Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта

 

Изобретение относится к добыче нефти и газа и предназначается для гидравлического разрыва пласта при вторичных методах воздействия на призабойную зону продуктивных пластов нефтяных, водяных и газовых скважин. Повышение пескоудерживающей способности, понижение фильтратоотдачи дисперсии, формирование трещин необходимой протяженности и наиболее полное восстановление первоначальной проницаемости пласта достигается за счет использования водной дисперсии радиализованного γ- излучением полиакриламида, предпочтительно 0,4-0,8%-ной концентрации. 1 табл.

Изобретение относится к добыче нефти и газа и предназначено для гидравлического разрыва пласта при вторичных методах воздействия на призабойную зону продуктивных пластов нефтяных, водяных и газовых скважин.

Анализ существующего уровня техники показал следующее.

Известна жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта следующего состава, мас.

Карбоксиметилцеллюлоза 0,5-1,4 Хроматы 1,0-3,0 Лигносульфонаты 0,2-0,7 Соль хлорноватой кислоты 0,75-2,1 Хлористый калий 1,0-2,0 Вода Остальное (авт. св. N 1582722,кл. E 21 B 33/138,1987).

Недостатком указанной жидкости песконосителя является пониженная пескоудерживающая способность, повышенная фильтратоотдача раствора, невозможность достижения наиболее полного восстановления проницаемости пласта, что снижает продуктивность скважины. Повышенный показатель фильтрации приводит к отфильтровыванию дисперсионной среды в пласты, в результате чего происходит повышение концентрации песка и преждевременное его осаждение с образованием песчаных пробок, что нарушает коллекторские свойства пласта и не позволяет формировать трещины необходимой протяженности. Кроме того, приводит к загрязнению пласта хроматами и соединениями хлорноватой кислоты. Эти недостатки обусловлены характером образования поперечных связей в процессе макроаналогичных превращений, а также компонентным составом жидкости - песконосителя, когда содержание хроматов превышает оптимальное количество, необходимое для получения геля со стабильными вязкоупругими свойствами; Известна жидкость песконоситель для гидравлического разрыва пласта следующего состава, мас.

Спиртово-дрожжевая барда 24,51-27,10 ПАВ мл-80 на основе сульфоната и сульфонола 0,03-0,11 Хлорид калия 3,98-4,21 Минерализованная вода Остальное
(см. авт.св. N1765365,кл. E21 B 33/138, 1992г).

Недостатком указанной жидкости песконосителя является невысокая пескоудерживающая способность из-за отсутствия в составе компонентов, обеспечивающих образование сложной вулканизированной структуры с необходимыми реологическими параметрами, причем многокомпонентный состав существенно усложняет технологию применения.

Фильтрационные свойства рассматриваемой жидкости и восстановление первоначальной проницаемости пласта находятся в пределах, обусловливающих ее примечание в качестве песконосителя.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, следующий:
повышается пескоудерживающая способность;
понижается фильтроотдача дисперсии, что способствует формированию трещин необходимой протяженности;
достигается наиболее полное восстановление первоначальной проницаемости пласта.

Технический результат достигается применением водной дисперсии радиализованного излучением полиакриламида (РПАА),
РПАА получают из гелеобразного 7%-ного ПАА, выпускаемого по ТУ-6-01-1049-81 радиационной обработкой на установке УКП-250000 с целью придания ему новых свойства. Мощность дозы излучения 0,1-1,0 Гр/с при поглощенной дозе 5-10 кГр. Выпуск опытных партий осуществляется институтом сербции и проблем эндоэкологии АН Украины.

РПАА обладает свойствами студневой нетекучей структуры, при взаимодействии с водой набухает многократно в объеме.

Применение водной дисперсии РПАА в качестве жидкости-песеконосителя явным образом не следует из уровня техники. Известно использование водного раствора РПАА в качестве буферной жидкости для глушения нефтяных и газовых скважин с целью уменьшения загрязнения пласта за счет адгезии дисперсной фазы к породе.

Использование РПАА в смеси с азотнокислым кальцием с целью повышения надежности изоляции, использование РПАА в смеси с феррохромлигносульфонатом и ПАВ с целью повышения эффективности изоляции за счет получения устойчивой пены; использование РПАА в смеси с бентонитом, силикатом натрия с целью улучшения тампонирующих свойств за счет стабилизации фазового состава при сохранении растекаемости и снижении синерезиса образующегося геля.

Изобретение имеет изобретательский уровень.

Для повышения эффективности гидроразрыва в качестве жидкости - песконосителя используют водные дисперсии РПАА с концентрацией 0,4-0,8 мас. по основному веществу. Эти дисперсии проявляют аномально вязкие и вязкоупругие свойства, обеспечивающие достаточно высокую песконесущую способность, что позволяет транспортировать закрепитель на необходимую глубину в скважине и производить гидроразрыв пласта без нарушения его коллекторских свойств за счет преждевременного оседания песка.

