Способ закрепления призабойной зоны песчано-глинистых пластов

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и позволяет закреплять призабойную зону песчан оглинистых пластов. Цель изобретения - повБшение эффективности крепления за счет гидрофобизации глинистой составляющей породы. Для этого в качестве закрепляющего агента в пласт закачивают водный раствор полизтиленполиамина (ПЭПА) концентрации не менее 5%. Эта концентрация является оптимальной, так как обеспечивает гидрофобизацию даже монтмориллонита , имеющего наибольшую емкость обмена среди глинистых минералов . Оптимальный срок выдержки раствора ПЭПА в пласте определяется временем , необходимым для завершения реакции обмена между раствором -и глиной. Состав глинистого вещества естественных пород-коллекторов включает ассоциации глинистых минералов, обменная емкость которых находится между каолинитом и монтмориллонитом. Поэтому время выдержки раствора ПЭПА в пласте должно составлять 2 - 4 ч в зависимости от состава глинистого цемента. При преимущественно монтмориллонитовом составе цемента время дегидратации 4 ч. Объем раствора ПЭПА, необходимый для обработки, определяется открытой пористостью породы-коллектора , толщиной пласта и глубиной воздействия. табЛ. § (Л со о 00 CJ5 СО 00

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ()9) SU(II) (594 Е 21 В 33 13

1 ф ) „ л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1 ) 3860350/2 2-03 (22) 30. 12, 84 (46) 15.04.87. Бюл. № 14 (71) Украинский научно-исследовательский геологоразведочный институт (72) В. А. Федышин, M. И. Зазуляк, В, Ф, Малахов и Л, И, Федышин (53) 622,245(088.8) (56) Патент США № 3738425, кл. Е 21 В 33/13, 1973. (54) СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПЛАСТОВ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и позволяет закреплять призабойную зону песчано-глинистых пластов. Цель изобретения — повышение эффективности крепления за счет гидрофобизации глинистой составляющей породы. Для этого в качестве закрепляющего агента в пласт эакачивают водный раствор полиэтиленполиамина (ПЭПА) концентрации не менее 5Х. Эта концентрация является оптимальной, так как обеспечивает гидрофобизацию даже монтмориллонита, имеющего наибольшую емкость обмена среди глинистых минералов. Оптимальный срок выдержки раствора ПЭПА в пласте определяется временем, необходимым для завершения реакции обмена между раствором и глиной. Состав глинистого вещества естественных пород-коллекторов включает ассоциации глинистых минералов, обменная емкость которых находится между каолинитом и монтмориллонитом.

Поэтому время выдержки раствора ПЭПА в пласте должно составлять 2 — 4 ч в зависимости от состава глинистого цемента. При преимущественно монтмориллонитовом составе цемента время дегидратации 4 ч, Объем раствора

ПЭПА, необходимый для обработки, определяется открытой пористостью породы-коллектора, толщиной пласта и глубиной воздействия. 1 табй, 1 130

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам закрепления призабойной зоны песчано-глинистых плас3698 2 вает на гидрафобизацию глины полиэт ленполиаминам, Глина, обработанная раствором

ПЭПА ниже 4%-ной концентрации, не

t0

15 зультата.

45 тов, Целью изобретения является повышение эффективности крепления за ючет гидрофобизации глинистой сосгавляющей породы, Лабораторные опыты проводились в следующем порядке. Навеска измельченной глинистой породы помещалась в специальные приборы (стаканчики), позволяющие определять параметры набухания, и уплотнялась давлением

10 ИПа, Затеи образцы последовательно выдерживались в растворе полиэтиленполиамина (ПЭПА), различной концентрации и технической воде до прекращения роста объема дисперсоида за счет набухания, По приращению объема проб вычислялся коэффициент набухания. Параллельно из отработанной раствором ПЭПА глины формировались кубики и визуально наблюдалась их устойчивость к размоканию в технической воде, Результаты опытов представлены в таблице.

Из приведенных данных видно, чта ионы ПЭПА, адсорбированные глиной, существенно сдерживают ее набухание в воде. Глина, обработанная 1Х-ным раствором ПЭПА, имеет коэффициент набухания в. воде равный 0,38, а глина, не подвергавшаяся воздействию

ПЭПА 1,78. Однако такого содержания

ПЭПА в растворе недостаточно, чтобы глина стала невосприимчивой к действию воды.

Образцы глины в растворах до

4Х-ной концентрации имеют повышенные значения коэффициентов набухания и при помещении их в воду общая набухаемость увеличивается ° С ростом концентрации ПЭПА в растворе до 5Х коэффициент набухания глины уменьшается, уменьшается и приращение объема эа счет последующего набухания а"лины в воде.

