Способ изоляции водопритоков в нефтяном пласте

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности селективной изоляции обводненных интервалов пласта за счет улучшения условий образования водоизолирующего экрана и предохранения от закупорки нефтенасыщенных толщин. Способ осуществляют путем закачки предохраняющей жидкости, изолирующего материала и структурообразователя, причем в качестве предохраняющей жидкости закачивают гидрофильную эмульсию следующего состава, мас.% неионный ПАВ 0,1-0,2; нефть 30-40; 0,03-0.04%-ный раствор ПАА - остальное. Сначала закачивают эмульсию со структурообразователем, затем чистую эмульсию, а затем изолирующий материал. В способе могут быть использованы различные изолирующие материалы, коагуляция которых требует наличия структурирующего компонента, причем водные растворы этого компонента в составе эмульсии не должны изменять ее функции. 4 табл. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е С К ИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,, г«г;

"«! «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с

СЛ V

О

О (21) 4657529/03 (22) 20.12.88 (46) 23.06.91. Бюл. N. 23 (71) Печорский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) И.П.Королев, В.Н.Глущенко, С,В.Тимошин, С.А.Рябоконь и В.С,Зотов (53) 622.245.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 688603, кл. Е 21 В 33/13, 1977.

Авторское свидетельство СССР

hh 1559109, кл. Е 21 В 33/13, 1987, (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ В НЕФТЯНОМ ПЛАСТЕ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения — повышение эффективности селективной изоляции обводненных интервалов пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышлзнности, в частности к способам изоляции обводненных пластов при разработке нефтяных месторождений, Целью изобретения является повышение эффективности селективной изоляции обводненных интервалов пласта путем улучшения условий образования водоизолирующего экрана и предохранения от закупорки нефтенасыщенных толщин, Способ изоляции включает закачку предохраняющей жидкости, изолирующего материала и структурообразователя. в качестве предохраняющей жидкости закачивают гидрофильную эмульсию следующего состава, мас.ф,:

Неионный ПАВ 0,1 — 0,2

Нефть 30-40

„„5U „„1657609 А1 эа счет улучшения условий образования водоизолирующего экрана и предохранения от закупорки нефтенасыщенных толщин.

Способ осуществляют путем закачки предохраняющей жидкости, изолирующего материала и структурообразователя, причем в качестве предохраняющей жидкости эакачивают гидрофильную эмульсию следующего состава, мас.%: неионный ПАВ 0,1 — 0,2; нефть 30 — 40; 0,03-0.04%-ный раствор ПАА— остальное. Сначала закачива«ет эмульсию со структурообразователем, затем чистую эмульсию, а затем изолирующий материал.

В способе могут быть использованы различные изолирующие материалы, коагуляция которых требует наличия структурирующего компонента, причем водные растворы этого компонента в составе эмульсии не должны изменять ее функции. 4 табл.

0,03-0,04%-н ый раствор полиакриламида (ПАА) остальное причем эмульсию закачивают двумя порциями, в первую из которых вводят структурообразователь, В качестве изолирующих материалов могут использоваться, например, жидкое стекло. полимеры акриловых соединений (гипан), а в качестве структурирующих по отношению к этим изоляционным материалам агентов — водные растворы солей многовалентных металлов, например хлориды кальция, магния, алюминия с концентрацией 10-20, Водная фаза эакачиваемой эмульсии представлена пресной водой и является нейтральной по отношению к изолирующим материалам, т.е. выполняет роль раздели1657609 тельного буфера между первоначально закачиваемой эмульсией со структурообразователем и изолирующим материалом, Закачка прямой эмульсии перед изолирующим материалом не изменяет проница- 5 емость водонасыщенного интервала, но резко снижает фильтрацию по нефтенасыщенному интервалу.

Наличие в первоначально закачиваемой эмульсии структурообразователя по- 10 зволяет увеличить избирательность способа изоляции путем преимущественного поступления всего объема структурооб раз: вателя в водонасыщенные интервалы пласта, а не по всему объему призабойной 15 зоны fljlBCTB.

