Способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции высокопроницаемых интервалов пласта в нагнетательных и добывающих скважинах. Способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта включает закачку в скважину суспензии водорастворимого полимера со сшивателем в углеводородной жидкости, буферной оторочки воды объемом 100-150% от объема инертной жидкости и раствор полигексаметиленгуанидина (метацида) концентрации 0,5-1,0 мас. %, причем объем оторочки раствора метацида рассчитывают исходя из того, что количество метацида по сухому продукту составляет 10-20% от количества полимера с последующей продавкой композиции водой в объеме не ниже 100% от начального объема инертной жидкости. В качестве водорастворимого полимера могут быть использованы полиакриламид, карбоксиметилцеллюлоза и др. , а в качестве сшивателя - реагенты, содержащие катионы поливалентных металлов. Технический результат изобретения: получение в высокопроницаемых интервалах пласта прочного водоизолирующего материала, сохраняющего свои изолирующие свойства в течение длительного времени, увеличение тем самым длительности эффекта изоляции. 4 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции высокопроницаемых интервалов пласта в нагнетательных и добывающих скважинах.

Известен способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта путем закачки в пласт полимерной суспензии /1/.

Недостатками данного способа являются недостаточная прочность изолирующего материала и небольшая длительность эффекта изоляции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающий закачку в скважину суспензии водорастворимого полимера в инертной углеводородной жидкости, в которую дополнительно вводят сшивающий агент в гранулярном или порошкообразном виде, а продавку суспензии осуществляют водой в объеме не ниже 40% от начального объема инертной углеводородной жидкости [2]. В качестве сшивающего агента могут использоваться реагенты, имеющие в своем составе ионы поливалентных металлов А1³⁺, Cr⁶⁺, Cr³⁺, Fe²⁺ и др. Количество выбранного сшивающего агента должно быть достаточным для сшивания полимера.

Закачка полимера со сшивающими агентами в виде суспензии в инертной углеводородной жидкости позволяет проводить работы по селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, поскольку размеры частиц реагентов не дают им возможности проникать в низкопроницаемые интервалы. Суспензию закачивают в инертной углеводородной жидкости для того, чтобы при движении по стволу скважины не происходило набухание и растворение реагентов.

Продавку суспензии осуществляют водой. После заводнения трещин суспензией инертная углеводородная жидкость отмывается водой. При фильтрации воды происходит растворение сшивающего агента и набухание частиц полимера на первой стадии и со сшивкой в высокопрочный гель в дальнейшем.

Количество водорастворимого полимера определяется геолого-промысловой характеристикой скважины и пласта, а также свойствами самого полимера.

Недостатком известного технического решения является снижение блокирующего действия композиции во времени вследствие деструкции полимера.

В изобретении решается задача сохранения во времени блокирующих свойств изолирующего материала.

Задача решается тем, что в способе селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающем закачку в скважину суспензии водорастворимого полимера со сшивателем в инертной углеводородной жидкости и продавку ее в пласт, согласно изобретению после закачки суспензии водорастворимого полимера со сшивателем в скважину закачивают буферную оторочку воды объемом 100 - 150% от объема инертной жидкости и 0,5 - 1 мас.%-ный раствор полигексаметиленгуанидина, причем объем раствора полигексаметиленгуанидина рассчитывают исходя из того, что количество полигексаметиленгуанидина по сухому продукту составляет 10 - 20% от количества полимера, а продавку композиции осуществляют водой в объеме не ниже 100% от объема инертной жидкости.

При обработке нагнетательной скважины возможен в ряде случаев вариант закачки полимерной суспензии без сшивателя.

Полигексаметиленгуанидин (метацид) является катионным полиэлектролитом. Выпускается промышленностью в соответствии с ТУ-6-05-231-238-83.

Для получения сравнительных данных по известному и новому техническим решениям был проведен комплекс лабораторных исследований.

В первой серии опытов изучалось влияние добавки метацида на вязкость раствора водорастворимого полимера во времени. В экспериментах использовался японский водорастворимый полимер РВА-1020. Опыты проводились по следующей программе. В колбы заливали раствор полимера с добавкой метацида и выдерживали при температуре 30^oC в течение 50 сут, причем периодически определяли вязкость композиции. Результаты опытов приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, вязкость раствора полимера без добавки метацида со временем резко падает. Оптимальное количество метацида, при котором наблюдается наибольший эффект стабилизации раствора композиции, составляет 10-20% от количества водорастворимого полимера. Увеличение содержания метацида в композиции выше заявляемого соотношения не приводит к увеличению эффекта стабилизации, а уменьшение резко снижает стабилизационный эффект.

