Способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов в скважине

 

Изобретение при эксплуатации скважин на нефть и газ осуществляют следующим образом. В скважину закачивают равные объемы водных растворов полимера и минеральной соли. В качестве водного раствора полимера берут раствор полиметилметакрилата, модифицированного моноэтаноламином с концентрацией 0,01-0,10 мас.%, водный раствор минеральной соли содержит 40-120 г соли на 1 л воды. 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138, 43/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 0с, (Я (л) () (л) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734047/03 (22) 27,06.89 (46) 30.09.92, Бюл. ¹ 36 (71) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А.Н.Ильясов, Н,И.Хисамутдинов, П.М.Южанинов, А.Г,Телин, Г,В.Леплянин и Л.Ф.Антонова (56) Рахимкулов Р,Ш. и др, Нефтяное хозяйство, 1982, № 1.

Авторское свидетельство СССР

¹ 933963, кл, Е 21 В 43/32, 1980.

Кадыров P.P. Взаимодействие сополимеров акриловых кислот в пористой среде с электролитами при изоляции вод в нефтяных скважинах, Дисс. канд, техн, наук.— Казань, 1985, с.42.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам селективной изоляции высокопроницаемых промытых пропластков в призабойной зоне нагнетательных скважин и для ограничения водопритока в добывающие скважины.

Известен способ изоляции высокопроницаемых интервалов в скважине путем закачки оторочек полиакриламида (ПАА) и сточной воды.

Недостатком такого способа является низкая эффективность для высокопроницаемых пластов.

Известен способ чередующейся закачки на основе гипаноформалиновой смеси и минерализованной воды, Недостатком известного способа является сложность в приготовлении, высокая токсичность, а также быстрый вынос тампонажного материала с продукцией скважин,,! 4Л,, 1765363 А1 (54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ

В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение при эксплуатации скважин на нефть и газ осуществляют следующим образом, В скважину закачивают равные объемы водных растворов полимера и минеральной соли. В качестве водного раствора полимера берут раствор полиметилметакрилата, модифицированного моноэтаноламином с концентрацией 0,01 — 0,10 мас. 4, водный раствор минеральной соли содержит 40 — 120 г соли на 1 л воды. 1 табл, что значительно снижает его эффективность и дополнительно осложняет работу установок подготовки нефти.

Известен способ на основе закачки отсрочек ПАА — глинистой суспензии;

Недостатком такого способа является недостаточно высокая эффективность.

Известен способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов в скважине путем последовательной закачки оторочек водных растворбв пблимера — гипана и водных растворов, содержащих ионы металла с валентностью больше двух.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая эффективность, Цель изобретения заключается в повышении эффективности способа за счет увеличения селективности блокирования высокопроницаемых интервалов, 1765363

Это достигается последовательной закачкой водных растворов, полимера и минерализованной воды, причем в качестве водного раствора полимера используют раствор, содержащий 0,01 — 0,1 мас, пол- 5 иметилметакрилата, модифицированного моноэтаноламином в диметилформатиде, при этом водный раствор минеральных солей содержит солей 40-240 г/л.

При увеличении или уменьшении кон- 10 центрации полимера способ теряет свою эффективность из-за ухудшения селективности снижения проницаемости высокопроницаемых пропластков.

Полиметилметакрилат, модифициро- 15 ванный моноэтаноламином в среде диметифлормамида, является водорастворимым полимером формулы с"з 3 с сН7 с снг

1 I с с ф ф

5О-тр О НН 78-65 0 О 7-5

СНг СНг сн, сиг он Н7 25 имеет молекулярную массу 2,8 10 у е, и

6 применяется в качестве компонента буровых растворов. ,Неожиданный положительный эффект достигается за счет коагуляции полимера в 30 минерализованной воде при образовании полимерных глобул с ионами минеральных солей, способных селективно изолировать высокопроницаемые пропласты, что связано с размером образующихся полимердис- 35 персных частиц, Для экспериментальной проверки эффективности способа в сопоставленных условиях была приведена серия лабораторных экспериментов на водонасыщен- 40 ной двупластовой модели. Проницаемость низкопроницаемого пласта составила 0,12—

0,16 мкм высокопроницаемого — 1 07—

1

1,36 мкм . Длина модели — 500 мм, диаметр — 30 мм. Пористая среда была 45 представлена кварцевым песком различного фракционного состава, за счет чего достигалась неоднородность по проницаемости, На первой стадии опытов в модель по- 50 давалась вода и устанавливалось распределение фильтрационного потока (R) согласно проницаемостей пористых сред по воде. На второй стадии подавались растворы реагентов в соответствующих концентрациях. Об- 55 щий объем растворов реагентов (полимер и минерализованная вода) не превышал 0,3 от суммарного объема пор пласта. Оценку эффективности воздействия последовательной закачки химреагентов производили

СН5

I с-сн

2 с ф

iu осн, по безразмерному параметру распределения R = Qe/Qn где Qe — расход жидкости по высокопроницаемому пласту; Он — расход жидкости по низкопроницаемому пласту.

