Спосіб ліквідації міжколонних перетоків в газових свердловинах

Реферат: Спосіб ліквідації міжколонних перетоків в газових свердловинах шляхом закачування в затрубний простір герметизуючого складу, що містить кремнієвмісний полімерний матеріал. Декілька разів послідовно закачують буферний розчин на основі спирту та герметизуючий склад, витримують та продувають свердловину, після чого її промивають. Герметизуючий склад містить дрібнодисперсний наповнювач. UA 92764 U (12) UA 92764 U UA 92764 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель стосується нафтової та газової промисловості і може бути використана для ліквідації міжколонних перетоків та відновлення герметичності обсадних колон в газових свердловинах. Відомий процес ліквідації міжколонного тиску в газових свердловинах (Патент України № 67644 А, МПК Е21В 33/00, Е21В 33/13, Е21В 33/14, С09K 8/42, публ. 15.06.2004 р., бюл. № 6), який включає закачування в затрубний простір порціями в рівних об'ємах тампонуючої суміші, яка містить 2,5 % водного розчину КМЦ, азбестову крихту і порошок крейди при наступному співвідношенні, мас. %: 2,5 % водний розчин КМЦ 60-70 азбестова крихта 10-30 порошок крейди 10-30. Недоліком даного способу є недостатня адгезія приготовленого тампонуючого розчину до цементного каменю та металу, що спричиняє необхідність проведення повторних ізоляційних робіт. Відомий також спосіб ліквідації міжколонних перетікань газових свердловин (Патент України № 63270 А, МПК Е21В 33/13, Е21В 33/14, С09K 8/42, публ. 15.01.2004 р., бюл. № 1) шляхом закачування в затрубний простір герметизуючої суміші, що складається з компонентів, мас. %: АКОР Б-100 20-40 регулятор швидкості 0,07-0,35 кристалізації гумова крихта 10-15 вода решта. Гумова крихта, розчиняючись в спиртовому розчині АКОР Б-100 і під дією газового конденсату набрякаючи в зазорах різьбових з'єднань, герметизує їх. Недоліком даного способу є низька проникність часток гумової крихти в місця негерметичності, через їх низьку дисперсність. Крім того, на зниження якості герметизуючої суміші негативно впливає введення в її склад близько 35-65 мас. % води, яка протягом 2-60 хвилин після змішування реагує з кремнійорганічною речовиною АКОР Б-100. Утворені після реакції гідролізу кристали загущеного гелю АКОР Б-100 мають низьку пластичність, а також низьку розтікаючу та проникаючу здатність. Введення регулятора швидкості кристалізації (розчину силікату натрію) значно прискорює швидкість кристалізації, що погіршує проникаючу здатність герметизуючої суміші. Задачею корисної моделі є збільшення проникності герметизуючого складу та забезпечення утворення кристалів гелю безпосередньо в місцях негерметичності, що підвищить ефективність відновлення герметичності заколонного простору, зменшить кількість проведених ремонтноізоляційних робіт. Поставлену задачу вирішують за рахунок того, що ліквідацію міжколонних перетоків в газових свердловинах здійснюють послідовним закачуванням декілька разів в затрубний простір спиртового буферного розчину та герметизуючого складу, що містить тонкодисперсний наповнювач та кремнієвмісний полімерний матеріал, витримують та продувають свердловину, після чого її промивають. До герметизуючого складу може бути доданий стабілізатор. Як тонкодисперсний наповнювач рекомендується використовувати наприклад: тонкодисперсну крейду зі ступенем дисперсності від 2 до 140 мкм, а саме: крейду марок ММС-1 (45 мкм), ММС-2 (140 мкм) та/або карбонатний наповнювач КН-5, та/або золу виносу згідно ГОСТ 25818-91, та/або вапно гідратне тонкодисперсне згідно ГОСТ 9179-77, та/або тонкодисперсний гіпс згідно ГОСТ 125-79, та/або сухі будівельні суміші (ГОСТ 31189-2003), та/або мелені шлаки, наприклад нефеліновий (белітовий) шлам, та/або мікроцемент, наприклад, марки Rheocem 800, суміш марки "Мікро", що виготовлена згідно ТУ 2458-06654651030-2010, ультрацемент тампонажний, що виготовлений згідно ТУ5739-019-568643912010, та/або графітовий порошок, та/або фторопластовий порошок Ф-15 і ПТФ-30 тощо. Як стабілізатор складу рекомендується використовувати, наприклад, модифіковані лінгосульфонати, до яких належить конденсована сульфітспиртова барда (КССБ). Як кремнієвмісний полімерний матеріал пропонується