Спосіб селективної ізоляції пластових вод хлоркальцієво-хлормагнієвого типу

Реферат: Спосіб селективної ізоляції пластових вод хлоркальцієво-хлормагнієвого типу включає зупинку свердловини для відновлення статичного тиску, закачування в свердловину блокуючого розчину, продавлювання його в пласт, витримку і освоєння свердловини. Перед закачуванням блокуючого розчину в свердловину подають буферний розчин, що містить розчин одноатомних спиртів або розчин хлоридів одновалентних катіонів і має інертні властивості відносно до породи продуктивного пласта, розчину реагенту та пластової води. Для збільшення ефективності блокування водоносного пласта блокуючий розчин містить збільшену кількість солей бікарбонату амонію та/або фосфату амонію в вигляді суспензії, біодиструкційний полімер, понижувач в'язкості та піногасник. UA 82488 U (12) UA 82488 U UA 82488 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до газової та нафтової промисловості, точніше до фізико-хімічних способів ізоляції припливів мінералізованих пластових вод, а саме вод хлоркальцієвогохлормагнієвого типу. Відомий спосіб ізоляції припливів пластових вод (патент Російської Федерації № 2108455, 6 МПК Е21В43/32, публ. 10.04.1998р.), що включає закачування в пласт водного розчину чи суспензії, що містить К30 мас. % солі багатоосновної кислоти чи суміші солей багатоосновних кислот, що приготовлені на воді, яка містить до 20 г/л солей кальцію та магнію, наступне закачування водного розчину солі лужноземельного металу і одноосновної кислоти, при цьому співвідношення солі багатоосновної кислоти або суміші солей багатоосновних кислот і солі лужноземельного металу і одпоосновної кислоти вибирають в межах 1: (0,1÷1). Недоліком цього способу є його неселективність, яка полягає в послідовному закачуванні солі багатоосновної кислоти або суміші солей багатоосновних кислот, буферу води і наступному закачуванні солі лужноземельного металу і одноосновної кислоти в пласт, які реагують між собою та створюють ізолюючий екран незалежно від продуктивності та обводненості пласта. Також недоліком цього способу є застосування солей таких багатоосновних кислот, як сульфіти та силікати, що утворюють з катіонами кальцію, магнію та барію кислотонерозчинні солі, що виключає, в разі утворення непроникного екрана в продуктивному пласті, його наступне очищення за допомогою солянокислотної обробки. Найбільш близьким технічним рішенням (прототипом) до заявленого є спосіб селективної ізоляції конусів припливів мінералізованих пластових вод хлоркальцієво-хлормагнієвого типу 6 (патент України № 26168, МПК Е21В43/32, публ. 07.06.1999), який включає закачування в свердловину розчину реагенту, що взаємодіє з мінералізованими пластовими водами, продавлювання його в пласт, витримку й освоєння свердловини. Перед закачуванням розчину реагенту свердловину зупиняють для відновлення статичного тиску, закачування в трубний або затрубний простір, а продавлювання в пласт розчину реагенту виконують з періодичними зупинками при підтримуванні початкового тиску в другому, незаповненому розчином реагенту просторі, при цьому витримку розчину реагенту в пласті здійснюють протягом тривалого часу до досягнення розпливання реагенту по широкій площі контакту пластова вода-газ або пластова вода-нафта, утворення і ущільнення в пластових умовах великого непроникного екрана з блокуючого матеріалу, який забезпечує блокування притоку пластової води як безпосередньо поблизу, так і на віддаленні від вибою свердловин. Як реагент використовується продукт очищення природного газу від двоокису вуглецю, представленого розчиненими в воді в довільному співвідношенні карбонатів і бікарбонатів амонію сукупною концентрацією від 13 до 25 % мас. Недоліком цього способу є швидке утворення непроникного