Пример 1. Насыпную модель несообщающихся неоднородных пластов с проницаемостями 0,120 мкм и 1,08 мкм длиной

500 и диаметром 3 мм насыщают пресной водой до стабилизации дебитов, соответствующих проницаемостям моделей по воде, после чего закачивают последовательно оторочку раствора Флучана в пресной воде с концентрацией 0,05 мас., объемом

0,15 Vrlpp, после чего минерализованную воду с минерализацией 240 г/л, объемом

0;15% Чпор. Затем определяют параметр распределения фильтрующей воды, который составил 3,1.

Результаты остальных опытов приведены в таблице.

Как видно из таблицы, оптимальной областью применения Флучана является

0,01 — 0,1, при этом достигается перераспределение потока фильтрующейся жидкости в сторону низкопроницаемого пласта в

2 — 2,6 раза. Необходимо отметить, что увеличение концентрации до 0,5/ приводит к торцовой забивке пористой среды. Видимо, процесс коагуляции осуществляется слишком быстро, и наблюдается затухание фильтрации.

Из результатов, представленных в таблице, также видно, что эффективность способа на основе закачки гипана и минерализованных вод (прототип) для селективной изоляции высокопроницаемых интервалов существенно меньше предлагаемого способа. Причем эффективность предлагаемого способа превышает известный как в условиях, когда валентность металла в растворе осадителя более трех, примеры 1 — 12, таблица, так и в условиях эксперимента с моделью пластовой воды (катионы Na, Са, Mg ), что значительно

+ 2+ 2 проще и технологичнее для реализации в промысловых условиях.

Более высокая эффективность Флучана по сравнению с гипаном, видимо, обьясняется его большей насыщенностью функциональными группами, которая достигается в результате модификации полиметилметакрилата моноэтаноламином, Кроме того, растворы Флучана обладают высокой стойкостью к окислительной и механической деструкции, биоцидными свойствами, что обеспечивает также их высокую стойкость к биодеструкции. Стабильность растворов Флучана в условия призабойной зоны пласта является дополнительным преимуществом, т,к. позволяет

1765363

— — = 30, йсм 30 с 1

2 mKh,и

Ro гс

55 увеличивать время технологического эффекта после обработки скважины, Пример реализации технологии последовательной закачки раствора Флучана с минерализованной водой, 5

Очаговая нагнетательная скв. 1584 Сабанчинской площади НГДУ "Бавлынефть" имеет следующие характеристики: интервал 1140,8 — 1151,6 м в разрезе имеет два пропластка, эксплуатирумых единым филь- 10 тром;! пропласток — мощность 5 м, II — 5,8 м.

С проницаемостью I пропластка 0,540 мкм, II пропластка 0,810 мкм . Средняя проница2 емость 0,725 мкм2. Пористость 22 ; Приемистость скважины 780 м /сут, с 15 вязкостью воды,и = 1 МПа с и радиусом закачки 200 м.

Требуется определить расход реагента и объем закачки раствора с целью снижения приемистости по пропластку в 2,5 раза, 20

Метод реализации.

Расчет ведется по уравнению стационарной фильтрации для случая. многослойного уплитура по формуле Дюпюи где 0 — расход жидкости, м /сут; з

Рс, Рпл соответственно давление закачки и пластовое, МПа;

Ro — радиус оторочки, м;

ro — радиус скважины, м; ,и — вязкость нефти, МПа с.

Определяются фактическое распределение закачки по и ропласткам из формулы

Дюпюи

О. 0810 10 2 58 4698

Q I 0,540 5 2,7

= 1,74.

Фактическая приемистость по пропласткам

Q1 — — — — 284 м сут, Q 780 з

1,74 2,74

02 = Q — Q > = 780-284 = 496 м /сут.

Фактическая закачка в высокопроницаемый пласт по условию задачи

Озяк = = = 198 м /сут.

0 496 з

Расход по низкопроницаемому пласту составит

О> = 780 — 198 = 582 м /сут.

Фактический коэффициент распределения равен

Я = — = — = 2,93.

