Способ временной изоляции поглощающих пластов

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к способам временной изоляции поглощающих пластов при капитальном ремонте скважин. Обеспечивает повышение эффективности изоляции скважин путем закупоривания перфорационных отверстий в условиях аномально низкого пластового давления с условием последующего успешного освоения скважин и снижения расхода химреагентов, применяемых для получения раствора для временной изоляции и наполнителя. Способ включает подачу в скважину гранулированного наполнителя путем использования жидкости-носителя. В качестве жидкости-носителя используют эмульсию для глушения скважин. Ее приготавливают в устройстве с износостойкими насадками, смонтированными навстречу друг другу, путем направления струй через эти насадки с расходом 10-15 л/с со скоростью 150-230 м/с и смешения углеводородной жидкости, эмульгатора, хлористого кальция, химически осажденного мела, бихромата калия и воды. В качестве гранулированного наполнителя используют, например, химически активный доломитовый щебень с размерами последующих фракций гранул меньше предыдущих в три раза. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, к способам временной изоляции поглощающих пластов при капитальном ремонте скважин.

Известны способы временной изоляции поглощающих пластов путем закупоривания перфорационных отверстий с помощью синтетических шариков (см. патент США N 5309995 от 10.05.94 г. и патент США N 4407368 от 04.10.83 г.).

Недостатком известных технических решений по патентам США является сферическая форма шариков, в то время, как вид перфорационных отверстий является неправильной формы, особенно после двукратной или трехкратной перфорации.

По этой причине не достигается плотного прилегания синтетических шариков в отверстиях неправильной формы и в связи с этим не достигается надежная изоляция пласта.

Известен способ изоляции поглощающих пластов, включающий подачу в скважину гранулированного и волокнистого наполнителей и тампонажного раствора, при этом гранулированный наполнитель принимают разной фракции с плотностью, равной плотности тампонажного раствора, а волокнистый наполнитель выполняют в виде колец, соединенных в цепочки с диаметром колец, превышающим диаметр крупной фракции гранулированного наполнителя, при этом тампонажный раствор, волокнистый и гранулированный наполнители подают в скважину одновременно (при подаче последнего из них в порядке возрастания фракций).

(См. патент России N 2042781, Мкл.⁶ E 21 B 33/13, опубл. 27.08.95 г.).

Недостатком известного способа, взятого нами в качестве прототипа, является трудоемкое освоение скважин после изоляции, вызванное попаданием в продуктивный пласт наполнителя и тампонажного раствора.

В качестве примера можно привести скв. N 188 Вуктыльского газоконденсатного месторождения. Интервал перфорации 3330-3126 м, текущее пластовое давление 3,04 МПа. При глушении скважин с доведением раствора до устья репрессия на пласт в середине вскрытых интервалов 3228 составит 28,6 МПа по неподвижному столбу и ρ = 1 г/см³. Только в теоретически возможном случае полного осушения скважины при освоении давление на глубине 3228 м составит 0,13 МПа при атмосферном давлении на устье по неподвижному столбу газа. Депрессия в таком случае составит 2,91 МПа, что в 10 раз больше давления, при котором наполнитель был вдавлен в пласт. Таким образом, успешное освоение и дальнейшая работа скважины практически невозможны.

Задачей изобретения является повышение эффективности изоляции поглощающих пластов путем закупоривания перфорационных отверстий в условиях аномально низкого пластового давления с условием последующего успешного освоения скважин и снижения расхода химреагентов, применяемых для получения раствора для изоляции и наполнителя.

Поставленная задача решается тем, что в способе изоляции поглощающих пластов, включающем подачу в скважину гранулированного наполнителя, путем использования жидкости-носителя, где в качестве жидкости-носителя используют эмульсию для глушения скважин, которую приготавливают в устройстве с износостойкими насадками, смонтированными навстречу друг другу, путем направления струй через эти насадки с расходом 10-15 л/с со скоростью 150-230 м/с и смешения углеводородной жидкости, эмульгатора, хлористого кальция, химически осажденного мела, бихромата калия и воды, а в качестве гранулированного наполнителя используют, например, химически активный доломитовый щебень с размерами последующих фракций меньше предыдущих в три раза.

Существенными отличительными признаками заявленного способа изоляции поглощающих пластов являются признаки: - в качестве химически активного гранулированного наполнителя используют, например, доломитовый щебень с размером последующих фракций гранул меньше предыдущих в три раза; - в качестве жидкости-носителя используют эмульсию для глушения скважин, приготавливаемую в устройстве с износостойкими насадками, смонтированными навстречу друг другу, путем направления струй через эти насадки с расходом 10-15 л/с со скоростью 150-230 м/с и смешения углеводородной жидкости, эмульгатора, хлористого кальция, химически осажденного мела, бихромата калия и воды.

Заявленные нами существенные отличительные признаки способа изоляции поглощающих пластов нам были неизвестны из патентной и научно-технической информации, что позволяет считать, что заявленные существенные отличительные признаки способа являются "Новыми".

Изобретение успешно было опробовано при временной изоляции поглощающих пластов на скв. N 188 Вуктыльского газоконденсатного месторождения, что позволяет сделать вывод о соответствии завяленного изобретения критерию "Промышленная применимость".

Изобретение соответствует также критерию "Изобретательский уровень", так как существенные отличительные признаки способа в совокупности с известными позволяет достичь поставленную цель нетрадиционным способом.