Б водснасыщенном ин гервале пласта последующая закачиваемая эмульсия, служащая буфером, препятствует преждевременному контактированию изолирующего 20 материала со структурообразователем. В нефтенасыщенной части, где снижена фильточемость для изолирующего материала, за: зчка последующ.,й прямой эмульсии трепятствует контактироь анию реагеltTofs",, :;сключа : образование н. и изолиоу:още

, 1 ива

::э нага l-! изменс 0, " " l - ест 1 прчмой эмульсии 01 ввода в .:: c()eгав дог оп. ительных объемов неф1и и воды приведены в 30 табл.1.

Как следует из данн:.. табл 1. 1ои разбавлении омул.си < BUäî÷ г ронсхочн снижение ее вязкости (услп :,и". водон =сыщенных ..ii ервалов),и сохранение Ф ;г ь па- 35 ционной характериг. ики это,i ч.- гтн плагта и, наоборот, повышение вязкости эмульсии от добавления нефти (условия нефтенасыщенных интерва loB) вызывает увеличение фильтрационного сопротивления в данной 40 части пласта, что обеспечивает преимущественное попадание эмульсии и изолирующих материалов в водонасышенную часть.

Так при разбавлении водой в 2 раза, вязкость эмульсии снижается в 1,5 — 2,5 раза, а 45 добавление такого же количества нефти увеличивает ее вязкость в 3-5 раз. При большем добавлении нефти происходит фазовое обращение эмульсии и внешней средой становится нефть. 3TQ пр сдает образовавшей- 50 ся эмульсии свойство неограниченной смешиваемости с нефтью i обеспечивает лучший вынос ее из нефтенасt ùeííûõ интервалов при освоении cvoàæèi-;

В предлагаемоьi составе устойчивость 55 прямой эмульсии обеспе.ивает еионными водорастворимыми ПАВ типа ОП-10, A(Dg12 и дг», гих, которые устой,ивы к минерали.- „, i, од ой сре.; . -, - -.пдержанию использоваться в качестве структурообразователей, В табл.2 приведены данные по влиянию концентрации ПАВ на свойства состава эмульсии, используемого согласно способу.

При содержании ПАВ 0,05 эмульсии обладают ограниченной стабильностью во времени, а при содержании ПАВ более 0,2 практически не изменяют вязкостные и коалесцирующие свойства эмульсии. Однако при содержании ПАВ 0,3 избыток свободного эмульгатора не вызывает фазового обращения прямой мульсии даже при добавлении к ней грех объемов нефти. Это служит препятствием в пластовых условиях при вызове притока нефти к забою скважины, Оптимальное содержание нефти при концентрации ПАВ 0,1-0,2 является 3040 . Менее 30% — низкая стабильность эмульсии во времени более 40 нефти— эмульсия обладает повышенной вязкостью (в 1,5 — 2 раза выше). Это может осложнить работы по закачке эмульсии в пласт, потребус1 повышенных давлений нагнетания, что м ло пр11емлимо для указанны:: операций.

"леснвательно, оптимальными по составу пр,1Mûìè эмульсиями являются системы, со держащие 30-40 нефти и 0,1 — 0,2% воднг го раствора ПАВ типа АФэ-12.

Однако высокая скорость коалесценции глобул нефти (стабильность 1 — 1,5 ч) с отделение;. последней из состава эмульсии приводйт к тому, что защитные свойства зк.ульсии исчезают раньше, чем производ:.l7c5i закачка всего объема изолирующего материала (3 — 5 ч). Для дополнительной стабилизации эмульсий выбран ПАА. Стабильность эмульсии при этом возрастает до

6 — 24 ч, что вполне достаточно для проведения процесса изоляции, Оптимальным для приведенного состава является содержание

ПАА 0,03-0,04 в водном растворе. При менее 0,03 не обеспечивается необходимая стабильность (происходит медленное отделение нефти), При содержании более 0,05 (, наблюдается черезмерная стабилизация прямой эмульсии, что менее эффективно при ее использовании в способе (для ее обращения необходимо диспергировать не менее трех обьемов нефти).

Результаты влияния ПАА на свойства прямой эмульсии приведены в табл,3.

Как следует из данных табл.3, при вводе в состав эмульсии ПАА имеет место некоторое загущение (примерно 50 ) из-за отде ения из ее обьема части водной фазы в

:гат . че"KQM состоянии. В динамических ус: это- : . ес непроисходит иэмуль1657609

55 сия (в отличие от нестабилизированной

ПАА) сохраняет свои начальные свойства.

