состав для изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах

Формула изобретения

Состав для изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах, включающий цемент, акриловый водонабухающий полимер и воду, отличающийся тем, что в качестве акрилового водонабухающего полимера он содержит водный раствор полиакриламида с концентрацией 0,5 - 1,0 мас.%, облученного гамма-излучением дозой 5 - 10 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент - 60 - 65

Указанный водный раствор полиакриламида - 0,5 - 1,0

Вода - Остальноеу

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено при проведении изоляционных работ в скважинах.

Необходимость изоляции пластовых вод в скважинах вызвана, как правило, наличием активной водонефтяной зоны, подтягиванием подошвенных вод и интенсивными прорывами нагнетательных вод в добывающих скважинах по высокопроводящим каналам. Вода попадая в добывающие скважины существенно снижает эффективность процесса разработки, снижает эффективную мощность притока нефти из скважины, увеличивает удельный вес добываемой жидкости, снижает депрессию на пласт и, как результат, приводит к падению добычи нефти из скважины.

Известен состав для изоляции пластовых вод, содержащий высококонцентрированный водный раствор полиакриламида (1).

К недостаткам данного состава относится невысокая стабильность раствора полиакриламида в пластовых водах, проявление деструктивных явлений и, как результат, небольшая продолжительность эффекта изоляции.

Наиболее близким к предлагаемому является состав для изоляции пластовых вод, содержащий цемент и воду (2).

Недостатком состава является невысокая однородность образовавшегося цементного камня в пластовых условиях и наличие проницаемости цементного камня.

Назначение предлагаемого состава заключается в создании водонепроницаемого экрана на пути поступления воды в скважину.

Сущность изобретения заключается в том, что состав, включающий цемент и воду, акриловый водонабухающий полимер, в качестве акрилового водонабухающего полимера, он содержит водный раствор полиакриламида с концентрацией 0,5-1,0 мас. %, облученного гамма-излучением дозой 5-10 кГр, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цемент - 60-65

указанный водный раствор полиакриламида - 0,5-1,0

вода - Остальное

При облучении водного раствора полиакриламида концентрацией меньше 0,5% или при дозе облучения до 5 кГр пространственная структура не образуется, а при концентрации более 1% или при облучении дозой более 10 кГр полиакриламид образует структуру высокой степени сшивки и в значительной мере теряет способность набухать в воде.

Отличительные признаки являются новыми и не следуют из уровня техники.

Используемый в составе порошкообразный водонабухающий полимер обладает совершенно иными свойствами по сравнению с обычными порошкообразными полиакриламидами. Он не растворяется в воде, при взаимодействии с водой набухает, существенно увеличиваясь в объеме, стоек к воздействию температуры (до 170^oC) и минерализованных вод с минерализацией 150 г/литр и больше. В порошкообразном виде водонабухающий полимер способен набухать в водных растворах при самых неблагоприятных условиях в 80-100 раз.

Находясь в поровом пространстве цементного камня водонабухающий полимер жестко закреплен в нем, не вымывается водой, при взаимодействии с водой набухает и заполняет полностью поровое пространство, не позволяя воде фильтроваться через цементный камень.

В лабораторных условиях были проведены испытания, в результате которых установлены фильтрационные характеристики цементного камня, полученного при разных соотношениях цемента и воды с добавлением водонабухающего полимера при различных концентрациях.

Состав приготавливался следующим образом. Сначала готовился из цемента и воды цементный раствор, а затем в него добавлялся порошкообразный водонабухающий полимер. Можно осуществлять приготовление состава и путем предварительного смешивания цемента и порошкообразного водонабухающего полимера с последующим затворением смеси на воде. В качестве акрилового водонабухающего полимера использовался водный раствор полиакриламида, облученного гамма-излучением дозой 5-10 кГр. Затем состав выдерживался в течение 48 часов, после чего устанавливались фильтрационные характеристики образовавшегося цементного камня. В процессе исследований оценивалась также величина первоначальной условной вязкости водоцементной и водо-цементно-полимерной смеси.

Результаты исследований приведены в таблице.

Анализ полученных результатов исследований показал, что оптимальной концентрацией водопоглощающего полимера является концентрация от 0,5 до 1,0 мас. %, при этом содержание цемента в изоляционной композиции должно изменяться в пределах 60-65 мас.% (номера опытов 31, 32, 33, 34, 38, 39, 40 и 41). При содержании цемента меньше 60 мас.% и более 65 мас.%, и концентрации водопоглощающего полимера менее 0,5 мас.% и более 1,0 мас.% качество цементного камня не стабильное (номера опытов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 23, 24, 25, 26, 27, 43, 44, 45, 46), либо получаемый раствор не текуч (номера опытов 7, 14, 21, 28, 35, 42, 47, 48, 49), либо образовавшийся цементный камень обладает определенной проницаемостью (номера опытов 8, 15, 22, 29, 30, 36, 37).

Содержание в составе, включающем цемент и воду дополнительно водного раствора полиакриламида, облученного гамма-излучением дозой 5-10 кГр, при приведенном массовом соотношении компонентов позволяет повысить качество изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах.

Источники информации

1. Поддубный Ю. А., В.М.Сазонов и др. Применение новых водоизолирующих материалов для ограничения притока вод в нефтяные скважины//Р.Ж. Серия "Нефтепромысловое дело", М., ВНИИОЭНГ, 1997, с. 28-32.

2. Амиян В. А., Амиян А.В. Повышение производительности скважин. - М.: Недра, 1986, с. 117-118 (прототип).