способ приготовления технологической жидкости при ремонтных работах на нагнетательной скважине

Формула изобретения

Способ приготовления технологической жидкости при ремонтных работах на нагнетательной скважине, включающий направление жидкости с твердыми взвешенными частицами на вход устьевого диспергатора для приготовления технологической жидкости, разделение потока жидкости в устьевом диспергаторе на два потока, направление потоков через штуцирующие каналы навстречу друг другу, соединение потоков снова в один поток в выходном канале устьевого диспергатора, отличающийся тем, что перед направлением жидкости с твердыми взвешенными частицами на вход устьевого диспергатора в поток жидкости с твердыми взвешенными частицами через эжектор вводят в жидком виде поверхностно-активное вещество и технологическую добавку, поток направляют в емкость, сообщающуюся с атмосферой, откуда жидкость с твердыми взвешенными частицами, растворенным поверхностно-активным веществом и технологической добавкой под давлением направляют на вход устьевого диспергатора для приготовления технологической жидкости, а из устьевого диспергатора жидкость направляют в сборную емкость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при приготовлении технологической жидкости при ремонтных работах на нагнетательной скважине.

Известен способ разработки нефтяной залежи, включающий закачку в скважину суспензии в органическом растворителе химически модифицированного кремнезема и продавку суспензии продавочной жидкостью. Используют суспензию, содержащую, мас.%: 0,08-0,15 гидрофобного кремнезема с гидрофобностью 98,0-99,5%, 0,02-0,10 дифильного кремнезема с гидрофобностью 40-60% и дополнительно 0,1-0,3 катионоактивного поверхностно-активного вещества КПАВ. Полученную суспензию через диспергатор прокачивают в призабойную зону пласта ПЗП. В качестве продавочной жидкости используют воду. После продавки суспензии в ПЗП скважину без дополнительной выдержки во времени присоединяют к системе поддержания пластового давления. Причем в качестве КПАВ используют четвертичные аммониевые или фосфониевые основания, третичные сульфониевые основания, в качестве кремнезема - аэросил, белую сажу, фильтр-перлит, тальк и другие аморфные кремнеземы с размером дискретных частиц 0,005-0,1 мкм, в качестве органического растворителя - широкую фракцию легких углеводородов, нефрас, нестабильный бензин, дизельное топливо (патент РФ № 2191257, опублик. 2002.10.20 - прототип).

Способ обеспечивает повышение приемистости нагнетательных скважин при том же или меньшем давлении нагнетания и увеличение продолжительности эффекта от обработки. Однако увеличение приемистости при закачке пластовой воды в качестве рабочего агента оказывается кратковременным из-за кольматирования твердыми взвешенными частицами призабойной зоны нагнетательной скважины. Вследствие этого возникают частые остановки нагнетательных скважин для ремонта и очистки призабойных зон от отложений механических частиц, что ведет к снижению пластового давления и потере темпов разработки месторождения.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ разработки нефтяного месторождения, при котором ведут закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и отбор нефти через добывающие скважины. При этом на устье нагнетательной скважины на нагнетательной линии размещают диспергатор, способный измельчать твердые взвешенные частицы в рабочем агенте до размеров менее размеров пор коллектора продуктивного пласта. Диспергированию подвергают рабочий агент с твердыми взвешенными частицами. За счет диспергирования измельчают твердые взвешенные частицы, находящиеся в рабочем агенте, до дисперсности в пределах 1-5 мкм. При этом давление на устье нагнетательной скважины при диспергировании и закачке рабочего агента поддерживают в пределах 2-10 МПа, а расход рабочего агента поддерживают в пределах 180-360 м ³/сут.

Поток рабочего агента (воды) от трубопровода разделяют на два потока и направляют через штуцирующие каналы навстречу друг другу, соединяют снова в один поток в выходном канале и направляют в нагнетательную скважину. За счет уменьшения проходного сечения при прохождении через штуцирующий канал скорость потока и твердых взвешенных частиц увеличивается. При столкновении потоков твердые взвешенные частицы ударяются друг о друга и разбиваются на мелкие частицы (патент РФ № 2381353, опубл. 10.02.2010).

Приготовленный рабочий агент пригоден для закачки через нагнетательную скважину, однако он не пригоден для использования в качестве технологической жидкости при ремонтных работах на нагнетательной скважине.

В предложенном способе решается задача приготовления технологической жидкости для ремонта нагнетательной скважины.

Задача решается тем, что в способе приготовления технологической жидкости при ремонтных работах на нагнетательной скважине, включающем направление жидкости с твердыми взвешенными частицами на вход устьевого диспергатора для приготовления технологической жидкости, разделение потока жидкости в устьевом диспергаторе на два потока, направление потоков через штуцирующие каналы навстречу друг другу, соединение потоков снова в один поток в выходном канале устьевого диспергатора, согласно изобретению, перед направлением жидкости с твердыми взвешенными частицами на вход устьевого диспергатора в поток жидкости с твердыми взвешенными частицами через эжектор вводят в жидком виде поверхностно-активное вещество и технологическую добавку, поток направляют в емкость, сообщающуюся с атмосферой, откуда жидкость с твердыми взвешенными частицами, растворенным поверхностно-активным веществом и технологической добавкой под давлением направляют на вход устьевого диспергатора для приготовления технологической жидкости, а из устьевого диспергатора жидкость направляют в сборную емкость.