Заявленный нами способ реализуется с помощью устройства, представленного на фиг. 1, которое состоит из корпуса 1, в котором размещены втулки 2 с насадками 3 из износостойкого материала, стали типа "ВК", с внутренним диаметром 4,5 мм. Втулки 2 выполнены с возможностью принудительного вращения. Оси насадок 3 могут смещаться относительно друг друга от 0 до 20 мм за счет их эксцентрического расположения во вращающихся принудительно втулках 2, при этом достигается изменение расстояния между осями потоков, что приводит к изменению интенсивности перемешивания. Например, при расстоянии 2-3 мм между осями количество оборотов в центре устройства составит несколько десятков тысяч оборотов в минуту, а при 20 мм - в десятки раз меньше. Устройство также содержит камеру смешения 4.

Устройство для приготовления жидкости-носителя работает следующим образом. Навстречу друг другу с расходом 10-15 л/с направляют две струи со скоростью 150-230 м/с через износостойкие насадки 1 из стали типа "ВК".

Необходимость изменения интенсивности перемешивания обусловлена различными вариантами реагентов базовой рецептуры жидкости для временной изоляции, а также некоторым изменением их свойств в зависисмости от условий и сроков хранения.

Известные авторам разновидности рецептур приведены в табл. 1.

Многочисленность вариантов однородных, аналогичных по химическому составу комбинаций компонентов приводит к необходимости в каждом конкретном случае подбирать условия перемешивания опытным путем, ориентируясь на получение наилучших структурных свойств эмульсии.

Способ изоляции поглощающих пластов осуществляется в следующей последовательности.

В кислотовозах, оборудованных насосами высокого давления 1, 2, 3, содержатся компоненты эмульсии для временной изоляции поглощающих пластов: водный раствор КССБ, химически осажденного мела, бихромата калия, конденсата и водного раствора хлористого кальция (см. фиг. 2).

Насосы 1 и 2 перемешивают в смесителе 4 первые два раствора, в смесителе 5 в их смесь добавляют раствор хлористого кальция. Через загрузочную воронку 6 подают наполнитель.

Гранулированный наполнитель служит для закупоривания перфорационных отверстий или каналов различных противопесочных фильтров и предотвращения попадания значительного объема раствора для изоляции в пласт за стенку эксплуатационной колонны. При лабораторных испытаниях гранулированный наполнитель совместно с раствором для изоляции закупоривал отверстия с диаметром до 13 мм, причем масса наполнителя не превышала 30 г. Перфорационные отверстия, получаемые с помощью стандартных перфорационных зарядов ПКС-105, имеют размеры до 8 мм в широкой и до 6 мм в узкой части.

Пример.

Рассмотрим пример временной изоляции с наполнителем скв. N 188 - Вуктыл.

Рабочие интервалы - 3206-3256 м; 3276-3293 м.

Общая мощность составляет 67 м перфорации ПКС-105 6 отверстий 6х8 мм на один метр. Всего 402 отверстия.

Размер максимальной фракции принимаем равным 10 мм, размеры последующих фракций последовательно меньше предыдущих в 3 раза, что позволяет с запасом закрывать промежутки между большими гранулами. С четырехкратным запасом принимаем количество наибольших гранул, доставленных потоком раствора для изоляции к перфорационному отверстию, равным 4 с пирамидальной формой расположения.

Ниже в табл. 2 представлено расчетное количество гранул каждой фракции.

С десятикратным запасом масса наполнителя для закупоривания одного отверстия составит 43,5 г, для 420 отв. - 17487 г, что составит в насыпном объеме около 10 л.

Наполнителем может служить доломитовый щебень - широко распространенный строительный материал, имеющий достаточную прочность и химическую активность с товарной кислотой. Содержание нерастворимых в кислоте примесей незначительно 2-3%.

В качестве жидкости-носителя наполнителя и раствора для временной изоляции пласта предлагается применять эмульсию для глушения скважин, содержащую углеводородную жидкость, эмульгатор, хлористый кальций, химически осажденный мел (ХОМ), бихромат калия при следующем соотношении компонентов, мас., об.%: Углеводородная жидкость, например, газовый конденсат - 17-82 Эмульгатор, например, конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) - 5-13 Хлористый кальций - 16-24 Химически осажденный мел (ХОМ) - 3-9 Бихромат калия - 0,4-1,3 Вода - Остальное Порядок приготовления эмульсии: растворяется необходимое количество КССБ, к нему добавляется, при перемешивании, расчетное количество бихромата калия и ХОМ, затем добавляется конденсат и все перемешивается до получения однородной смеси, а к ней добавляют раствор хлористого кальция заданной концентрации и смесь вновь перемешивают в течение 5 минут.

Заявленное изобретение в сравнении с прототипом позволяет повысить эффективность изоляции скважин в условиях аномально низкого пластового давления с условием последующего успешного освоения и позволяет снизить расход химреагентов, применяемых для получения раствора для изоляции и наполнителя, а также улучшить технологические возможности устройства.

Формула изобретения

Способ временной изоляции поглощающих пластов, включающий подачу в скважину гранулированного наполнителя путем использования жидкости-носителя, отличающийся тем, что в качестве жидкости-носителя используют эмульсию для глушения скважин, которую приготавливают в устройстве с износостойкими насадками, смонтированными навстречу друг другу, путем направления струй через эти насадки с расходом 10-15 л/с со скоростью 150-230 м/с и смешения углеводородной жидкости, эмульгатора, хлористого кальция, химически осажденного мела, бихромата калия и воды, а в качестве гранулированного наполнителя используют, например, химически активный доломитовый щебень с размерами последующих фракций гранул меньше предыдущих в три раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4