01 582

Озак 198

По таблице описания для R = 3,14 концентрация Флучана составляет 0,05 мас. /,, минерализация воды — 240 г/л, в соотношении объемов отсрочек полимера и минерализованной воды 1:1, При этих параметрах вязкость оторочки заглушенного раствора составляет 30 мПа с, Определяется объем по высокопроницаемости пласта

Vnop = Л mh (Я Р вЂ” гс ) = 3, 14 0,22 5,8 (200 — 0,0752 ) = 160000м .

Удельное сопротивление после прокачки смеси и закачки воды

Необходимый объем закачки заглушенного раствора из условия равного сопротивления

Q о 160000 5330 мз

/ 30

Фактический объем закачки загущенного раствора с учетом оттока в первый пласт

Оф = 5330+ = 6686 м .

3,93

Расход раствора Флучана

V = Оф С = 6686 5 ° 10 2 = 0,334 т.

Технология, На нагнетательной скв.

1584 проводится комплекс геофизических или гидродинамических исследований. Определяются параметры пласта и призабойной зоны, На скважине производится установка пакера выше кровли на 5-10 м, производится опрессовка на Р оо =1,25 Рраб агрегатом ЦА — 320. Затем подготовленный раствор Флучана нагнетается в пласт в концентрации 0,05 мас.7 в количестве

3343 м . Закачка минерализованной воды в з концентрации 240 г/л в объеме 3343 м производится в той же последовательности.

Продавка осуществляется закачиваемой водой, При проведении промысловых работ перед закачкой реагента в случае необходи1765363

Формула изобретения

Способ селективной изоляции высокои роницаемых интервалов в скважине, включающий последовательную закачку равных

5 объемов водных растворов полимера и минеральныхсолей,отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности за счет увеличения селективности блокирования высокопроницаемых интервалов, в

10 качестве водного раствора полимера используют водный раствор, содержащий

0,01 — 0,10 мас. 07 пол иметилметакрилата, модифицированный моноэтаноламином в диметилформамиде, а водный раствор ми15 неральной соли содержит 40 — 120 г солей на

1 л раствора.

Зависимость параметра распределения от применяемык реагентов и ик концентраций

Распределение (R) после воздейтвия реагента

Реагент, концент рация„,мас °

Осадитель, минерализация, г/л

Состав по воде

РеС1- 10

РеС1з

ReCl2

РеС1 В 20

А1С1а 10

А1С1 е

А101 в 10

А1С1з 20

К $04Ст(ЗОя)з241 0 10

То we 20

Гипан

Гипан

Флучан

Флучан

Гилян

Гипан

Флучан

Флучан

0,01

О 1

0,01

0,1

0,01

0,!

О, 01

5>1

8

0,1

Гипан 0,01

Гипан

Флучан

Флучаи

Гилян

0,i

0,01

0,1

0,01

12

«11»

Модель пластовой воды (Ма, Свы МК>) 14

8 ° 8

Гилян

0,1

Модель пластовой воды

5,2

16

17

18

19

21

Флучан

Флучан

Флучан

0,01

0,05

0>1

0,3

0,5

0,8

1,0

8,9

8,7

8,9

9,2

9,1

9,0

8,8

8,7

5,1

4 ° 3

4,8

5,0 8.5

9,2

9,5

4,6

«11»

« I I »

Флучан

Флучан

« I I»

1 1»

Флучан

Флучан . Флучан

«11»

0,01

Модель пластовой воды

120

23 .

Флучан

Флучан

Флучан

Флучан

Флучан

Флучан

0,05

8>9

8,8

8,9

9,1

9ÄO

9,1

3,5

4,4

5,6

0,1

0,3

0,5

0,8

0,01

9,0

27

9,ь

2чО

Модель пластовой воды

Флуйан

Флучан

Флучан

Флучан

Флучан

29

31

32 зз

0,05

9,0

8,7

8,8

9,0

8,7

«11

0,1

4,5

6,4

9.5

13,4

О ° 3

0,5

0,8

«11»

11»

Состав по прототипу мости можно прокачать определенное количество пресной воды. Такой буфер должен способствовать увеличению проникновения реагента в пласт и предотвратить запечатывание прискважинной зоны.

В случае обработки опресненных скважин можно использовать соленые воды заданной минерализации, а также раствор + z+ г-л индивидуальных солей (Na, Са, Mg 7 .

Промышленная реализация предложенного способа не требует разработки дополнительного оборудования и технологических операций и может осуществляться согласно РД 39 — 23 — 1187 — 84, составленного для полимерно-глинистых суспензий на основе полиакриламида.

8,9 9,2

9,3

9,0

8,8

8,7

8,9

9,1

9,2

8,9

8,7

8,9

9,0

4,9

4,2

4,2

5,5

5,0

4,8

4,6

4 ° 6

4,0

3,3

2>9

5,9