Спосіб селективної ізоляції припливу пластових вод в свердловинах

і 8 [І МПКЕ21ВЗЗ/138 СПОСІБ СЕЛЕКТИВНОЇ ІЗОЛЯЦІЇ ПРИПЛИВУ ПЛАСТОВИХ ВОД В СВЕРДЛОВИНАХ. Запропонований винахід відноситься до нафтогазви добувної промисловості, наприклад до способів селективної водоізоляції і може бути використаний для ізоляції припливу мінералізованої води в нафтових і газових свердловинах. Відомий спосіб зменшення припливу води в нафтові свердловини, який включає закачку в обводнений пласт вуглекислого газу, скидання тиску і послідуючу закачку аміаку. В результаті реакції вуглекислого газу, аміаку і мінералізованих пластових вод в порах пласта утворюється осад, який складається із карбонатів кальцію і амонію. Цей осад перешкоджає надходженню води в свердловину ( пат. США № 2029649, кл 166-21, 1936) /1/. Недоліками цього способу є малий об'єм осаду, який обмежується розчинністю, вуглекислого газу в пластовій воді, а також його тонкодісперсність, що приводить до виносу осаду із пласта при послідуючій експлуатації свердловини. Відомий спосіб ізоляції пластових вод, який включає закачку в свердловину натрієвих солей нафтенових кислот ( А. С. СССР № 72455, кл Е21В 93/13, Е02ДЗ/12, 1948) /2/ при перемішуванні яких з мінералізованими і пластовими водами утворюється колоїдний осад, що заповнює пори водоносних пластів. Недоліком наведеного способу є низька механічна міцність колоїдного осаду, яка приводить до його руйнування і виносу із пласта. Найбільш близьким до запропонованого винаходу ( прототипом) є спосіб ізоляції припливу вод в свердловину (А.С. СССР № 1700129 кл Е21 ВЗЗ/12, 43/32, 1991) /3/ при здійсненні якого утворюється кристалічний осад гіпсу (CaSC>4 .2Н2О). Використання методу передбачає послідовну закачку водного розчину СаСЬ і розчинної солі сірчаної кислоти з еквівалентним співвідношенням гіпсоутворюючих іонів. Попередньо в розчин СаС12 вводять триполіфосфат натрію ТПН масовою долею 0,05-0,85% від маси утворюваного сульфату кальцію. Введення ТПН уповільнює процес гіпсоутворення. Завдяки цьому відбувається повне і рівномірне змішування реагентів в оброблюваній зоні. Як тільки потенційна кількість осаду перевищує інгібіруючу дію ТПН, відбувається лавиноподібне випадання осаду по всій довжині обробленої зони. Описаний спосіб як і попередній має суттєві недоліки, серед яких: - лавиноподібний характер утворення осаду вказує на його дрібнокристалічний характер, тобто для високопроникних пластів має місце невідповідність розмірів частинок осаду розмірам пор, тому можна сказати, що в цьому випадку частинки осаду можуть блокувати не самі пори, а тільки зв'язуючі їх проточні канали; з - при порушенні технології виконання ізоляційних робіт утворення осаду може бути не в пласті, а в привибійній зоні або в стволі свердловини, що призведе до виникнення технологічних труднощів. При такому способі ізоляції припливу води в свердловину не можливо досягти селективності. В основу винаходу поставлено задачу підвищення механічної міцності утвореного в продуктивному пласті, що обводнюється, водоізоляційного екрану шляхом утворення карбонатного бар'єру в широкому інтервалі проникності. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що згідно винаходу в свердловину закачують водний розчин карбонат і бікарбонат амонію, в який додатково вводять гідроксилвмісні органічні сполуки в співвідношенні компонентів мас. %: карбонат і бікарбонат амонію 20-36 гідроксилвмісні орга нічні сполуки 0,1-20 вода - решта які в результаті обмінних реакцій з пластовою водою утворюють мінеральний карбонатний водонепроникний осад. Суть винаходу полягає в тому, що розчин карбонат і бікарбонат амонію при взаємодії з пластовою водою хлоркальцієвого типу утворює в поровому просторі хімічно осаджену крейду, в результаті чого зменшується проникність і розмір порових каналів, що зменшує фазову проникність пластової води. Однак, так як хімічно осаджена крейда має дрібнодисперсну структуру і розмір частинок СаСОз не перевищує 50 х10"ьм2, то з метою укрупнення частинок СаСОз в розчин вуглекислих солей амонію додатково вводять гідроксилвмісні органічні сполуки, наприклад: альдегідспирти С12Н22О11, метанол СНзОН, оцтову кислоту СНзСООН в концентраціях від 0,1 до 20 %. В результаті реакції утворюються нові центри кристалізації, тому з'єднання гідроксилвмісних органічних сполук кальцію утворюються значно більших розмірів. При проведення досліджень було встановлено, що ріст кристалів зумовлений зниженням поверхневої енергії центрів кристалізації, при цьому також зменшується час осадження осаду. Таблица 1. Результати фізико-хімічногодослідження крейдяного осаду при взаємодії пластової води з кароонатами та оіка № эоонатами ) з домішками 200 ОЛЮ"6 повне 77 135 ОД-0,2 повне Реагент Об'єм СаСО:„% Час осадження хв 1 20%NH4HCO3 59 2 20% ШдНСОз + п/п Середній розмір часток СаСОз, мм Розчинення у неї 3% альдегідосп. 