Пример. Во второй серии экспериментов изучалось влияние последовательности закачки компонентов системы на ее эффективность. Опыты проводились на физической модели пласта длиной 60 см и диаметром 3 см. Моделью пористой среды служил кварцевый песок фракции 0,4 мм. Предварительно модель пласта под вакуумом насыщалась пресной водой и определялась ее проницаемость по воде.

Эксперименты проводились по следующей программе. В водонасыщенную модель пласта в следующей последовательности помещалось 10 см³ полимерной суспензии ПС (полиакриламид РОА-1020 - 1,5 мас.%, ацетат хрома - 0,05 мас.%, керосин - остальное), буферная оторочка пресной воды и 14 см³ раствора метацида концентрации 1%. Далее через модель прокачали 100 объемов пор воды и определили проницаемость модели пласта. После этого модель пласта выдерживалась в течение 50 сут при температуре 30^oС и затем через модель вновь прокачали 50 объемов пор воды. В конце опыта определялась проницаемость модели пласта по воде. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл.2.

Как видно из табл.2, максимальный эффект достигается при следующей последовательности закачки реагентов: полимерная суспензия, оторочка пресной воды объемом 100 - 150% от объема инертной жидкости полимерной суспензии, раствор метацида. При данной технологии закачки реагентов достигается полный отмыв полимера от инертной жидкости, и только после этого метацид входит в контакт с полиакриламидом. При увеличении буферной оторочки воды выше 150% от объема инертной жидкости часть полимера не контактирует с метацидом, при уменьшении объема буферной оторочки воды метацид входит в контакт с полимером в присутствии инертной жидкости, что снижает эффективность способа.

В третьей серии экспериментов определялся минимальный объем продавки композиции в пласт, что наиболее важно при обработке добывающих скважин.

Опыты проводились на физических моделях пласта, использовавшихся в предыдущей серии экспериментов. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл.3.

Как видно из табл. 3, минимально необходимый объем продавки воды составляет 100% от объема инертной жидкости полимерной суспензии.

В основе примера применения способа и сравнения с прототипом была проведена четвертая серия экспериментов.

Опыты проводились по той же программе и на тех же моделях пласта, что и предыдущие эксперименты. Результаты опытов данной серии представлены в табл. 4.

Как видно из табл.4, после прокачки через модель 100 поровых объемов воды значение проницаемостей моделей пласта близки между собой. Это свидетельствует о том, что композиции с метацидом и без него на первом этапе обладают одинаковым блокирующим действием. В то же время по истечении 50 сут и последующей прокачки через модель пласта 50 объемов пор воды проницаемость модели в опыте 2 (предлагаемое изобретение) существенно ниже, чем в опыте 1 (прототип). Это доказывает, что последующая закачка метацида предохраняет полимер от деструкции, следствием чего является сохранение во времени блокирующих свойств композиции.

Таким образом, использование предлагаемого способа селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта позволяет исключить попадание изолирующего материала в низкопроницаемые интервалы, получить прочный водоизолирующий материал в высокопроницаемых интервалах пласта, который сохраняет свои прочностные свойства в течение длительного времени, увеличивая тем самым длительность эффекта изоляции.

Источники информации 1.Патент США 3809160, кл. 166-294 (Е 21 В 33/138), 1974.

2. Патент РФ 1728469, 1994.

Формула изобретения

Способ селективной изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающий закачку в скважину суспензии водорастворимого полимера со сшивателем в инертной углеводородной жидкости и продавку ее в пласт, отличающийся тем, что после закачки суспензии водорастворимого полимера со сшивателем в скважину закачивают буферную оторочку воды объемом 100 - 150% от объема инертной жидкости и 0,5 - 1,0 мас.%-ный раствор полигексаметиленгуанидина, причем объем раствора полигексаметиленгуанидина рассчитывают исходя из того, что в количество полигексаметиленгуанидина по сухому продукту составляет 10 - 20% от количества полимера, а продавку композиции осуществляют водой в объеме не ниже 100% от объема инертной жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4