Рідина для глушіння та капітального ремонту свердловини

Реферат: Рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин містить структуроутворювач, кольматант, солі лужноземельних металів, воду, гідрофобізатор в вигляд поліетиленгліколю або поліалкіленгліколю або гідрофобнокремнійорганічну речовину (ГКР) та піногасник. Як структуроутворювач використовують екструдат або лігносульфонат та/або біополімер, або карбоксиметил (КМЦ), або карбоксиметилоксіетил целюлозу (КМОЕЦ), при цьому солі лужноземельних металів використовують у вигляді хлориду калію та/або хлориду натрію, та/або карбонату виконують функцію неорганічного інгібітору. UA 80640 U (12) UA 80640 U UA 80640 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить галузі будівництва та експлуатації нафтових і газових свердловин, а саме операцій з глушіння та капітального ремонту в умовах аномально низьких пластових тисків, перфорації та промивання свердловин. Відомий розчин для ремонту і інтенсифікації свердловин (патент України № 23758 А, МПК Е21В21/14, Е21В43/12, опубл. 16.06.1998 р.), що містить структуроутворювач в вигляді полісахариду рослинного походження (крохмаль) і середовища клейстеризації (водні розчини бішофіту, хлористого кальцію, кальцієвої селітри) та луг (гідроксид кальцію, гідроксид натрію, гідроксид калію, гідроксид амонію) при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: крохмаль 0,5-10,0 середовище клейстеризації 99,4-85,0 луг решта. 3 Недоліком відомого розчину є густина на рівні 1180-1200 кг/м через застосування у складі водних розчинів солей полівалентних металів, що ускладнює процес капітального ремонту свердловин в умовах аномально низьких пластових тисків. Крім того, для проведення процесу клейстеризації крохмалю необхідно додаткове термостатування приготованого розчину, що ускладнює процес приготування речовини у промислових умовах. Відомий структурований склад для ремонту свердловин (патент Російської Федерації № 2044754, МПК С09К7/04, Е21В43/26, опубл. 27.09.1995 р.), у якому надання складу структурнореологічних властивостей та здатності до декольматації привибійної зони, зниження фільтрації досягається за рахунок вмісту лігносульфонатів технічних, розчинів соляної кислоти та мінералізованої води наступного складу, об.: лігносульфонати технічні 3 густиною 1200-кг/м 35-45 розчин соляної кислоти 20-24 % концентрації 3-4 мінералізована вода решта. Як варіант, як мінералізовану воду розчин містить розчин хлориду магнію густиною 12003 3 1260 кг/м або розчин хлориду натрію густиною 1160-1200 кг/м , або розчин хлориду калію 3 3 густиною 1160-1180 кг/м , або пластову воду густиною 1160-1180 кг/м . Недоліком відомого розчину є висока корозійна активність рідини щодо насоснокомпресорних труб. Відомий склад для глушіння свердловин (патент Російської Федерації № 2068080, МПК Е21В43/12, опубл. 20.10.1996 р.) вибраний як найближчий аналог, який містить як структуроутворювач поліакриламід, як кольматант деревинну муку ялинкових порід, а також сіль багатовалентного металу, лігносульфонат та воду у наступному співвідношенні компонентів мас. %: поліакриламід 0,5-0,75 сіль багатовалентного металу 0,05-0,19 лігносульфонат 0,1-2,0 деревинне борошно ялинкових порід 3,0-10,0 вода решта. Як варіант, як сіль багатовалентного металу використовують біхромат калію або натрію. Недоліком такого розчину є підвищена проникаюча здатність у привибійну зону пласта при глушінні свердловини через недостатні структурно-реологічні властивості. Задачею даної корисної моделі є покращення структурно-реологічних, кольматуючих, фільтраційних та інгібуючих властивостей рідини та прискорення освоєння свердловин після проведення ремонту, а також збільшення міжремонтного періоду роботи свердловин. Крім того, спрощення процесу приготування рідини зменшує витрати за рахунок використання сировинної бази вітчизняних виробників. Для вирішення поставленої задачі запропоновано рідину для глушіння та капітального ремонту свердловин, що вміщує структуроутворювач, кольматант, солі лужноземельних металів та воду, згідно з корисною моделлю, додатково містить гідрофобізатор в вигляді поліетиленгліколю або поліалкіленгліколю, або гідрофобнокремнійорганічної рідини (ГКР), та піногасник, а