Способ изоляции пористых и трещиноватых пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 Е 2! В 33/13

1 !

И, I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю

° а

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3834051/22-03 .(22) 29.12.84 (46) 23..06.86. Бюл. И- 23 (71) 1!осковский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промьппленности им. И.M.Ãóáкина (72) В.С.Данюшевский, В.Я.Никулин, К.А.Джабаров, Б.Х.Утебаев и Х.У.Утебалиев (53) 622.245.43 (088.8) (56) Шевцов В.Л. и др. Применение полиакриламида при ликвидации поглощений. — Нефтяное хозяйство, 1969, N - 12, с. 52-54.

Крылов В.И. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. М.:

Недра, 1980, с.. 262-265. (54) (57) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПОРИСТЫХ

И ТРЕЩИНОВАТЫХ ППАСТОВ, включающий закачку в скважину гелеобразующего вещества и коагулятора в. виде соле вого раствора, последующую закачку цементного раствора с солевой добавкой и продавку компонентов в пласт, „,ЯО„„1239270 А I отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции эа счет повышения закупоривающей способности образующегося изоляционного экрана при одновременном упрощении технологии закачки и продавки компонентов в пласт, закачку в скважину гелеобразующего вещества и солевого раствора осуществляют последовательно, с разделением их буфером, причем в качестве гелеобразующего вещества применяют водную суспензию бентонита, содержащую в 1 м 0,5 — 200 кг бентонита и

50 — 350 кг силиката щелочного метал; ла, или водный щелочной раствор акрилового полимера, содержащий 0,5— !

07. щелочи и l — 307. акрилового полимера, в качестве солевого раствора используют раствор отработанного расплава титановых хлораторов плот-. ностью 1200-1300 кг/м, а в качеств ве цементного раствора — цементный раствор плотностью 1400 -2200 кг/м

8 содержащий 30-500 кг отработанного раствора титановых хлораторов на

1 м раствора.

1239270

Изобретение относится к горной, а точнее к нефтегазодобывающей промьппленности и может быть .использова. но в бурении скважин при изоляции пористых и трещиноватых пластов.

Целью изобретения является повышение . эффективности изоляции за счет повышения закупоривающей спо" собности образующегося иэоляционного экрана при одновременном упрощении технологии закачки и продавки компонентов в пласт.

Способ изоляции пористых трещиноватых пластов осуществляют следующим образом.

В пласт эакачивают сначала гелеобразующее вещество, в качестве которого используют водную суспензию бентонита, содержащую раствор силиката щелочного металла (в l м водной суспензии бентонита содержится

0,5 — 200 кг бентонита и 50 — 350 кг силиката щелочного металла), или водный щелочной. раствор акрилового полимера (содержание щелочи в растворе

5 †.10X а акрилового полимера—

1 — 20X).

Содержание бентонита и силиката щелочного металла выбирают в зависимости от размеров и конфигурации пор. Гелеобразующее вещество продавливают в пласт водным буфером. Затем в пласт закачивают раствор отработанного расплава титановых хлораторов, имеющий концентрацию, соответствующую плотности 1200-1300 кг/м

Плотность раствора выбирают в зависимости от коэффициента пористости пласта.

Отработанный расплав титановых хлораторов представляет собой, главным образом, . смесь водорастворимых хлоридов со следующим средним химическим составом, X от массы сухого вещества

KC7, 27-32

11аСТ 12-б

Мяса 13-17

FeCIz l l-l 5

ЯпС 3-5 то (4 07 «10

АУ0 с5

CrCI7 2-5

CaCl 2-5

FeCf q 0,2-1,0

С 0,5-5

ScCf, ZrO

SeO, 740 0,1-0,5

После этого в пласт закачивают цементный раствор плотностью 14002200 кг/м с добавкой отработанного расплава титановых хлораторов от

30 до 500 кг на 1 м цементного . э

PGCTI3OPG.

После окончания продавки всех компонентов в пласт за счет диффузии силиката щелочного металла и хлоридов поливалентных металлов, содержащихся в отработанном расплаве титановых хлораторов, в объеме пор происходит реакция, в результате которой образуется водный гель кремниевой кислоты, осадки водонерастворимых силикатов поливалентных металлов, а также сгустки скоагулировавшего бентонита. Если в пластовой воде содержатся катионы поливалентных металлов, они также участвуют в реакции с силикатом щелочного металла, увеличивая количество гелеобразного вещества.

При использовании щелочного раствора в качестве гелеобразующего вещества происходит его быстрая коагуляция, вызываемая содержащимися в растворе отработанного расплава титановых хлораторов хлоридами магния, железа, марганца, хрома, кадмия и др °

Катионы поливалентных металлов, не связавшиеся с полимером, дают гелеобразные гидроксиды при реакции со щелочью, содержащейся в растворе акрилового полимера. Реакция между веществами первого и третьего из последовательно заканчиваемых компонентов происходит в порах, тре" щинах и других пустотах пласта в ре. зультате "размазывания" и утонения водного буфера по мере закачивания в пласт, а также диффузии водорастворимых веществ из первого и третьего компонентов в водном буфере.

