Состав для изоляции водопритоков в скважине

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритоков в скважине. Техническим результатом является повышаемая эффективность проведения работ по изоляции водопритоков в скважине за счет снижения проницаемости водонасыщенных коллекторов, создания надежного и долговечного изоляционного экрана с улучшенными упругопластичными характеристиками при одновременном сохранении высоких прочностных свойств и как следствие увеличение межремонтных сроков эксплуатации. Состав для изоляции водопритоков в скважине, состоящий из полимера, водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации, водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации, в качестве полимера содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: поливиниловый спирт 2-4, указанный раствор силиката натрия 40-50, указанный раствор хлорида кальция 46-58, причем соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00 : 0,03 - 0,09 соответственно, между указанными растворами силиката натрия и хлорида кальция - 1,00 : 0,92 - 1,45 соответственно.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважине.

Анализ существующего уровня техники показал следующее: известен состав для изоляции пластовых вод, содержащий следующие ингредиенты, мас.%: Силикат натрия - 6-12 Карбамид - 5-15 Электролит - 0,3-1,0 Вода - Остальное в качестве электролита используют хлорид кальция или соляную кислоту (см. патент РФ 2067157 от 11.08.94 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 27, 1996 г.).

Недостатком указанного состава является низкая эффективность проведения работ по изоляции водопритоков в скважине. Обусловлено это следующими причинами: карбамид, входящий в состав для изоляции, с силикатом натрия химически не взаимодействует и не участвует в формировании прочного изоляционного экрана. Он регулирует только время гелеобразования.

Прочность полученного изоляционного экрана формируется только за счет химического взаимодействия силиката натрия и электролита (хлорида кальция или соляной кислоты). Низкая концентрация в воде этих компонентов не обеспечивает получение прочного и эффективного изоляционного экрана. Это связано с тем, что в поровом пространстве обводненного пласта структурно несвязанная ("лишняя") вода, входящая в состав для изоляции, образует каналы для фильтрации пластовых вод, что повышает проницаемость изоляционного экрана, снижая эффективность изоляции водонасыщенных коллекторов. Кроме того, стекловидные продукты гидратации этих компонентов обладают большой хрупкостью и не обладают упруго-пластичными свойствами.

Этим и обусловлена недолговечность изоляционного экрана. Изоляция может быть легко нарушена при деформации пласта за счет изменения пластового давления или при гидродинамическом воздействии на пласт.

Малая прочность изоляционного экрана, его повышенная хрупкость при отсутствии удовлетворительных упруго-пластичных свойств в конечном результате существенно снижает надежность создаваемого экрана, что в свою очередь приводит к уменьшению межремонтных безаварийных сроков эксплуатации добывающих скважин; известен состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий следующие ингредиенты, маc.%: Силикат натрия - 6-8 Многоатомный спирт - 5-10
Электролит - 0,4-0,8
Древесная мука - 2-5
Вода - Остальное
в качестве многоатомного спирта содержит глицерин или гликоль, в качестве электролита - хлорид кальция (см. патент РФ 2081297 от 14.04.95 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 16, 1997 г.).

