способ ограничения водопритока в скважину

Формула изобретения

Способ ограничения водопритока в скважину, включающий смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину, отличающийся тем, что предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, % об.:

жидкое стекло	20-50
0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177	10-15
регулятор гелеобразования	40-65,

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF (полиалюминия хлорид).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважину с использованием жидкого стекла (силиката натрия), и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ в скважине.

Известен способ изоляции водопритока в скважину (пат. RU № 2425957, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.08.2011 г., бюл. № 22), который включает закачку по колонне насосно-компрессорных труб в интервал водопритока состава для изоляции, гелеобразователя и цементного раствора, технологическую выдержку и освоение скважины. Состав для изоляции включает, мас.%: силикат натрия с силикатным модулем 2,6-5,0, 4-20, водорастворимый полимер 0,05-0,3, пресная вода - остальное. В качестве гелеобразователя используют 10-15%-ный водный раствор соляной кислоты в количестве 0,5-5,0% от объема состава для изоляции.

Недостатком известного способа является то, что он трудоемок и длителен в исполнении, так как закачка состава ведется в несколько циклов (минимум 4) и в первых от 1 до 3 циклов проводят газирование состава подачей в нагнетательную линию воздуха или азота от компрессора с расходом от 5 нормальных (н.) м³/мин до 9 н. м³/мин. Контролируют объем жидкости, выходящей из межтрубного пространства в тарированную автоцистерну, а также давление закачки по манометру компрессора. При наполнении тарированной автоцистерны жидкостью из межтрубного пространства до соответствующей отметки закачивают объем пресной воды. При выключенном компрессоре стравливают давление в нагнетательной линии, производят посадку пакера, закрывают межтрубную задвижку, продавливают в пласт газированный состав для изоляции, для чего подают в колонну насосно-компрессорных труб объем раствора соляной кислоты с одновременной подачей азота компрессором, продавливают газированный состав для изоляции в пласт объемом минерализованной воды.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ изоляции водопритока в скважине (пат. RU № 2419714, МПК Е21В 33/138, опубл. 27.05.2011 г., бюл. № 15), включающий закачку в требуемый интервал изоляции силиката натрия (жидкого стекла) и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония. Закачку проводят последовательно в равных объемах через буфер из пресной воды.

Недостатком известного способа является то, что при взаимодействии жидкого стекла и 5-15%-ного водного раствора кремнефтористого аммония образуется плотный мелкодисперсный осадок, который с течением времени вымывается из зоны изоляции, то есть приведенный в способе состав после 6 месяцев использования теряет изолирующие свойства, поэтому является недостаточно эффективным.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.

Техническая задача решается способом ограничения водопритока в скважину, включающим смешение жидкого стекла с регулятором гелеобразования и закачку в скважину.

Новым является то, что предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, % об.:

жидкое стекло	20-50
0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177	10-15
регулятор гелеобразования	40-65,

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат - более высокую изолирующую способность способа.

Реагенты, применяемые в заявляемом способе, представлены в таблице 1.

Таблица 1
Наименование реагента	Наименование ГОСТ или ТУ		Концентрация или плотность
		Внешний вид реагента
Стекло натриевое жидкое (жидкое стекло)	ГОСТ 13078-81	Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом	Плотность 1360-1450 кг/м3
Кальций хлористый технический	ГОСТ 450-77	Раствор желтовато-серого или зеленоватого цвета, прозрачный или с легкой мутью	10-20%-ный водный раствор
Полиалюминия хлорид POLYPACS-30 LF	Протокол сертификационных испытаний ЗАО «ГИВ ПВ» № 166/11 от 26.02.2011 г.	Порошок светло-желтого цвета	10-20%-ный водный раствор
Полиакриламид DP9-8177	ТУ 2458-010-70896713-2006	Порошок от белого до кремового цвета	0,03-0,05%-ный водный раствор

Сущность изобретения заключается в том, что предварительно на скважине готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, для чего к расчетному количеству полиакриламида DP9-8177 добавляют расчетное количество воды плотностью 1000 кг/м³ и перемешивают до полного растворения. Полученный раствор полиакриламида DP9-8177 добавляют в жидкое стекло и перемешивают до образования однородной смеси. Через насосно-компрессорные трубы (НКТ), спущенные в интервал изоляционных работ, последовательно закачивают полученную смесь жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятор гелеобразования. Для предотвращения преждевременного гелеобразования между порциями смеси и регулятором гелеобразования закачивают буфер из пресной воды в объеме 200-300 л. При контакте смеси с регулятором гелеобразования в интервале изоляции образуется полимерная масса, которая обладает высокой изолирующей способностью и блокирует приток воды в обводненный пласт скважины. Жидкое стекло, используемое в изобретении, является низкомодульным (силикатный модуль М=2,7-3,4). Регулятор гелеобразования, входящий в состав, готовится на скважине перед закачкой: 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического готовят путем добавления к кальцию хлористому техническому пресной воды плотностью 1000 кг/м³ и дальнейшего механического перемешивания; 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF готовят аналогично.

