способ крепления призабойной зоны пласта

Формула изобретения

Способ крепления призабойной зоны пласта, включающий введение в скважину материала для проведения экзотермической реакции с последующей прокачкой через него соляной кислоты и выдержкой во времени, отличающийся тем, что в качестве материала для проведения экзотермической реакции используют опилки алюминия, при этом первоначально приготовляют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины в соотношении, мас.%:

Карбоксиметилцеллюлоза	1,5
Алюминий	14,5
Сырая резина	11,6
Вода	72,4,

затем продавливают полученный раствор в пласт, после чего закачивают 20%-ную соляную кислоту, при этом соотношение алюминия и соляной кислоты, вес.ч:

Алюминий	25,0
Соляная кислота	75,0

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта при добыче нефти и газа.

Одним из основных объектов разработки при добыче газа являются сеноманские отложения, сложенные слабосцементированными коллекторами. Одной из основных причин, препятствующей успешной разработке залежей открытых в слабосцементированных коллекторах, является вынос песка из породы-коллектора, в результате которого образуются песчаные пробки, снижающие дебит скважин, и увеличивается износ оборудования.

Известен способ крепления призабойной зоны пласта, основанный на закачке в интервал перфорации водных растворов хлорида кальция от 2 до 3% (мас.) плотностью от 1150 до 1200 кг/м³ и выдержки ее под давлением в течение от 12 до 16 ч. (А.К.Ягафаров, P.M.Курамшин, С.С.Демичев. Интенсификация притоков нефти из скважин на месторождениях Западной Сибири. Тюмень. Изд-во "Слово", 2000, с.202-203).

Недостатком этого способа является то, что эффективность его применения очень кратковременная, может быть использован в скважинах, где наблюдается незначительный вынос песка.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ крепления призабойной зоны пласта, при котором в пласт продавливается жидкость-носитель с магнием. После этого в скважину закачивают раствор соляной кислоты. Соляная кислота вступает в экзотермическую реакцию с магнием и образуется соль хлорида магния с выделением большого количества тепла. В зависимости от скорости фильтрации кислоты и давления нагнетания температура на обрабатываемой поверхности достигает 800°С и выше при условии, что магний плавится при температуре 651°С. Поток нагнетаемой кислоты и магний выносятся на поверхность пород, образуя пленки из продуктов термохимической реакции и магния, который образует металлический каркас (А.С. СССР 960421. Опубликовано 23.09.82. Бюл. №35).

Недостаток этого способа - низкая надежность крепления призабойной зоны за счет отсутствия надежного сцепления металлического каркаса, который создает магний, с породой продуктивного пласта, так как в процессе остывания металлического каркаса происходит его усадка и растрескивание.

Задача, на решение которой направлено изобретение, снижение выноса песка при эксплуатации скважин.

Технический результат - повышение надежности крепления призабойной зоны.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе крепления призабойной зоны пласта, включающем введение в скважину материала для проведения экзотермической реакции с последующей прокачкой через него соляной кислоты и выдержкой во времени, в отличие от прототипа, в качестве материала для проведения экзотермической реакции используют опилки алюминия, при этом первоначально приготовляют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины в соотношении, мас.%:

карбоксиметилцеллюлоза	1,5
алюминий	14,5
сырая резина	11,6
вода	72,4

затем продавливают полученный раствор в пласт, после чего закачивают 20%-ную соляную кислоту, при этом соотношение алюминия и соляной кислоты, вес.ч:

Алюминий	25,0
Соляная кислота	75,0

Способ осуществляется следующим образом. Спускают в скважину насосно-компрессорные трубы, башмак которых устанавливается возле верхних перфорационных отверстий. С помощью цементировочного агрегата приготавливают водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины. Затем раствор продавливают в пласт, а по затрубному пространству закачивают 20%-ную соляную кислоту. Реакция сопровождается выделением тепла (4,7 кдж/кг), а температура в призабойной зоне повышается до 150°С. Количество алюминия, принимающего участие в реакции с соляной кислотой, определяется из стехиометрического соотношения 25% алюминия и 75% соляной кислоты.

В результате физико-химических процессов, сопровождающих закачку соляной кислоты в пласт, происходит взаимодействие соляной кислоты с алюминием, выделяется водород, происходит рост температуры и начинается процесс вулканизации резины.

При взаимодействии частиц сырой резины с углеводородами - газом, газоконденсатом, нефтью, насыщающих продуктивные пласты, происходит ее частичное растворение и прилипание к поверхности пород-коллекторов.

В результате происходящей химической реакции между алюминием и соляной кислотой выделяется тепло, которое способствует вулканизации резины и ее сцеплению с поверхностью пород, а выделяющийся при этом водород создает дополнительные каналы в общей массе резины, что обеспечивает крепление призабойной зоны и снижается вынос песка.

Экспериментальное обоснование способа проводят с использованием кварцевого песка, из которого состоят песчаники сеноманских отложений газовых месторождений севера Западной Сибири.

Отобранную пробу песка засыпают в цилиндрический контейнер, сжимают эффективным давлением от 9,6 до 11 МПа и моделируют начальную нефтегазонасыщеность. Устанавливают цилиндрический контейнер в кернодержатель, моделируют пластовые условия. Определяют проницаемость образца по керосину. В водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-1,5%, вода 72,4%) - 73,9 г добавляют 14,5% опилок алюминия и 11,6% сырой резины, перемешивают в миксере в течение 10 мин для лучшего распределения в растворе составляющих раствора. Закачивают приготовленный раствор в образец со стороны фильтрации соляной кислоты. На следующем этапе закачивают в образец соляную кислоту в количестве, рассчитываемом для того, чтобы прореагировал весь алюминий, закачанный в образец, исходя из стехиометрического соотношения: 25% алюминия и 75% соляной кислоты.

Оставляют на реагирование на 2 ч. В конце опыта моделируют условия освоения скважины. Образец с противоположной стороны закачки соляной кислоты промывают керосином при давлении равном депрессии при освоении скважины - 5 МПа в количестве от 3 до 4 объемов пор и определяют его проницаемость.

В результате проведенных работ проницаемость, образующейся зоны устойчивых пород после обработки понизилась незначительно: от 1,6 до 3,3% от первоначальных значений проницаемости образца (таблица).

Таблица
Результаты лабораторных экспериментов по определению проницаемости образцов, устойчивых к выносу песка.
Номер опыта	Состав растворов	Давление закачки кислоты, МПа	Депрессия, МПа	Проницаемость слабосцементированных образцов, К-10 3 мкм2	Проницаемость образцов, после обработки, К-10 3 мкм2	Снижение проницаемости после обработки, %.
1.	20% HCl	0,02	5,0	216,6	213,1	1,6
2.	20%	0,04	5,0	192,1	185,7	3,3
	HCl
3.	20%	0,1	5,0	122,7	120,0	2,2
	HCl