екрана безпосередньо в присвердловинній зоні пласта (при реакції розчину бікарбонату амонію з хлоридами кальцію та магнію утворюється осад (крейда) з активним виділенням вуглекислого газу, спінюванням продуктів реакції), що перешкоджає проникненню розчину реагенту вглиб водоносного горизонту, розширенню ізолюючого екрана. Через незначну кількість реагенту в розчині (розчинність бікарбонату амонію при 20 °C становить 21,7 г на 100 г води, при 25 °C-24,8 г на 100 г води відповідно), кількість утвореного осаду є також незначною, тому такий ізоляційний екран нестійкий до депресій при освоєнні свердловини. По цій же причині ефект блокування є нетривалим - 1÷3 місяці. Використання солі бікарбонату амонію в стандартних умовах ускладнюється через зниження температури розчину до 0÷10 °C (в залежності від загальної кількості розчину та кількості розчиненої солі), що додатково обмежує її розчинність, вимагає затрат часу, чи додаткового підігріву. При підігріві розчину вище 30 °C відбувається активне виділення вуглекислого газу СО2, спінювання розчину, що є ознакою розпаду карбонату амонію, який утворюється з бікарбонату, що додатково обмежує процес розчинення. Задачею заявленого технологічного рішення є попередження утворенню непроникного екрана безпосередньо в присвердловинній зоні пласта та підбір складу блокуючого розчину, що не містить дефіцитних речовин, але забезпечує збільшення ефективності блокування припливу пластової води при одночасному збереженні колекторських властивостей газоносного пласта. Для вирішення поставленої задачі свердловину зупиняють для відновлення статичного тиску, закачують буферний розчин, що містить розчин одноатомних спиртів або розчин хлоридів одновалентних катіонів і має інертні властивості відносно до породи продуктивного пласта, розчину реагенту та пластової води, після чого закачують блокуючий розчин у складі, мас. %: бікарбонат амонію та/або фосфат амонію - 30÷55, біодисирукційний полімер - 1÷5, понижувач в'язкості - 0,5÷3, піногасник - 0,5÷4, вода - решта, продавлюють блокуючий розчин в пласт, витримують, після цього свердловину запускають в роботу. 1 UA 82488 U 5 10 15 20 25 Закачування буферного розчину перед блокуючим розчином попереджує передчасний контакт бікарбонату амонію з пластовою водою безпосередньо в присвердловинній зоні пласта. Для збільшення ефективності селективної ізоляції припливів пластових вод, до складу блокуючого реагенту, вводять значну кількість солей бікарбонату амонію та/або фосфату амонію, що подаються в вигляді суспензії. Стійкість суспензії забезпечують введенням біодиструкційного полімеру, а введенням понижувача в'язкості забезпечують розрідження розчину, що підвищує його стабільність та фільтрацію вглиб зони водоносності. Введенням піногасника забезпечують уникнення надмірного спінювання при проходженні реакції, чим забезпечують проникнення блокуючого реагенту вглиб водоносного пласта. Як біодиструкційний полімер, рекомендується використовувати, наприклад похідні крохмалю: біополімер А-1, біополімер С-1, декстрин, модифікований крохмаль. Вміст біодиструкційного полімеру в запропонованій кількості забезпечує стабільність утворених суспензій, що полегшує доставку бікарбонату амонію (фосфату амонію) на вибій свердловини та фільтрацію в водоносні зони. Вміст бікарбонатів амонію (фосфатів амонію) обмежений в'язкістю утворених розчинів та розчинністю даних солей при температурі 60÷90 °C, що відповідає пластовим умовам. Як понижувач в'язкості, пропонується використовувати, наприклад, конденсовану сульфатспиртову барду (КССБ). Вміст КССБ в запропонованій кількості забезпечує необхідну в'язкість розчину. Як піногасник пропонується, наприклад, ПАР-піногасник Про-пінол Б-400. Вміст Пропінолу Б400 обмежено необхідною кількістю для