3 20%NH4HCO,+ 0.1%СН3СООН 76 142 ОД -0,25 повне 4 20%NH4HCO3 + 10% СН3ОН 75 145 0,1-0.25 повне s Аналіз результатів дослідження, наведений в табл. 1, показує, що всі добавки збільшують обсяг крейдяного відстою і розмір їхніх часток, а також зменшують час осадження відстою. Ефективність водоізоляційного екрану, що утворюється при взаємодії розчинів вуглекислих солей амонію з домішками перевірялись на установці по визначенні проникності кернів УДТЖ-1М. Для цього на установці визначався тиск прориву при перекачуванні через керн різних сумішей, а також коефіцієнт відновлення проникності порового простору породи як газоносної, так і заповненої пластовою водою. Методика визначення полягає в наступному : через керн пропускали пластову воду, а потім блокуючі рідини. Фіксували значення тиску прориву по всім реагентам, шляхом прокачки через керн у зворотному напрямку пластової води. Коефіцієнт відновлення проникності визначався відношенням проникності порового простору по газу до обробки реагентом та після обробки. Результати представлені в табл.2. Найбільшої величини кристали досягають при добавці альдегідоспиртів 3-5%, чи оцтової кислоти 0,1%, чи метанолу 10%. При подальшому збільшенні процентного вмісту добавок величина крист&іів не змінюється, а проникність газової частини пласта зменшується (у випадку використання альдегідоспиртів) або руйнується (при використанні оцтової кислоти) чи втрачає насиченість (при використанні метанолу) карбонатнобікарбонатний розчин. Аналіз одержаних значень для розчинів NH4HCO3 з домішками робочих концентрацій гідроксилвмісних органічних сполук вказує, що кольматація водоносної частини буде достатньою для запобігання руху пластової води по поровому простору. Проникність газової частини є достатньою для збереження фільтраційних характеристик пласта. 6 Таблиця 2 Результати дослідного складу блокування пластової води наУДПК-Щ № п/п Склад блокуючого Тиск прориву в Коефіцієнт відновлення проникності розчину присутності частини пласта р, % пластової води, газової водоносної МПа 1 1,0 Дистильована вода 0,06 0,82 2 0,9 1,0 Пластова вода 0,02 3 2,2 0,6 20% NH4HCO3 0,99 0,92 0,59 20% NH4HCO3 + 0,05% 2,2 альдегідспирти 4. 0,90 0,59 20%NH4HCO. + 0,1% 2,4 альдегідспирти 5, 4,0 0,85 0,57 20% NH4HCO3 + 1 % альдегідспирти 6, 4,2 0,5 0,87 20%NH4HCO3 + 3% альдегідспирти 7, 4,7 0,88 0,45 20% NH4HCO3 + 5 % альдегідспирти 8, 5,6 0,59 0,38 20% NH4HCO3 + 20 % альдегідспирти 9, 5,9 0,53 0,39 20% NH4HCO3 + 25 % альдегідспирти 10, 20% NH4HCO3 + 0,05% 3,9 0,98 0,59 11, 12, із, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, снхоон 4,2 0,98 0,58 3,8 0,99 0,59 3,2 0,99 0,65 20% NH4HCO3 + 5% СНзСООН 20% NH4HCO3 + 20% СН3СООН 20% NH4HCO3 + 25% 3,0 0,99 0,85 1,8 0,99 0,85 1,6 0,99 0,87 20% NH4HCCh + 0,05% СНчОН 20%NH4HCO3 + 0,l% СН3ОН 20% NH4HCO3 + 5% 2,2 0,99 0,6 2,2 0,99 0,6 3,6 0,89 0,55 20%NH4HCO3 + 10% 4,5 0,87 4,7 20% NH4HCCb + 20% СН3ОН 20%NH4HCO3 + 25% CH3OH 3,8 0,90 0,40 3,2 0,96 0,42 20%NH4HCO4 + 0,1% СН3СООН 20%NH4HCO3 + l% СН3СООН 20% NH4HCO3 + 3% сн.соон сн.соон сн.он сшон Використання запропонованого способу селективної ізоляції припливу мінералізованої пластової води в свердловинах забезпечує в порівнянні з діючими способами наступні переваги: 1. Високу механічну міцність водоізоляційного екрану до рівня достатнього для надійної ізоляції водоприпливів в свердловинах. 2. Збереження фільтраційних характеристик пласта. 3. Виключення ускладнень при виконанні ізоляційних робіт. 4. Використання компонентів для виробництва яких на Україні існує достатня сировинна база. Спосіб, що заявляється здійснюють наступним чином: Визначають усереднену концентрацію іонів Са , Mgr , і Fe в пластовій воді для кожної із свердловин, що підлягає обробці. Досліджують приймальність цих свердловин на декількох режимах (по 10 хв на кожнім) і будують графік зміни тиску в часі. Визначають оптимальний тиск закачування реагентів. По концентрації 2+ іонів Са розраховують стехіометричні концентрації (ЖЦЬСОз і NH4HCO3, a також гідроксилвмісних органічних сполук. Розраховують мінімальний об'єм розчинів, що закачуються, виходячи із величини оптимального радіусу обробки (5 м) і зниження початкової проникності, яке відповідає максимальному ефекту ізоляції водонасиченого інтервалу пласта. Використані джерела інформації: 1. Патент СІЛАМ 2029649 кл. 16621, 1936. 2. Авторское свидетельство СССР № 72455, кл Е21ВЗЗ/136, 1948. 3. Авторское свидетельство СССР 170029 кл Б21ВЗЗ/12,, 43/32 1991