використати, наприклад, АКОР Б-100, АКОР Б-300, етилсилікат-40, АКРОН-РК (згідно ТУ 2458-001-7101263). Дані матеріали належать до елементоорганічних з'єднань, а саме до поліфункціональних кремнійорганічних з'єднань, що здатні до гідролізу з утворенням поліорганосилоксанового полімеру, який у воді має гелеподібну структуру. Для перевірки технологічних властивостей запропонованого складу проводилися лабораторні дослідження з визначення седиментаційної стабільності та проникної здатності запропонованого складу. В досліджуваному герметизуючому складі як тонко дисперсний 1 UA 92764 U 5 10 наповнювач використали суху будівельну суміш, як кремнієвмісний полімерний матеріалАКРОН-РК, а як стабілізатор - КССБ-4. Дослідження на проникну здатність герметизуючої суміші прототипу та запропонованого складу проводились на градуйованій піщаній колонці, що представляє собою розподільчу воронку з нижнім краном, заповнену кварцовим піском (піщаним фільтром), який моделює пористе середовище. Попередньо для досліджень готували досліджувані склади за прототипом та запропонований склад. В піщану колонку при відкритому нижньому кранові приливали досліджуваний склад в кількості 100 мл, після повного відфільтрування в колонку приливали технічну прісну воду в кількості 50 мл. Спочатку визначали час фільтрації досліджуваного складу крізь піщаний фільтр, кількість фільтрату (фільтрат І), а після проходження крізь піщаний фільтр технічної прісної води - загальну кількість відфільтрованої рідини (фільтрат II), спостерігали за змінами, що відбуваються у фільтраті. Результати досліджень наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Фільтрат І Досліджуваний склад АКОРБ-100-30 % Регулятор швидкості кристалізації - 0,20 % Гумова крихта - 12 % Вода - 57,8 % Тонкодисперсний наповнювач - 30 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 70 % Тонкодисперсний наповнювач - 30 % Стабілізатор - 1,5 % Кремнієвмісний полімерний матеріал – 68,5 % Початок Кінець фільтрації, фільтрації, год. год. Кількість, мл Фільтрат II, кількість, мл, структура 0.50 1,20 18 72 водний розчин 0,08 0,43 10 56 гелеподібна 0,10 0,40 9 55 гелеподібна 15 20 25 За результатами досліджень визначено, що більш тривалий час проникнення в пористе середовище має склад за прототипом, що обумовлено його структурою. Крім того, він містить ту кількість води, що необхідна для гідролізу АКОР Б-100, в подальшому збільшення кількості води спричиняє погіршення гелевої структури полімеру. Фільтраційні можливості запропонованого складу значно вищі, що в промислових умовах забезпечує його фільтрацію в більш дрібні канали негерметичності. Відсутність в запропонованому герметизуючому складі води покращує його проникність в пористе середовище та забезпечує утворення гелю в місцях негерметичності. Визначення седиментаційної стабільності проводилось в скляних мірних циліндрах ємністю 100 мл у такий спосіб. Мірний циліндр заповнили розчином у кількості 100 мл і залишили у спокої. Періодично через кожні 10 хвилин спостерігали процес розшарування складу і замірювали шар відстояної рідини. Результати досліджень наведені в таблиці 2. 2 UA 92764 U Таблиця 2 Герметизуючий склад Тонкодисперсний наповнювач - 15 % Стабілізатор - 0 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 85 % Тонкодисперсний наповнювач - 35 % Стабілізатор - 0 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 65 % Тонкодисперсний наповнювач- 15 % Стабілізатор - 1 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 84 % Тонкодисперсний наповнювач - 35 % Стабілізатор - 1 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 64 % Тонкодисперсний наповнювач - 15 % Стабілізатор - 1,5 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 83,5 % Тонкодисперсний наповнювач - 30 % Стабілізатор - 1,5 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 68,5 % Тонкодисперсний наповнювач - 35 % Стабілізатор - 1,5 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 63,5 % Тонкодисперсний наповнювач - 15 % Стабілізатор - 6 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 79 % Тонкодисперсний наповнювач - 30 % Стабілізатор - 6 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 64 % Тонкодисперсний наповнювач - 35 % Стабілізатор - 6 % Кремнієвмісний полімерний матеріал - 59 % 5 10 15 10 хв. Кількість відстояної рідини, мл 20 хв. 30 хв. 40 хв. 60 хв. Добовий відстій, % 50 66 75 80 82 85 60 61 63 65 66 68 48 52 69 70 70 73 30 49 52 52 53 55 40 51 68 68 68 70 14 19 25 28 30 40 23 25 28 32 33 45 15 21 26 32 41 4 5 6 8 9 12 2 3 4 6 8 10 зо Результати досліджень седиментаційної стабільності запропонованого герметизуючого складу вказують на його достатню стабільність. Використання в запропонованому складі стабілізатору в кількості 1,56 мас. % значно підвищує седиментаційні властивості запропонованого складу. У цілому, використання запропонованого герметизуючого складу дозволить покращити якість герметизуючих робіт під час проведення капітального ремонту свердловин. В запропонованому способі для забезпечення передчасного реагування герметизуючого складу з водою та утворення загущеного гелю, перед закачуванням та після закачування герметизуючого складу, закачують спиртовий буферний розчин, наприклад метанол, після чого проводиться технологічна витримка свердловини для опускання розчину по затрубному простору. Роботи з послідовного закачування буферного розчину і герметизуючого складу, витримки та продування свердловини виконують до 3 разів, після чого свердловину промивають. 3 UA 92764 U 5 10 15 20 25 Завдяки запропонованій технології проведення ізоляційних робіт та високій проникності герметизуючого складу, утворення кристалів гелю відбувається в місцях негерметичності, реакція гідролізу проходить з водою, що містить промивальна рідина, або залишковою водою, що міститься в місцях негерметичності. Використання способу завдяки високій проникності розчину кремнієвмісного полімерного матеріалу та тонкодисперсного наповнювача, утворення блокуючої структури (кристалів) безпосередньо в місцях негерметичності, дозволяє покращити якість ремонтно-ізоляційних робіт під час проведення капітального ремонту свердловин. Приклад реалізації способу в промислових умовах. Запропонований спосіб випробуваний на свердловині № 120 Березівського газоконденсатного родовища. Обсадна колона спущена на глибину 5531 м, насоснокомпресорні труби діаметром 73 мм - на глибину 1311,4 м. Поточні показники роботи 3 свердловини: Рст.(тр/зтр) = 152 атм, Ртр = 60 атм, Ртр = 130 атм, Qгазу = 59 тис. м /добу. Перед проведенням ремонтно-ізоляційних робіт було зафіксовано пропуски газу по планшайбі. Метою проведення робіт було відновлення герметичності свердловини. 3 Для цього приготовлено 2 м герметизуючого складу, що містить наступні компоненти, мас %: тонкодисперсний 15 наповнювач кремнієвмісний полімерний матеріал решта. Як тонкодисперсний наповнювач використано суміш тонкодиспесної крейди (12,5 мас. %) та фторопластових порошків Ф-15 і ПТФ-30 (2,5 мас. %). Як кремнієвмісний полімерний матеріал аналог АКОР Б -100 - АКРОН - РК. 3 3 У свердловину послідовно закачали метанол - 0,30 м , герметизуючий склад - 1,00 м , 3 метанол - 0,15 м . Витримали свердловину протягом 20 хв., після чого продули затрубний простір свердловини на амбар. Роботи з послідовного закачування буферної рідини та герметизуючого складу повторили двічі, після чого свердловину промили розчином в кількості 1 3 м , що містить наступні компоненти мас. %: метанол 30 сольпен 10-Т 0,6 вода решта. Після проведення ізолюючих робіт в свердловині 120 Березівського газоконденсатного родовища витоків газу по планшайбі не зафіксовано. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Спосіб ліквідації міжколонних перетоків в газових свердловинах шляхом закачування в затрубний простір герметизуючого складу, що містить кремнієвмісний полімерний матеріал, який відрізняється тим, що декілька разів послідовно закачують буферний розчин на основі спирту та герметизуючий склад, витримують та продувають свердловину, після чого її промивають, при цьому герметизуючий склад містить тонкодисперсний наповнювач при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: тонкодисперсний 15-5-35 наповнювач кремнієвмісний полімерний матеріал решта. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що герметизуючий склад додатково містить стабілізатор у кількості 1,56,0 мас. %. 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