При последовательной закачке смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования происходит их перемешивание в поровом пространстве, низкая вязкость реагентов, входящих в состав, позволяет им глубоко проникать в поры и трещины пласта, за счет чего происходит блокирование не только высокопроницаемых, но и низкопроницаемых пор пласта. При взаимодействии смеси жидкого стекла с 0,03-0,05%-ным раствором полиакриламида DP9-8177 и регулятора гелеобразования образуется однородная полимерная, а не крупчатая масса, чему способствует содержание в смеси раствора полиакриламида DP9-8177.

Для сравнения эффективности в лабораторных условиях провели испытание предлагаемого способа и его наиболее близкого аналога. Результаты исследования водоизолирующей способности приведены в таблице 2.

Пример 1. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора POLYPACS-30 LF (таблица 2, испытание № 1), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.

Примеры 2-6 выполняют аналогично.

Пример 7. В лабораторных условиях способ осуществляют следующим образом. В стакан объемом 250 мл наливают 40 мл (20 об.%) жидкого стекла и 30 мл (15 об.%) 0,03%-ного раствора DP9-8177, смесь хорошо перемешивают стеклянной палочкой и добавляют 130 мл (65 об.%) 10%-ного раствора кальция хлористого технического (таблица 2, испытание № 7), после чего образуется объемный осадок, который уплотняется с течением времени.

Примеры 8-12 выполняют аналогично.

Таблица 2
Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого способа и наиболее близкого аналога
	Содержание реагентов по заявленному способу										Давление прорыва модели, МПа/м
№ испы- тания		Раствор полиакрил-амида DP9-8177				Регулятор гелеобразования					Через 24 ч		Через 6 мес
	Жид-кое стек-ло, % об.					Раствор кальция хлористого технического		Раствор POLYPACS-30 LF
						Концентрация раствора, %	% об.	Концентрация раствора, %	% об.
		Концентрация раствора, %		% об.
1	20	0,03		15		-	-	10	65		22,7		20,1
2	30	0,04		15		-	-	15	55		23,5		21,2
3	40	0,05		10		-	-	20	50		25,9		23,5
4	50	0,05		10		-	-	15	40		24,3		22,3
5	15	0,06		15		-	-	25	70		-		-
6	60	0,01		5		-	-	5	35		19,7		15,9
7	20	0,03		15		10	65	-	-		24,4		22,5
8	30	0,04		15		15	55	-	-		24,9		22,6
9	40	0,05		10		20	50	-	-		25,7		23,5
10	50	0,05		10		15	40	-	-		25,5		22,9
11	15	0,06		15		5	70	-	-		16,5		12,1
12	60	0,01		5		25	35	-	-		19,3		16,5
	Содержание реагентов по наиболее близкому аналогу
	Жидкое стекло, % об.									Давление прорыва модели, МПа/м
			Вода, % об.		Кремнефтористы и аммоний, % об.					через 24 ч		Через 6 мес
1	100		97		3					-		-
2	100		95		5					21,1		16,5
3	100		90		10					22,5		16,8
4	100		85		15					23,3		17,4
5	100		80		20					23,9		17,6

Водоизолирующую способность предлагаемого способа оценивают по значению давления прорыва модели. Испытания проводят на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку состава в пласт и вести непрерывный контроль за его расходом по схеме: «скважина - пласт» и «пласт - скважина». Первоначально через модель пласта, наполненную кварцевым песком, прокачивают воду плотностью 1000 кг/м³. Далее через модель последовательно закачивают смесь жидкого стекла (20 об.%), 0,03%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 (15 об.%) и 10%-ный раствор POLYPACS-30 LF (65 об.%), (таблица 2, испытание № 1). Количество закачанного состава равняется перовому объему модели пласта. Модель оставляют на 24 ч с целью гелеобразования и определяют давление прорыва воды. Остальные примеры выполняются аналогично.

По результатам испытаний водоизолирующей способности выявлено, что использование в качестве регулятора гелеобразования 10-20%-ного раствора кальция хлористого технического или 10-20%-ного раствора POLYPACS-30 LF оказывает одинаковый эффект на водоизолирующую способность способа, поэтому можно использовать любой из них. Испытания № № 5, 6, 11 и 12 были исключены из заявляемого диапазона из-за неудовлетворительных результатов. Оптимальными являются испытания ( № № 1-4, 7-10), которые вошли в заявляемый диапазон соотношения компонентов, % об.:

жидкое стекло	20-50
раствор полиакриламида DP9-8177	10-15
регулятор гелеобразования	40-65,

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF.

Использование 0,03-0,05%-ного раствора полиакриламида DP9-8177 более 15% объема не влияет на результаты испытаний, поэтому эти объемы не включены в заявляемый диапазон.

Как видно из результатов, представленных в таблице 2, давление прорыва через 6 мес. у предлагаемого способа выше, чем у наиболее близкого аналога.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - повышение эффективности водоизоляционных работ за счет ограничения водопритока в скважину полимерной массой с более высокой изолирующей способностью и продолжительности эффекта.