Высокие показатели реологических свойств РПАА обусловлены изменением строения макромолекул ПАА под действием излучения и образованием сетчатой структуры РПАА, способной удерживать большое количество молекул воды в макромолекулярной матрице. При этом внутреннее трение между отдельными составляющими полимера увеличивается, что значительно повышает его вязкость. Это понижает фильтроотдачу дисперсии и исключает возможность отфильтровывания дисперсионной среды в пласт и преждевременное выпадание осадков песка из-за повышения его концентрации в жидкой фазе.

После проведения гидроразрыва восстановление проницаемости пласта проводят путем его кислотной обработки раствором соляной кислоты 6-8%-ной концентрации. При этом РПАА теряет свои вязко-упругие свойства и разжижается ввиду измерения набухаемости в воде с понижением pH раствора.

В случае проведения гидроразрыва в высоко температурных скважинах с пластовой температурой выше 160^oC кислотной обработки не требуется ввиду термодеструкции полимера и полной потери им вязкоупругих свойств.

Технология приготовления дисперсий РПАА отличается простотой и малыми трудо-и энергозатратами.

Пример1. Для проведения гидроразрыва пласта с глубиной залегания продуктивного горизонта 2000-2020 м используют жидкость-песконоситель: 0,4%-ную дисперсию РПАА, содержащую кварцевый песок в количестве 300 кг/м³ жидкости.

Объем заканчиваемой жидкости составляет 12 м³, количество песка - 3,6 т.

Приготовление жидкости-песконосителя, а затем жидкостно-песчаной смеси осуществляют следующим образом.

Емкость объемом 15 м³ заполняют водой в количестве 11,314 м³ и при перемешивании вводят 686 кг (0,4 мас.) товарной 7%-ной дисперсии РПАА, предварительно измельченного на аппарате К-6-ФБП-120 для улучшения набухания. Перемешивание ведут до образования однородного (без комков) гелеобразного раствора. Затем полученный раствор подается в пескосмесительный агрегат, куда одновременно через бункер загружается песок из расчета 300 кг/м³ жидкости. После перемешивания в механической мешалке пескосмесительного агрегата жидкостно-песчаная смесь насосными агрегатами 4 АН-700 производительностью 20 л/с при спущенных насосно-компрессорных трубах (НКТ) подается в скважину.

Производят гидроразрыв пласта, после чего в пласт закачивают 8%-ный раствор соляной кислоты для уменьшения реологических показателей находящегося в трещинах РПАА. При создании депрессии на пласта деструктированный под действием кислоты РПАА вымывается из трещин. Коллекторские свойства пласта восстанавливаются.

Проведенные лабораторные исследования показали следующее: для водной дисперсии РПАА 0,4-ной концентрации фильтратоотдача 5,0 см³/30 мин, пескоудерживающая способность (ПУС) з 1 ч 0,069 г/см³, коэффициент восстановления первоначальной проницаемости (КВПП)) 95%
Пример 2. Проводят все операции так, как указано в примере 1, но емкость заполняют водой в количестве 11,142 м³ и вводят при перемешивании 858 кг (0,5 мас.) 7%-ной дисперсии РПАА. Производят гидроразрыв и далее восстанавливают коллекторские свойства пласта.

Технологические параметры: фильтроотдача 4,0 см³/30 мин, ПУС за 1 ч 0,062 г/см³, за 2 ч 0,074 г/см³, КВПП 93%
Пример 3. Проводят все операции так, как указано в примере 1, но емкость заполняют водой в количестве 10,970 м³ и вводят при перемешивании 1030 кг (0,6 мас. 7%-ной дисперсии РПАА.

Производят гидроразрыв и далее восстанавливают коллекторские свойства пласта.

Технологические параметры: фильтроотдача 4,0 см³/30 мин, ПУС за 1 ч 0,059 г/см³, за 2 ч 0,065 г/см³, КВПП-93%
Пример N 4.

Проводят все операции так, как указано в примере N 1, но емкость заполняют водой в количестве 10,7991 м³ и вводят при перемешивании 1201 кг (0,7 мас.) 7%-ной дисперсии РПАА. Производят гидроразрыв и далее восстанавливают коллекторские свойства пласта.

Пример 5. Проводят все операции так, как указано в примере 1, но емкость заполняют водой в количестве 10,627 м³ и вводят при перемешивании 1373 кг (0,8 мас.) 7%-ной дисперсии РПАА.

Производят гидроразрыв и далее восстанавливают коллекторские свойства пласта.

Более высокие концентрации водных дисперсий РПАА (порядка 0,9 мас. и выше) применять нецелесообразно из-за трудности прокачивания жидкостно-песчаной ввиду ее высокой вязкости, менее высокие концентрации водных дисперсий РПАА (порядка 0,3 мас. и меньше)) не обеспечивают высокую пескоудерживающую способность.

Фильтрационные свойства, ПУС и КВПП обусловливают применение предлагаемой водной дисперсии РПАА в качестве жидкости-песконосителя.

Формула изобретения

Жидкость-песконоситель для гидравлического разрыва пласта, состоящая из водорастворимого полимера и воды, отличающаяся тем, что в качестве водорастворимого полимера она содержит радиализованный гамма-излучением полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.

Радиализованный гамма-излучением полиакриламид 0,4 0,8
Вода Остальноен

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2