Концентрация структурообразователя, например СаС1г, е водной фазе для акого изолирующего материала, как жидкое стекло, из практики составляет 10-20";ь. С учетом этого в первоначально закачиваемой эмульсии концентрация структурирующих агентов в водной среде выбрана 10-20

Эффективность предлагаемого способа проверена на моделях пластов иэ естественного кернового материала в условиях, имитирующих пластовые.

Без предохраняющей эмульсии проницаемость нефтенасыщенного керна снизилась в 4 раза (15 от первоначальной), с предохраняющей — всего в 2 раза (42 / от первоначальной), При этом продуктивность (отношение расхода к перепаду давления) при прокачке изолирующего материала в нефтенасыщенном керне без эмульсии составляет 10 см /(ч кг/cM ), с эмульсией— з ° . г

3,7 см /(ч кг/см ), т.е, снизилась почти в 3 з раза, что говорит о существенном препятствии проникновению е нефтенасыщенный образец изолирующего материала.

Приведенная оценка степени селективой изоляции водонасыщенных кернов при закачке СаС!г и жидкого стекла по известном у способу и закачке этих же материалов по предлагаемому вытекает из результатов исследований, представленных в табл.4, причем плотность, г/см, и вязкость, МПа.с, з жидкостей при температуре опыта 24 С:

Вода 0,998 и 0,92

Нефть 0,857 и 10,6

Эмульсия 0.955 и 6,6

CaCI; 1,168 и 1,7

Жидкое стекло 1,099 и 1,62, Способ осуществляется следующим образом, В скважину спускают насосно-компрессорные трубы (НКТ), устанавливают башмак труб на уровне середины интервала пласта.

П ри давлении закачки, превышающем прочность колонны, НКТ спускают с пакером.

Сначала закачивают эмульсию со структурообразователем, например, через тройник.

Затем закачиеают чистую эмульсию, которая является буфером. Объем буфера обычно составляет в зависимости от диаметра

НКТ 0,2 — 0,6 м . Затем закачиеают изолирующий материал, например жидкое стекло, гипан и др.

Реагенты продавливают в пласт продаеочной жидкостью до полного вытеснения их из ствола скважины. В качестве прода5

45 еочной жидкости используют техническую или пластовую воду, нефть и т.д.

С целью усиления эффекта предохранения нефтенасыщенных интервалов закачку в пласт прямой эмульсии производят при давлении в 1,2 — 1,4 раза большем, чем давление закачки изолирующего материала, но не больше давления разрыва пласта.

Изолирующий материал. например жидкое стекло, в водонасыщенной части при контактировании его с внешней водной фазой прямой эмульсии, содержащей СаС!г, под его действием коагулирует, образуя изолирующий экран.

Эмульсия — буфер, содержащая пресную воду, имеет меньший объем по сравнению с первоначально закачиваемым обьемом прямой эмульсии и быстро расформировывается при радиальной фильтрации в водонасыщенной части пласта и не препятствует коагуляции материала.

В нефтенасыщенной части образованию экрана препятствует как минимум три фактора: снижение фильтрационной характеристики данной части для изолирующего материала за счет эмульсии, наличие малорасформированной буферной части эмульсии и гидродинамический фактор.

Применение предлагаемого способа способствует повышению эффективности селективной изоляции, особенно пресных и маломинерализованных еод.

Исходя из лабораторных исследований повышение продуктивности по нефти происходит как минимум е 1,5-2 раза.

В способе могут быть использованы различные изолирующие материалы, коагуляция которых требует наличия структурирующего компонента. причем водные растворы этого компонента в составе эмульсии не должен изменять ее функции.

Таким образом, способ изоляции еодопритоков в нефтяном пласте позволяет повысить эффективность селективной изоляции наиболее обводненных интервалов пласта с одновременным предохранением от закупорки нефтенасыщенных толщин, сократить расход компонентов на одну обработку, а также улучшить условия для освоения скважин е послеремонтный период.