попередження спіненню продуктів реакції. Для порівняння запропонованого способу з прототипом, проведені лабораторні дослідження по визначенню реологічних властивостей розчинів, кількості осадів, що утворюються при додаванні розчину хлориду кальцію, розчинності цих осадів в 5 %-ному розчині соляної кислоти. Приготовлені два склади розчинів: Прототип № 1 та Прототип № 2, та два склади згідно з заявленим способом: Запропонований склад № 1 та Запропонований склад № 2. Досліджені реологічні властивості даних розчинів, результати досліджень надані у таблиці 1. Таблиця 1 Склад розчину, % мас. 35 Стійкість протягом 30 хв, мл 1,046 19 0 1,082 20 0 1,095 28 8 1,109 Прототип № 1: Бікарбонат амонію - 13 Вода - решта Прототип № 2: Бікарбонат амонію - 24,8 Вода - решта Запропонований склад №1: Модифікований крохмаль - 1,5 Бікарбонат амонію - 30 КССБ - 1 % ПАР Пропінол Б-400-2 Вода - решта Запропонований склад № 2: Модифікований крохмаль - 2,5 Бікарбонат амонію - 55 КССБ - 2 % ПАР Пропінол Б-400-4 Вода - решта 30 В'язкість, с 34 50 Густина, г/см 3 Результати досліджень вказують на достатню стабільність, в'язкість запропонованих розчинів складу, які забезпечать їх доставку на вибій свердловини та фільтрацію в пласт. Крім того, розчин Запропонований склад № 2, в якому вміст компонентів є максимальним, додатково перевірено на зміну в'язкості суспензії при підігріві до 40÷45 °C (підігрів вищевказаної температури в атмосферних умовах ускладнюється активним газовиділенням) та визначено, що при підігріві суспензії в'язкість знижується з 34 с до 19 с, що відповідає в'язкості істинних розчинів та підтверджує його здатність проникати в пористий простір. У таблиці 2 подані результати досліджень складів прототипу та складів запропонованого способу на утворення осаду при реакції розчинами хлористого кальцію 4 мас. % та 8 мас. %. 2 UA 82488 U Кількість досліджуваних розчинів однакова - 50 мл. Кількість доданого розчину хлористого кальцію змінювалась: 50 мл, 100 мл, 150 мл (була рівною або перевищувала в 2-3 рази). Кількість утвореного осаду визначалась в міллілітрах, пізніше цей осад було відфільтровано і визначено його кількість у грамах. 5 Таблиця 2 Досліджуваний розчин, кількість - 50 мл Прототип № 1 Прототип № 2 Запропонований склад №1 Запропонований склад №2 10 15 20 25 30 Розчин хлористого кальцію Вміст хлористого Кількість, мл кальцію, мас. % 50 4 100 50 8 100 150 50 4 100 50 8 100 150 50 4 100 50 8 100 150 50 4 100 50 8 100 150 Об'єм утвореного осаду, мл 4 5 7 8 10 5 8 12 14 18 16 18 27 34 36 27 34 50 66 102 Маса утвореного осаду, г 1,3 1,7 2,3 3,1 4,5 1,9 2,5 3,1 3,9 5,9 6,5 6,8 7,1 8,8 8,9 6,8 10,1 9,5 12,4 17,6 Результати дослідів вказують на те, що кількість осаду утвореного розчинами хлориду кальцію з запропонованим складом є не меншою, ніж з прототипом, навіть більшою в 2÷4 рази (у масовому співвідношенні). Запропонований склад завдяки збільшеній кількості бікарбонату амонію та/або фосфатів амонію реагує з більшою кількістю хлоридів кальцію, що забезпечить в промисловому використанні реагування з більшим об'ємом пластової води хлоркальцієво-хлормагнієвого типу і, відповідно, розширення блокуючого екрана. Цьому також сприятиме відсутність активного спінювання при проходженні реакції завдяки використанню піногасника. Селективність способу зберігається, так як всі компоненти блокуючого реагенту в вуглеводневому середовищі є інертними, використання біодиструкційних полімерів забезпечить збереження колекторських властивостей газоносного пласта при блокуванні. Таким чином, при використанні запропонованого способу буде забезпечено селективність при проведенні водоізоляційних робіт, збереження колекторських властивостей газоносного пласта при блокуванні, утворення і розширення ізолюючого екрана вглиб