзтр= 1,6 МПа. Під час освоєння спостерігалося винесення рідини з глиною. Після проведення робіт свердловину пустили в роботу затрубним простором при Р ВХ.УКПГ = 6,8 МПа 3 з дебітом 1,4 тис. м /добу. Станом на 01.01.2016 р. свердловина працює при Рзтр=5,5 МПа з 3 дебітом 1,5 тис. м /добу. Одержані результати вказують на ефективність технології термобарохімічної обробки для закріплення порід ПЗП. Після проведених робіт винесення глинистої складової колектора не відбувається, дебіт свердловини збільшився з 0 до 1,5 тис. 3 м /добу. 55 2 UA 122822 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб закріплення привибійної зони піщано-глинистих пластів, за яким здійснюють високотемпературний вплив на продуктивні пласти, який відрізняється тим, що використовують спрямовану дію газів і тепла шляхом фізико-хімічного впливу на зону продуктивного пласта не менше ніж двома високоенергетичними термогенеруючими сумішами, які зміцнюють, закріплюють та/або запікають глинисту складову породи за рахунок вторинних змін її структури під дією нагрівання пласта від 200 до 820 °C при тиску до 105 МПа. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3