Формула изобретения

Способ изоляции водопритоков в нефтяном пласте, включающий закачку предохраняющей жидкости, изолирующего материала и структурообразователя. о т л ич а юшийся тем, что. с целью повышения эффективности селективной изоляции обеодненных интер:.алов пласта за счет улучшения условий образования еодоизо1657609

30-40

Нефть

0,03 — 0,047-ный раствор IlAA остальное причем гидрофильную эмульсию закачивают двумя порциями, в первую из которых вводят структурообразователь. лирующего экрана и предохранения от закупорки нефтенасыщенных толщин, в качестве предохраняющей жидкости используют гидрофильную эмульсию следующего состава, мас.Q: 5

Неионный IlAB 0,1-0,2 таб«« наченне вяэностм эмулвсин прн вводе не6>тм (числителе) и властовой воды (энаыанателв) Содервавие> мас. Z> ° составе

Сос" тав

02- а аствор

aclL сходная 0,1 05 1>0 2>0

24 8 /2,8

10>0/6,6 22,9/4,8 26,1/3,5

О> 1 0,03 Осталв- 7,8 ное

52,3/4>1

21, 1/2 ° 4

29,9 /3,0

28,9 /1,9

15, 1/8,8

8,2/4,9

36>1/6,0

16,7/3>0

0,2 0>04 - Осталв- 11,2

0,1 Осталв- 6,1 ное

Обратная эмульсия.

Та блица 2

Концентрац нефти, Х

Значение при концентрации Афп-12, Х

0,05

oэ1

0,2 д т

2, 20

2э8 30 2 6 30

4 4 60 4 3 60

6 1 90 6 0 90

9,5 720 9,7 720

16,1 24 (ч) 18,3 24 (ч) 30

50

19э 6 360

47,5 обратная эмульсия. 60

П р и м е ч а н и е. $+ - вязкость эмульсии, ИПа с.

Т»- время отделения 50Х нефти, мин.

Зэ4 20

4,4 30

7,0 60

1, 2,5 30

4,3 60

6,0 90

9,8 720

19 2 24 (ч) 1657609

Таблица 3

Отделение 50Х водной среды, ч

Концентра- Вязкость, ция ПАЛ, МПа ° с мас.7

Состав

1 (отделение 50ã. нефти) 4,4

3 !,происходит медленное отделение и«фти) 7,0

0,02

0,03

7з6

О, 035

0704

7,8

8,2

0,05

Для определения влияния добавок ПАА на свойства прямой эмульсии взят следующий состав, мас. Ж:

АФв -12 0,1

Нефть 30

Пресная вода Остальное

Таблица!

Характеристика керна

Объ» н фильтрации, си /упо/>

Вреия ф>иьT P >> AN нин эил ь т р ус и я я кидкость

OðîA>l цвеносзь

Отяоеы II ue прони>

>;тн ереляд явления редкий

Р, атн

Проницая>юсть по

Нас>ааениость

ОЬъеи пор, сн> еозлуку, ики 5 к ивч. > я

Без предокрвнякв1ей знульсии

4,57 Водоивсы.ценный

5В6,2

50/10,9

Вода

0,93

I ° 2Э

158

Вилков стекла 2 ° 6/0,57 в

0,6

О,эг

32!

23/5,0 lO

50/10, 9 45

CaCI9

Вода/т

0,5

276

2,3

100

s ° о

13,2

2,64 1,1

271,3

4,04 Нефтенасыденныи

Нефть $0/12 4 45

2,3

CaClg 0>4/0> 10

Н>п>кое стекло 2,6/0,64

Нефть !!

10/2>5

0,5

0,04

0,10

276

0,6

10

1,0

4,3

С предокраняьзаен знульсней

ЭЬВ ° 2

4„O1 Водоиасыдеиньа>

50/12,5

Наде

1,23

0,1

73В

156

Эиульс ия 21/5, 24

1,3

4,2

194

170 сас!2 25/6,23

Липкое стекло 3, О/О, 75

l1oa» 50/12 > 5

0,5

2,5

115

0,6

О,ЭВ

17

4,6

1,04

13,6

1,8

246, 9

4,43 Нефтенвсьеяенный

50/11, 3

Неi!IT b

3,0

21,6

3»Y>IbCMR 1,0/0,2Э

1 ° 3

0,г

2Э,I

Св С!В О,Э/0,07 видное стекло 0,3/0,07

Нефть!4 26,2/5,9) 10

0,5

0,03

Э,6

0>6 в,о

0,04

3,7

9,0

1,2

42

Обратнаа фильтрация пндкостеп.