водоносного пласта, збільшення терміну дії блокування припливу пластової води. При необхідності, а саме при невдалій технологічній операції, утворений осад повністю руйнується 5 %-ним розчином соляної кислоти. Приклад використання Геолого-технічна характеристика свердловини; штучний вибій 3979 м; експлуатаційна колона: діаметр 140 мм - 3483-3974 м, діаметр 168 мм - 0-3483 м; насосно-компресорні труби: діаметр 73 мм - 0-3792 м; інтервали перфорації: 3838-3843м, 3775-3818 м, пісковики; об'єм 3 3 трубного простору 11,5 м , об'єм затрубного простору 47,5 м . Характеристика свердловини до обробки: До проведення робіт свердловина працювала з 3 дебітом газу Qг=0,1 тис. м /добу; Qк=0, т/добу при Ртр/зтр=39/40 атм, самозадавлювалась 3 пластовою водою хлоркальцієвого типу питомою вагою 1,16 г/см , після продувок працювати стабільно не могла. 3 UA 82488 U 5 10 15 20 Порядок виконання робіт при використанні даного способу. Свердловину зупинили; через три доби після відновлення статичного тиску (Рст=126 атм) в свердловину подавали газ високого тиску з УКПГ протягом 5 діб. 3 Після закінчення подачі газу, закачали в НКТ при закритому затрубному просторі 4 м буферного розчину в вигляді розчину 5 мас. % амонію хлористого, продавили газом високого 3 тиску протягом 12 годин. Після чого, закачали 10 м блокуючого розчину складом, мас. %: бікарбонат амонію - 40, модифікований крохмаль - 3, КССБ - 2, ПАР Пропінол Б-400 - 1, вода решту, з'єднали трубний і затрубний простори, подали в свердловину газ високого тиску для продавлювання блокуючого розчину в пласт. Залишили свердловину під максимально допустимим тиском (200 атм) для реакції блокування до відновлення статичного тиску на 10 діб. Визначили, що на вибої свердловини рідина відсутня. Освоїли свердловину, вивели на режим і пустили в роботу на УКПГ. Після проведених робіт свердловина впродовж місяця працювала в режимі Q г=54,1 тис. 3 3 3 м /добу; Qк=3,03 т/добу; Qв=1,5 м /добу; ГВФ=35 л/тис. м при Ртр/зтр=95/105 атм. За рахунок того, що буферний розчин має інертні властивості по відношенню до породи продуктивного пласта, розчину реагенту та пластової води відбулося відтиснення пластової води в глиб водоносного інтервалу, що попередило передчасний контакт блокуючого розчину з пластовою водою безпосередньо в присвердловинній зоні пласта. Використання запропонованого блокуючого розчину забезпечило надійне блокування припливу пластової води, що дозволило збільшити видобувні можливості свердловини. Таким чином використання способу, за рахунок ефективно проведених ізоляційних робіт, дозволить збільшити термін експлуатації свердловин в міжремонтний період. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб селективної ізоляції пластових вод хлоркальцієво-хлормагнієвого типу, який включає зупинку свердловини для відновлення статичного тиску, закачування в свердловину блокуючого розчину, продавлювання його в пласт, витримку і освоєння свердловини, який відрізняється тим, що перед закачуванням блокуючого розчину в свердловину подають буферний розчин, що містить розчин одноатомних спиртів або розчин хлоридів одновалентних катіонів і має інертні властивості відносно до породи продуктивного пласта, розчину реагенту та пластової води, при цьому для збільшення ефективності блокування водоносного пласта блокуючий розчин містить збільшену кількість солей бікарбонату амонію та/або фосфату амонію в вигляді суспензії, біодиструкційний полімер, понижувач в'язкості та піногасник при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: бікарбонат амонію та/або фосфат амонію 30÷55 біодиструкційний полімер 1÷5 понижувач в'язкості 0,5÷3 піногасник 0,5÷4 вода решта. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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