Сущность изобретения

В классическом варианте при проведении ремонта на нагнетательной скважине используют технологическую жидкость, приготовленную на специализированных пунктах приготовления на установках приготовления технологической жидкости. Жидкость доставляют на скважину при помощи автоцистерн. В среднем при ремонте одной нагнетательной скважины расходуется от 90 до 170 м³ технологической жидкости, на работу автоцистерн расходуется от 33 до 120 тыс. рублей в зависимости от глубины скважины, диаметра эксплуатационной колонны и удаленности объекта от автотранспортного цеха. Во время весеннего периода закрытия дорог производятся дополнительные затраты на приобретение пропусков для транспорта. Объем автоцистерн составляет от 6 до 10 м³. Для отсоединения одной и присоединения другой автоцистерны каждый раз затрачивается до 10 минут без учета ожидания прибытия техники на скважину, что также часто происходит. В течение всего ремонта эти операции могут занять от 1,5 до 4,5 часов.

Использовать жидкость из водовода невозможно из-за наличия в жидкости большого количества твердых взвешенных частиц.

В предложенном способе решается задача приготовления технологической жидкости для ремонта нагнетательной скважины с использованием жидкости из водовода вместо технологической жидкости, подготовленной на установках приготовления технологической жидкости, и без использования автоцистерн.

На чертеже представлена схема подготовки технологической жидкости на устье скважины.

Жидкость с твердыми взвешенными частицами от водовода 1 подают на вход эжектора 2. Линию подсоса эжектора 2 соединяют с емкостью поверхностно-активного вещества 3 и емкостью технологической добавки 4. В эжекторе 2 поверхностно-активное вещество и технологическая жидкость смешиваются с жидкостью от водовода 1. Далее поток направляют в емкость 5, сообщающуюся с атмосферой, где давление жидкости снижается до атмосферного. В емкости 5 происходит гомогенизация смеси, растворение поверхностно-активного вещества и технологической добавки в жидкости с твердыми взвешенными частицами. Поверхностно-активное вещество адсорбируется на поверхности твердых взвешенных частиц. Жидкость с твердыми взвешенными частицами, растворенным поверхностно-активным веществом и технологической добавкой из емкости 5 под давлением направляют на вход устьевого диспергатора для приготовления технологической жидкости 6, а из выходного канала устьевого диспергатора 6 жидкость направляют в сборную емкость 7.

В устьевом диспергаторе для приготовления технологической жидкости 6 происходит разделение потока жидкости на два потока, направление потоков через штуцирующие каналы навстречу друг другу, соединение потоков снова в один поток в выходном канале устьевого диспергатора. За счет уменьшения проходного сечения при прохождении через штуцирующий канал, скорость частиц увеличивается и при столкновении потоков происходит раскалывание и измельчение твердых взвешенных частиц. При раскалывании площадь поверхности частиц резко увеличивается, на вновь образующейся поверхности возникают разорвавшиеся неуравновешенные, как правило, ионные связи, которые стремятся перейти в уравновешенное состояние. Этот процесс длится неощутимо малое время, в течение которого на поверхности частицы возникают новые ионные связи, образовавшиеся в результате взаимодействия материала окружающей частицу среды и материала частицы. При измельчении в водной среде с растворенным и адсорбировавшимся на поверхности частицы поверхностно-активным веществом рекомбинация возникающих связей протекает под слоем поверхностно-активного вещества. На поверхности частицы возникает монослой химически связанного с материалом частицы поверхностно-активного вещества. Раскалывание и измельчение твердых частиц облегчается, что приводит к получению жидкости с твердыми взвешенными частицами минимальных размеров, не влияющих на качество проводимого на нагнетательной скважине ремонта, например, при промывке скважины, промывке перфорационных отверстий, промывке призабойной зоны, промывке зумпфа и пр.

В качестве поверхностно-активного вещества может быть использовано любое водорастворимое вещество, например, МЛ-80, МЛ-81Б, ОП-7, ОП-10 и т.д.

В качестве технологической добавки используют добавку, необходимую для ремонта скважины, например, нейтрализатор сероводорода, разглинизирующую добавку, ингибитор коррозии и т.д.

Пример конкретного выполнения

Проводят подготовку к ремонту нагнетательной скважины, в зумпфе которой скопилось большое количество отложений. Для промывки используют жидкость из водовода, в которую согласно схеме на чертеже добавляют 0,5 мас.% поверхностно-активного вещества МЛ-81Б и 0,1% нейтрализатора сероводорода НСВУ-1. В качестве емкости 5, сообщающейся с атмосферой, используют емкость на цементировочном агрегате ЦА-320. Жидкость с твердыми взвешенными частицами, растворенным поверхностно-активным веществом и технологической добавкой из емкости 5 под давлением направляют на вход устьевого диспергатора насосом, размещенным на цементировочном агрегате ЦА-320.

В результате твердые взвешенные частицы с размерами до 150 мкм измельчаются до размера порядка 1-2 мкм, что соответствует норме для жидкости для ремонта скважины.

Применение предложенного способа позволит решить задачу приготовления технологической жидкости для ремонта нагнетательной скважины с использованием жидкости из водовода вместо технологической жидкости, подготовленной на установках приготовления технологической жидкости, и без использования автоцистерн.