Состав для крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов

 

СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ, включающий цемент, песок, хлористый натрий, воду, отличающийся тем, что, с целью создания в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости, он дополнительно содержит полимер полиакриламид (ПАЛ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент20-30 Песок25-40 ПАА0,5-3,25 Хлористыйнатрий 5-20 (Л ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИНЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (l9j (l() 4(5() Е 21 В 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

20-30

25-40

0,5-3,25

Цемент

Песок

ПАА

Хлористый натрий 5-20

Остальное

Вода

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3636742/22-03 (22) 19.08 ° 83 (46) 07.05.85. Бюл. К - 17 (72) А,P.Ò. Рзаев, Д.А. Рагимов и И.Ю. Эфендиев (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.245(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М- 836336, кл. E 21 В 33/138, 1981.

2. "Азербайджанское нефтяное хозяйство", 1963, Ф 11, с. 32-34 (прототип). (54) (5 7) СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИ—

ЗАБОЙНОЙ ЗОНК СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЪ|Х

ПЛАСТОВ, включающий цемент, песок, хлористьй натрий, воду, о т л и— ч ающийс я тем, что, с целью создания в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости, он дополнительно содержит полимер— полиакриламид (ПАА) при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

1154435

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к технологии крепления призабойной зоны слабосцементированных нефтяных пластов. 5

Известен тампонажный материал для крепления призабойной зоны скважины (ij, содержащий, 7.:

Сланцевые алкилрезорцины (смола ТС-10) 20

Формалин или уротропин

6-12

50-65

Хлористый натрий

Вода

Остальное

Недостатками этого состава являются применение токсичных материа20 ло в .(состав ТС- i 0), вредно влияющих на обслуживающий персонал, необходимость дополнительных работ для очистки оборудования и техники от остатков ТС-10, опасность прихвата заливочных труб при нарушении технологии закачки.

Наиболее близким к предлагаемому веществу по составу ингредиентов является состав для крепления приэабойной зоны слабосцементированных пластов, включающий цемент песок, хлористьй натрий и воду (2g, При эксплуатации скважины, по мере растворения соли, содержащейся в смеси после затвердения це- 33 мента, образуются дополнительные поры, увеличивающие пористость и проницаемость создаваемой преграды.

При подборе крепящего материала для слабосцементированных пластов с 40 низким пластовым давлением и дебитом необходимо учитывать значения пористости и проницаемости созданного барьера в призабойиой зоне пласта. Известно, что при низких 4э пористости и проницаемости поступление жидкости из пласта уменьшается или совсем прекращается. Поэтому возникает необходимость создания в призабойной зоне пласта барьера с заданной пористостьв и проницаемостью.

Однако существующий состав крепления пород не позволяет создать в призабойной зоне пласта барьер с за- >> данными пористостью и проницаемостью. . Это обусловлено тем, что эа период приготовления и закачки цементно-со-. левой смеси в пласт определенные частицы солей растворяются полностью, не доходя до пласта. Тем самым соли теряют свои первоначальные объемы, Следовательно, урегулировать заданные конечные пористость и проницаемость созданного барьера становится невозможно.

Цель изобретения — создание в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости.

Укаэанная цель достигается тем, что состав для крепления нризабойной эоны слабосцементированных пластов, включающий цемент, песок, хлористый натрий и воду, дополнительно содержит полимер — полиакриламид (ПАА) при следующем соотношении компонентов, мас.7:

20-30

25-40

0,5-3,25

5-20

Цемент

Песок

Хлористый натрий

Вода

Остальное

Процесс крепления призабойной зоны пласта с предлагаемым составом производится в следующей последовательности.

Скважину промывают до забоя, приподнимают промывочные трубы, а конец их оставляют на уровне верхних отверстий фильтра.

Устье скважины оборудуют заливочной головкой и соединяют с агрегатами АН-300 или АН-400.

На смесительном агрегате приготавливают цементно-песчаный раствор и смесь хлористого натрия с полимером. Их перемешивают:и закачивают в приэабойною зону пласта. Закачку производят до заполнения камеры призабойной зоны. Резкое повышение давления показывает заполнение приэабойной эоны пласта закрепляющим материалом. Наращиванием заливочУказанный состав получают путем простого перемешивания компонентов, а затем — с водой (щелочной). Состав указан в табл.

Щелочную воду испольэовали с целью предотвращения преждевременного растворения хлористого натрия в процессах при приготовлении и закачке крепящего состава. з 11 ных труб вымывают излишки крепящего материала из ствола скважины. Трубы

) припо"нимают на 20-30 м выше фильтра г и скважину оставляют для затвердения крепящего материала.

По истечении 24 ч — начала схватывания крепящего материала — медленным повышением давления до 10 МПа продавливают пресную воду иэ колонны в пласт. Цель указанного процесса продавки заключается в промывке полимерных оболочек и в растворении частиц хлористого натрия.

Когда давление продавки снижается и стабилизируется, закачку воды прекращают, и скважину оставляют еще на 24 ч для полного затвердения крепящего материала. Затем плавным запуском скважину пускают в эксплуатацию.

