способ изоляции притока пластовых вод в газовой скважине

Формула изобретения

Способ изоляции притока пластовых вод в газовой скважине, включающий закачку в пласт буфера, водоизолирующей композиции, содержащей уретановый предполимер, углеводородный растворитель и воду, продавку ее в пласт, отличающийся тем, что используют в качестве буфера газ с относительной влажностью не менее 10%, в качестве углеводородного растворителя - ацетон, водоизолирующую композицию, - предварительно приготовленную путем смешения ацетона с водой с последующим введением в полученную смесь с концентрацией воды не более 2,0% уретанового предполимера, осуществляют указанную закачку газа в течение 30 мин при давлении в 1,5-5 раз выше пластового и затем непосредственно после ее приготовления - закачку указанной водоизолирующей композиции, ее продавку ацетоном, а затем закачку указанного газа в течение 3 ч.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газодобыче и может быть использовано для снижения поступления воды в добывающие скважины.

Приток воды в добывающую скважину создает ряд проблем при ее эксплуатации. Этот процесс в газовой скважине вызывает глушение скважины и она прекращает добывать газ.

Известен способ изоляции водопритоков в нефтяных и газовых скважинах, включающий закачку в пласт раствора полиакриламида в воде с добавкой сшивающих агентов - солей трехвалентных металлов [1].

Недостатком этого способа является низкая эффективность, связанная с повышенной вязкостью раствора водного раствора полимера и слабыми механическими свойствами полимерного геля.

Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ, включающий закачку в пласт буфера - нефти, затем водоизолирующей композиции, приготовленной путем смешения уретанового предполимера, углеводородного растворителя, причем вода для этой композиции вводится при закачке состава, содержащего предполимер и углеводородный растворитель - дизельное топливо, затем закачку нефти с продавкой указанной композиции в пласт [2].

Недостатками способа являются низкая проникающая способность состава в обводненные участки пласта вследствие высокой вязкости и гидрофобности и сложность процесса из-за необходимости глушения скважины для выполнения работ. В условиях пластов с аномально низким пластовым давлением это приводит к снижению дебитов газа после ремонта и может привести даже к полной остановке работы скважины.

Целью изобретения является повышение эффективности водоизоляции газовых скважин в условиях пластов с аномально низким пластовым давлением и увеличение их дебита.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изоляции притока пластовых вод в газовой скважине, включающем закачку в пласт буфера, газоводоизолирующей композиции, содержащей уретановый предполимер, углеводородный растворитель и воду, продавку ее в пласт, используют в качестве буфера газ с относительной влажностью не менее 10%, в качестве углеводородного растворителя - ацетон, водоизолирующую композицию - предварительно приготовленную путем смешения ацетона с водой с последующим введением в полученную смесь с концентрацией воды не более 8,0% уретанового предполимера, осуществляют указанную закачку газа в течение 30 минут при давлении в 1,5-5 раз выше пластового и затем непосредственно после ее приготовления - закачку указанной водоизолирующей композиции, ее продавку - ацетоном, а затем закачкой указанного газа в течение 3 час.

При указанном выше сочетании перечисленных существенных признаков образующийся ацетон-уретановый гель обладает высокими водоизолирующими свойствами, что, по-видимому, обеспечивается рядом факторов. Во-первых, растворы ацетона имеют вязкость (вязкость ацетона - 0,36 мПа·с) ниже вязкости воды (1,0 мПа·с) и поэтому происходит их более глубокое проникновение в пласт.

Первоначальная низкая вязкость композиции обеспечивает возможность закачки в скважину ее и газа, который предотвращает попадание изолирующей системы в продуктивную часть пласта. Во-вторых, за счет высокого химического сродства ацетона и уретанового полимера структурные звенья полимерной цепи стремятся максимально распределиться в объеме ацетона за счет роста энтропии, но вода, входящая в композицию, реагирует с уретановым предполимером и способствует образованию пространственной структуры, препятствующей образованию истинного раствора. Следствием этого является образование упругого геля даже при небольшом содержании полимера.

При нормальных условиях ацетон-уретановый гель быстро высыхает за счет низкой температуры кипения ацетона - 56°С. Однако в пластовых условиях при давлении, в 20 и более раз превышающем атмосферное давление, температура кипения ацетона значительно возрастает. Кроме того, диффузия молекул ацетона затруднена в поровом объеме пород пласта и, кроме того, на границе контакта с пластовой водой ацетон-уретановый гель образует межфазный барьер, который дополнительно изолирует пластовые воды.

Закачка газа и изолирующей композиции обеспечивает попадание композиции преимущественно в обводненную часть пласта. Необходимый интервал изоляции обеспечивается изменением давления газа в пределах 1,5-5 раз выше пластового давления.

В качестве газа могут быть использованы - воздух, попутный природный газ, азот.

Пример 1.

Готовят 2%-ный раствор воды в ацетоне в химическом стакане с крышкой. Далее добавляют 15 мас.% уретанового предполимера и перемешивают. В течение 1 часа система образует гель. Сосуд с гелем помещают в прибор для определения твердости по методу Бринелля и определяют силу, необходимую для внедрения шарика диаметром 10 мм на глубину 2 мм. Твердость геля составила 14 Па. После выдержки в течение 24 часов вновь определена твердость геля, составившая величину 340 Па. По аналогии исследованы свойства ацетон-уретановых гелей для других соотношений уретана, ацетона и воды. Результаты этих опытов представлены в таблице. Из представленных результатов видна возможность получения ацетон-уретановых гелей в интервале 1-1000 Па.

Пример 2.

Газовая скважина с дебитом 80 тыс.м³ в сутки. Скважина каждые 2 месяца останавливалась из-за накопления воды на забое скважины. Измерения показали, что в скважину поступает вода со скоростью 8-14 литров в сутки. Для снижения выноса воды в скважину в насосно-компрессорную трубу НКТ опустили длинномерную бесшовную трубу БДТ. К входу НКТ подсоединили линию подачи газа - воздуха - с относительной влажностью 15% от скважины-донора через бустерную установку УНГ 8/15. БДТ опустили на уровень нижнего интервала перфорации. Приготовили композицию - 83% ацетона смешали с 2% воды. В этой системе растворили 15% уретанового предполимера (или в кг, соответственно, 1900 кг ацетона, 46 кг воды, 345 кг уретанового предполимера). Осуществляют закачку газа - воздуха - с относительной влажностью 15% в пласт при давлении 50 атм, т.е. в 2 раза выше пластового. После закачки в течение 30 минут начали закачку приготовленного указанного выше раствора. Раствор выдавили из БДТ чистым ацетоном в объеме БДТ. Затем продавку газом - указанным воздухом - проводили еще 3 часа, после чего остановили скважину на реагирование на 24 часа.

В результате установлено, что поступление воды в скважину практически прекратилось.

Источники информации

1. RU 2186939, 24.07.2000.

2 RU 2164586, 16.06.1999.

Таблица
Время образования ацетон-уретанового геля в зависимости от исходной концентрации предполимера и воды.
К	Предполимер, мас.%	Вода, мас.%	Ацетон, мас.%	Концентрация воды в растворе ацетона, %	Время гелеобразования, ч	Твердость геля, Па
1	15	7	78	8	0,3	80	1000
2	15	5	80	5,88	1	55	670
3	15	2	83	2,36	1,5	14	340
4	15	1	84	1,2	3	9	250
5	15	0,1	84,9	0,12	4	1	150
6	35	0,03	64,97	0,05	15	5	22