Начиная с 5Х-ной концентрации коэффициент набухания глины остается постоянным и не возрастает при помещении образцов в техническую воду.

Сделанные из глины, обработанной раствором ПЭПА, кубики в воде сохраняют свою первоначальную форму (наблюдение проводилось в течение

12 ч), что подтверждает результаты опытов по изучению набухания и указыпроявляет устойчивости при взаимодействии с водой, диспергируется на частицы различной величины в зависимости от содержания ПЭПА в растворе и, как следует из опытов, склонна к набуханию, Это свидетельствует о том, что ПЭПА в растворе недостаточно для замещения всех способных к обмену ионов в глине. При этом не достигается полная гидрофобизация и глина не обладает достаточной связностью. Поэтому применение для закрепления глинистой породы раствора

ПЭПА 4Х-ной концентрации и ниже не приводит к получению ожидаемого реТаким образам, для обработки пе

1 чана-глинистого пласта с целью его закрепления рекомендуется использовать 5Х-ный раствор полиэтиленполиамина, Эта концентрация является оп тимальной, так как обеспечивает гидрофобизацию даже мантморилланита, имеющего наибольшую емкость обмена среди глинистых минералов, В приме"l ненни более концентрированного раствора нет необходимости, поскольку это не приводит к увеличению эффекта и, кроме того, вызывает удорожание операции.

Оптимальный срок выдержки раствора ПЭПА в пласте определяется временем, необходимым для завершения реакции обмена. ионами между раствором и глиной.

Критерием для обоснования времени контакта раствора с породой было взято то, что после завершения обмена ионами, т,е. достижения максимальна возможной в данном случае дегидратации глины, проницаемость породы от воздействия раствора уже не увеличивается. Исследования проводились на искусственных образцах керна длиной

155 мм и диаметром 20 мм, состоящих из кварцевого песка и глины. В качестве глины в одном образце использовался монтмориллонит, а в другом— каолинит, как минералы, существенно отличающиеся по набухающей способности и емкости ионного обмена. Причем содержание их в образцах было одинаковое и составляло 30Х (па весу), Образцы породы помещались в кернодержатель, уплотнялись давлением

3 130

30 МПа, насыщались технической водой, вызывающей набухание глинистой составляющей, а затем замерялась начальная проницаемость. Затем в контакт с породой на 30 мин вводился 57-ный водный раствор ПЭПА, после чего он вытеснялся технической водой и измерялась.проницаемость образца, Далее образцы опять насыщались раствором

ПЭПА той же концентрации на ЗС мин, измерялась проницаемость, т.е, опыты повторялись до стабилизации величины проницаемости. Суммарное время контактирования рабочего раствора с породой, за которое достигается прекращение роста ее проницаемости, составило 2 ч для образца с каолинитовым цементом и около 4 ч для образца с монтмориллонитовым цеМентом, 3698 4

При монтмориллонитовом составе цемента время его дегидратации до стигает 4 ч, Объем раствора ПЭПА, необходимый для обработки, определяется открытой пористостью породы-коллектора, толщиной пласта и требуемой глубиной воздействия (находится по данным гидродинамических исследований).

10 Например, для закрепления песчаноглинистого пласта толщиной 1 м, пористостью 0,15 на глубину 3 м необходимо закачать в пласт 4 м 57.-ного раствора ПЭПА.

Формула изобретения

Способ закрепления призабойной зоны песчано-глинистых пластов, за20 ялючающийся в закачке в пласт закрепляющего агента и выдержке его в пласте, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности крепления за счет гидрофобиза25 ции глинистой составляющей породы,,в качестве закрепляющего агента в пласт закачивают не менее чем 5Х-ный водный раствор полиэтиленполиамина и выдерживают его в пласте в течение

30 2-4ч. того цемента.

Водный раствор

ПЭПА, 1

Коэффициент набухания глины в раст- в воде воре

ПЭПА

1,78

0,38

0,31

0,26

0,29

0,23

0,22

0,21

0,21

0,21

0,21

То же

0,21

0,21

То же

Поскольку состав глинистого вещества естественных пород-коллекторов включает ассоциации глинистых минералов, обменная емкость (или величина иабухания) которых находится между каолинитом и монтмориллонитом, то время выдержки раствора

ПЭПА в пласте должно составлять 2

4 ч в зависимости от состава глинисХарактеристика глины, обработанной раствором

ПЭПА при взаимодействии с водой

Не устойчива к размоканию, рассыпается на мелкие частицы

Не устойчива к размоканию, рассыпается на небольшие частицы

Устойчива к размоканию, образец разделился на две части

Устойчива к размоканию, сохраняет форму