Цементный раствор с добавкой отработанного расплава титановых хло.раторов обладает замедленным схваты ванием и повышенными тиксотропными свойствами. Это позволяет произво50 дить закачку всей комбинации в пласт с небольшой скоростью и в то же время препятствует размыванию создаваемого экрана после окончания продавки °

Повьппение тиксотропности водоцементной суспензии происходит в результате выпадения гелеобразных гидроксидов магния, железа, марган3 12З92 ца, хрома при реакции соответствующих солей из отработанного расплава титановых хлораторов с гидроксидом кальция из цемента (портландцемента). Тонкая дисперсия геля создает в жидкой фазе цементного раствора коллоидную систему и придает ей свойства тонкоструктурированной дисперсии. В частности, такая жидкость приобретает сдвиговую прочность и обратимость разрушения структуры, т.е. тиксотропность.

Цементный раствор с добавкой отработанного расплава титановых хлораторов хорошо сочетается с водным раствором отработанного расплава ти"

4 тановых хлораторов, при их смеШивании не происходит существенного изменения реологических свойств и скорости схватывания цементного раствора.

Повышенная прочность экрана,обеспечивается тем, что при движении пластового флюида от пласта к стволу скважины происходит интенсивное перемешивание не вступивших в реакцию объемов щелочного металла и хлоридов поливалентных металлов, содержапщхся в отработанном расплаве

5 титановых хлораторов, с образованием дополнительных количеств геля и нерастворимых осадков, кольматируюЗО щих поры. Дополнительное количество кольматирующих веществ образуется при контакте флюида с раствором силиката щелочного металла, если флюид представлен пластовой водой, содержа- Ç5 щей соли поливалентных металлов, Часть экрана, образованная затвердевшим цементным раствором, препятствует выдавливанию его. (раствора) в ствол скважины. 40

При изоляции поглощающих горизонтов улучшение изолирующих свойств обеспечивается повышенной вязкостью бентонитовой суспензии, содержащей раствор силиката щелочного металла, . 4> и повьппенными тиксотропными свойст70 4 вами цемен гного раствора с добавкой отработанного расплава титановых хло " раторов.

Объемы закачиваемых последовательно реагентов выбирают, исходя из мощности и гидродинамцческой характеристики . изолируемого интервала, а также назначения и глубины создаваемого экрана.

Характеристики закачиваемых растворов даны в таблице.

Пример. Производят изоляцию зоны поглощения промывочной жидкости. Пеглощение происходит при удельном весе промывочной жидкости

1220 кг/м9. Предположительно поглощающий пласт представлен трещиноватыми известняками., Температура в зоне поглощения около 90 С.

Для изоляции зоны поглощения в. скважину через бурильные трубы, спущенные до кровли поглошающего горизонта, закачивают 5 м густой бентонитовой суспензии (вязкость по СП — 5 — "не течет") с содержанием бентонита 200 кг и силиката натрия

150 кг на 1 м в количестве 15 м

У затем 1 м воды в качестве буфера, а потом 5 м отработанного расплава титановых хлораторов плотностью

1300 кг/м . После этого закачивают

9

10 м цементного раствора плотностью

1ч00 кг/м, содержащего 500 кг от9 работанного расплава титановых хлораторов на 1 м цементного раствора.

Через двое суток после проведения изоляционных работ возобновляют бурение скважины.

Предлагаемый способ пористых и трещиноватых пластов обеспечивает возможность регулирования в широких пределах реологических и закупоривающих свойств закачиваемой в.пласт системы в зависимости от гидродинамической и физико-химической обстановки в изолируемом пласте °

1239270

Характеристика закачиваемого в пласт раствора

Давление сдвига

Ф

Р

Da/ñ ì

Пример

Проницаемость кольматируемого пласта, 10 . м

Гелеобразующее вещество — бен6 тонит 200 кг на 1 м и силикат натрия 150 кг/м з

Буферная жидкость ОРТХ, 1300 кг/м. Цементный раствор

500 кг ОРТХ на 1 м, р

1400 кг/м

2 Гелеобразующее вещество — бентонит 0,5 кг на 1 м и силикат з натрия 350 кг/м

Буфер водный ОРТХ, — 1200 кг/м. Цементный раствор

30 кг ОРТХ на 1 м, р = э

1600 кг/м

3 Гелеобразующее. вещество — бен9 тонит 100 кг на 1 м и силикат натрия 50 кг на 1 м

Буфер водный ОРТХ, 1300 кг/м Цементный раствор

200 кг ОРТХ на 1 м, р = — 2200 кг/м

4 Раствор метаса в щелочном водном растворе = 10%. Метас = 30% по сухому веществу.

Буфер водный ОРТХ, — 1300 кг/м. Цементный раствор

500 кг OPTX на 1 м, p = — 1400 кг/м

5 1Х-ный раствор гипана в 0,5%-ном растворе щелочи (НаОЯ)

Буфер водный ОРТХ, р

1200 кг/м . Цементный раствор

30 кг ОРТХ на 1 м, о

1600 кг/м

6 10Х-ный раствор гипана в 10Х-ном растворе щелочи (NaOH)

Буфер водный ОРТХ, р

1300 кг/м

7 (по 1 об.ч. 10Х-ного гипана + 1 ч. из- 10%-ного водного раствора хловест- ристого кальция + цементный ному раствор, о 1850 кг/м спосо б

9,7

544

443

11,2

492

577

12,3

137. 489

16,7

454

156

244

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

hl

P — давление при котором происходит сдвиг цилиндра тампонирующей смеси единичной длины в трубке . с внутренним радиусом 18 мм. Ф

OPTX — отработанный расплав титановых хлораторов.

ВНИИПИ Заказ 3365/27 Тираж 548 Подписное