як структуроутворювач використовують екструдат або лігносульфонат та/або біополімер, або карбоксиметил целюлоза (КМЦ), або карбоксиметилоксиетил целюлоза (КМОЕЦ), при цьому солі лужноземельних металів в вигляді хлорида калію та/або хлорида натрію, та/або карбоната калію виконують функцію неорганічного інгібітору при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 1 UA 80640 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 структуроутворювач 0,5-10,0 гідрофобізатор 0,5-3,0 кольматант 1,0-5,0 солі лужноземельних металів 3,0-10,0 піногасник 0,05-1,0 технічна або пластова вода решта. Використання у складі рідини інгібуючих компонентів органічного і неорганічного походження зменшує негативний вплив на глинисту складову колектору від використання пластових і прісних технічних вод і, як результат, збільшує міжремонтний період роботи свердловин. Використання запропонованого складу рідини дозволяє поліпшити кольматуючі властивості рідини, прискорити освоєння свердловин після проведення ремонту для умов аномально низьких тисків, а також збільшити міжремонтний період роботи свердловин. Для запобігання проникнення великої кількості фільтрату на значну відстань у продуктивний пласт, для регулювання структурно-реологічних властивостей і показника фільтрації, у тому числі в'язкості, запропоновано використовувати структуроутворювач, який зв'язує воду і утворює структуровані рідини з низьким показником фільтрації, чим зменшує забруднення пластів. Як структуроутворювач можуть бути використані екструдат за ТУ 15.6-39333288.001:2004 крохмаль екструзійний (картопляний, кукурудзяний, пшеничний), який має високу водозв'язувальну та гелеутворюючу здатність, забезпечує стабільність рідини та зменшення фільтрації, що попереджує проникнення вільної води у пласт колектор і запобігає руйнуванню глинистої складової; КМЦ за ТУ 6-55-40-90, ТУ 6-55-64-94, ТУ 6-55-221-1311-93; марок камцелл, Tylose, Finnfix тощо; КМОЕЦ; лігносульфонат (КССБ або КЛСТ) ТУ У 31062554.001-2000, ТУ У 24.6-32374539-003:2005, ТУ У 24.6-13652508-004:2005; біополімер ксантанового типу різних торгових марок (duovis, flovis тощо). Для зменшення активності глин та міжфазного натягу, що полегшує приплив флюїду в стовбур свердловини, в запропонованій речовині використовується гідрофобізатор в вигляді поліетиленгліколю, що відповідає ПЕГ 200, 300, 400, 600 ТУ 2483-007-7110986-2006, ПЕГ 1500 ТУ 2483-008-71150986-2006, ПЕГ 6000 ТУ 2483-008-71150986-2006, або поліалкіленгліколю марки ІГС, що відповідає ТУ У 24.6-21865342-008:2010, або марки Gem Gp, або гідрофобнокремнійорганічну рідину (ГКР) за ТУ У 6-02-5-61-61-97. Для зменшення активності глин в якості неорганічного інгібітору використовуються хлорид калію KСl за ДОСТ 4568-95 та (або) хлорид натрію NaCl за ДОСТ 13830-68 та (або) калій вуглекислий K2СО3 ДОСТ 10690-73. Для надійної кольматації порового простору продуктивного пласта, а використовують кольматант-целюлозний наповнювач та (або) крейду. Для запобігання утворення піни під час приготування рідини як піногасник використовують нафту або дизпаливо. Для експериментальної перевірки технологічних властивостей запропонованої рідини приготували склади при різних співвідношеннях компонентів (див. табл. 1). Рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин готують наступним чином. У розрахованій кількості технічної води протягом 30-60 хв. розчиняють структуроутворювач 10 % КЛСТ і піногасник 1 % нафти. Після 30 хв. перемішування додають 5 % неорганічного інгібітору K2СО3 і гідрофібізатор - 3 % ІГС, та продовжують диспергувати до отримання однорідної стабільної рідини. Далі додають кольматант - 1 % крейди та продовжують перемішувати протягом 30-60 хв. Після вимірювання технологічних показників частину рідини завантажують у камери старіння для подальшого термостатування. Вимірювання основних технологічних параметрів отриманої рідини здійснювали на стандартних приладах за загальноприйнятими методиками. Статичну фільтрацію визначали на приладі фільтр-прес Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ) або на приладі ВМ-6. Структурно-реологічні властивості рідини визначали на восьмишвидкісному ротаційному віскозиметрі Фанн за стандартом Американського Нафтового інституту (АНІ). Стабільність рідини визначали після термостатування в камерах старіння при температурі 75 °C протягом 16 годин за стандартною методикою (за різницею густин, у %). Фактичну густину вимірювали на важільних терезах ВРП-1. Аналогічним чином готували інші склади рідини з різними співвідношеннями компонентів. За результатами експериментальних досліджень технологічних властивостей запропонованої рідини, визначено, що склади № 2-11 достатньо термостійкі і стабільні в часі, 2 UA 80640 U 5 10 15 що слідує з незначного збільшення показника фільтрації та показника стабільності рідини, який визначали після прогріву при температурі 75 °C протягом 16 годин. Дані про результати досліджень приведені у таблиці 2. Нижній поріг концентрації структуроутворювача (0,5 %) обґрунтований мінімумом, необхідним для утворення колоїдної фази, яка забезпечить достатній рівень показника фільтрації і структурно-реологічних властивостей. Крім того, органічні частинки екструзійного крохмалю або лігносульфонатів кольматують продуктивні пласти, чим зменшують їх забруднення. Перевищення концентрації понад 12 % є економічно і технологічно недоцільним. Нижній поріг концентрації неорганічного інгібітору (3 %) обмежений тим, що така концентрація необхідна для забезпечення інгібуючих властивостей фільтрату рідини і зменшення негативного впливу на глинисту складову колектору, а верхній (10 %) обмежений густиною рідини. Заявлений діапазон гідрофобного інгібітору (0,5-3,0 %) достатній для забезпечення зменшення активності глин та міжфазного натягу. Для використання в умовах аномально високих пластових тисків запропоновану рідину можна обважнити до необхідної густини. Запропонована рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин характеризується стабільними технологічними характеристиками в широкому діапазоні температур та низькою проникаючою здатністю у привибійну зону. 20 Таблиця 1 Компонентний склад рідини глушіння, мас. % № Екструскладу дат 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13,0 12,0 10,0 7,0 Структуроутворювач НеорганічЛігносуль- ГідрофоКольманий Піногасник Біопофонати бізатор тант КМЦ КМОЕЦ інгібітор лімер 1,0 4,0 12,0 1,5 5,0 3,0 10,0 1,0 1,0 10,0 3,0 5,0 1,0 1,0 7,0 2,0 7,0 1,0 1,0 5,0 1,5 10,0 1,0 1,0 0,5 2,5 3,0 0,05 5,0 3,0 1,0 10,0 0,05 5,0 4,0 0,5 3,0 0,05 5,0 2,0 0,5 3,0 0,05 3,0 2,0 5,0 0,5 7,0 0,05 3,0 1,0 0,5 5,0 0,05 3,0 0,2 0,3 2,0 0,1 0,5 Таблиця 2 Параметри рідини при температурі 20 °C № 3 ρ, кг/см складу 1 1050 2 1040 3 1040 4 1030 5 1030 6 1030 7 1040 8 1020 9 1040 10 1030 11 1030 12 1020 3 Т, с Ф, см /30 хв н.т. 70 85 70 50 40 45 45 110 70 60 20 0 2 2 3 3,5 5 5,5 6 1 4 5 9 СНЗ10/10, дПа 150/178 10/15 18/24 15/18 10/12 2/3 1/2 2/3 3/5 15/21 5/8 0/0 ρ, 3 г/см 1050 1040 1040 1030 1030 1030 1040 1020 1040 1030 1030 1020 3 Параметри рідини після термостатування при температурі 75 °C протягом 16 годин СНЗ10/10, стабіль3 Т, с Ф, см /30 хв дПа ність, % н.т. 2 192/248 110 1 12/19 100 100 1 15/22 100 95 1 13/24 100 80 2 12/18 100 35 6 1/1 85 41 6,5 1/1 85 35 7 1/2 70 100 2 1/2 70 35 5 10/18 95 30 5 2/3 80 16 15 0/0 UA 80640 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Рідина для глушіння та капітального ремонту свердловин, яка вміщує структуроутворювач, кольматант, солі лужноземельних металів та воду, яка відрізняється тим, що додатково містить гідрофобізатор в вигляді поліетиленгліколю або поліалкіленгліколю, або гідрофобнокремнійорганічної рідини (ГКР), та піногасник, а як структуроутворювач використовують екструдат або лігносульфонат та/або біополімер, або карбоксиметил (КМЦ), або карбоксиметилоксіетил целюлоза (КМОЕЦ), при цьому солі лужноземельних металів використовують у вигляді хлориду калію та/або хлориду натрію, та/або карбонату виконують функцію неорганічного інгібітору при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: структуроутворювач (екструдат або лігносульфонат та/або біополімер, 0,5-12,0 або КМЦ, або КМОЕЦ) гідрофобізатор (поліетиленгліколь 0,5-3,0 або поліалкіленгліколь, або ГКР) кольматант (крейда та/або 1,0-5,0 целюлозний наповнювач) неорганічний інгібітор (KСl та/або 3,0-10,0 NaCl, та/або K2СО3) піногасник 0,05-1,0 вода решта. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4