Предлагаемый состав крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов качественно изменяет физические свойства созданного барьера благодаря покрытию частиц хлористого натрия полимерной оболочкой, обеспечивающей большой диапазон проницаемости (16-22 мк м ), пористости (25-32X) и прочйости (5,57,5 МПа) за счет предотвращения преждевременного растворения частиц хлористого натрия.

Предлагаемый состав нриготавливают на дневной поверхности непосредственно перед применением.

С целью определения оптимального варианта показателей созданного барьера в фильтровой части скважины были проведены серии экспериментальных работ при различных соотношениях веществ, входящих в крепящий состав.

Пример 1. В отдельных емкостях готовят цементно-песчаную смесь, состоящую, мас.X: цемент 2, песок 40 (с фракцией 0,4-1,2 мм); щелочная вода 20,5, и смесь хлористого натрия (с фракцией 0,30-1,0 мм в количестве 157) с 50Х-цым раствором водорастворимого ПАА в количестве 4,5Х.

54435 зец. При завершении отмыва определяют проницаемость образца. Снова образец помещают в ванну еще на 24 ч для полного отвердения. Затем снова определяют проницаемость, пористость и прочность образца. Так как полученные значения проницаемости образца после отмыва, а также после отвердения почти одинаковые, в других опы1О тах проницаемость образца после затвердения не определяют.

В результате исследования указанного образца получены следующие данные:

Пористость, Х

32,3

21,5

Проницаемость, мк.м

Пористость, Проницаемость, мк м, 26,8

12,45

Предел прочности при сжатии, МПа 6,25

Пример 3. Образец барьера в фильтровой части скважин готовят перемешиванием цементно-песчаной смеси состава, мас.Х: цемент 20; песок 25; щелочная вода 28,5 с хлористым натрием (20X), покрытым оболочкой ПАА (6,5X). Исследования проводят в указанной последовательности и получают следующие результаты:

Предел прочности при сжатии МПа 5,5

Пример 2. Цементно-песчаный раствор содержит, мас. : цемент 25; песок 32,5; щелочная вода 26,5.

Хлористый натрий в количестве

25 12,5 смешивают с 50 -ным ПАА в количестве 3,5Х. Затем все указанные компоненты смешивают в течение 5 мин.

После 24 ч затвердения производят отмыв оболочки ПАА, растворение хлористого натрия фильтрацией пресной воды через образец и снова помещают

его в водяную ванну на 24 ч для полного затвердения. Затем определяют пористость и предел прочности на сжатие и получают следующие результаты:

Полученные растворы перемешивают в течение 5 мин и затвердевают в водяной ванне при 20-25 С в течение

24 ч. После этого производят отмыв полимерной оболочки с поверхности частиц NaC1 и растворение NaC1 путем фильтрации пресной воды через обраПористость, X

29,5

Проницаемость, мк м 19,50

55 Предел прочности при сжатии, МПа 5,8

Пример 4. Образец созданного барьера в фильтровой части сква» 54435 жины готовят перемешиванием цементно-песчаной смеси с хлористым натри-, ем покрытым 507-ным раствором ПАА

Ф и щелочной водой в следующих соотношениях, мас.Ж: цемент 30; песок 25; хлористый натрий 5; ПАА 1.

Результаты исследования следующие:

20i0

Пористость, Х

1,30 10

7,5

Таблица 1

Эквивалентные значения

Данные анализа, 100 г воды

47,92

Na, К, Ва

0,0300

Первая соленость

S =61,64

Са 0,0072

0,0003

0,48

Ng 0,0127

Сумма катионов

CI 0,6775

0,0010

0,0313

0,0191

1,60

50, 00

30,50

Первичная щелочность

A=34,20

0,32

15,50

1,92

Вторичная щелочность

1,44 а=4, 16

0 32

50, 00

100;00

Проницаемость, мк м

Предел прочности на сжатие, ИПа

so" 0,0»О

НСО 0,5340 з

ОК О, 1304

НВ10 0,0423

Сумма катионов

0,0009

0,0097

0,0012

0,0002

0,0002

0,0313

Сравнительные данные предлагаемого состава с известным сведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, вводя в состав полимер ПАА, можно увеличить проницаемость и пористость состава за счет предотвращения преждевременного растворения частиц хлористого . натрия.

Экономический эффект от применения состава крепления в 100 скважинах составит около 400 тыс. руб.

Эквивалентность, Характеристика

X по Пальмеру

Вторичная соленость

s=oo

Таблица 2

1154435

Содержание в составе, мас.7.

Характеристики за- . твердевшего состава

Состав

Предел прочности

ПрониПористость

Вода

Хлористый натрий

Цемент цаемость, мк.м при сжатии, MIIa

1,43 7,0

1,75 6,5

25 22 0

Известный

25,0

20

Предлагаемый

7,5

1,30

0,5

1,25

45

2,0

45

20

3,25

34,50 20,5

28,75 26,5

23,00 28,0

16,75 32,3

Составитель В.Булыгин

Редактор В.Иванова ТехредЛ.Микеш Корректор А.Обручар

Заказ 2653/30 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

9,65 6,2

16,25 6,4

31,50 5,5