Недостатком указанного состава является низкая эффективность проведения работ по изоляции водопритока в скважину. Обусловлено это следующим: при продавливании состава в пласт, особенно если он сложен песчаником, древесная мука отфильтровывается на поверхности пласта, а жидкая фаза состава еще до проникновения в пласт из-за присутствия в составе многоатомного спирта быстро коагулирует. Это препятствует проникновению состава в мелкие и средние поры пласта. Заполняются, в основном, крупные поры и трещины. Из-за этого изоляционный экран получается неоднородным и несплошным, что не обеспечивает существенного снижения проницаемости водонасыщенных коллекторов. Кроме того, проникшая на небольшую глубину в пласт жидкая фаза состава образует непрочный гель и не способствует получению прочного упруго-пластичного экрана, что может привести к нарушению этой изоляции за счет давления пластовой воды и деформации пласта. Это связано с тем, что находящийся в составе многоатомный спирт (глицерин или этиленгликоль) с силикатом натрия химически не взаимодействует, а с хлоридом кальция при нормальной температуре образует гелеобразные глициды или гликоляты - малопрочные комплексные соединения, которые только регулируют время гелеобразования изолирующего состава, но не участвуют в формировании структурной прочности изоляционного экрана. Они легко разрушаются при повышенной температуре пласта, из-за чего основную прочность изоляционному экрану обеспечивают стекловидные хрупкие продукты реакции силиката натрия и хлорида кальция, что не обеспечивает упруго-пластичных свойств образованному изоляционному экрану и его долговечности;
известен состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий следующие ингредиенты, мас.%:
Силикат щелочного металла - 2-20
Соль щелочноземельного металла - 0,05-2
Водная суспензия осадка - продукта взаимодействия соли щелочноземельного металла 41-30% от общего объема состава силиката щелочного металла - Остальное
в качестве соли щелочноземельного металла используют, например, хлористый кальций или хлористый магний (см. патент РФ 2118453 от 27.11.96 г. по кл. Е 21 В 43/32, опубл. в ОБ 24, 1998 г.).

Недостатком указанного состава является недостаточная эффективность проведения работ по изоляции водопритока в скважине. Объясняется это следующим: при продавливании состава в пласт, особенно если он состоит из песчаников, твердая фаза суспензии отфильтровывается на поверхности пласта, а часть жидкой фазы, состоящей из водного раствора силиката натрия и хлористого кальция, продавливается в поровое пространство пласта.

Реакция взаимодействия растворов силиката натрия и хлористого кальция идет очень быстро, в считанные минуты. Этому также способствует твердая фаза суспензии, являющаяся продуктами гидратации этих компонентов и центрами кристаллизации, что ускоряет процесс реакции.

Поэтому к началу продавки изолирующего состава в пласт процесс гелеобразования и кристаллизации практически завершен, основной объем силиката натрия и хлористого кальция израсходован на эти процессы и продавленная в пласт жидкая фаза имеет низкую концентрацию этих продуктов. После их реакции в порах пласта "лишняя" вода состава для изоляции является каналами для фильтрации пластовой воды, что снижает эффективность изоляции.

Низкие прочность и хрупкость изоляционного экрана снижают его надежность и долговечность;
в качестве прототипа взят состав для изоляции водопритоков в скважине, состоящий из следующих компонентов, мас.%:
Гидролизованные в щелочи отходы волокна или тканей полиакрилонитрила (гивпан) - 1,0-5,0
Силикат натрия - 0,33-3,0
Хлористый кальций - 2,0-5,0
Вода - Остальное
(см. патент РФ 2064571 от 16.08.94 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 21, 1996 г.).

Недостатком указанного состава является низкая эффективность проведения работ по изоляции водопритоков в скважине. Объясняется это следующим. Состав является осадко- и гелеобразующим и используется в основном для выравнивания профиля проницаемости нагнетательных скважин и селективной изоляции водопритока в нефтегазодобывающих скважинах. Осадок в виде гидросиликата кальция образуется при взаимодействии силиката натрия и хлористого кальция, а гель образуется при частичной сшивке гивпана при повышенной температуре.

При использовании данного гелеобразующего состава невозможно создание надежного и долговечного изоляционного экрана с высокими упруго-пластичными и прочностными свойствами (см. пример 14 акта испытаний), так как он в поровом пространстве не образует твердого и прочного изоляционного экрана, а находится в гелеобразном состоянии. При этом поровое пространство только частично заполнено осадком, из-за чего изоляционный экран имеет повышенную водопроницаемость. Этому также способствует и низкая концентрация в гелеобразующем составе полимера и силиката натрия.

Образовавшийся в изоляционном экране гель может выдавливаться водой из порового пространства, поэтому такой экран недолговечен, что в свою очередь приводит к снижению межремонтных сроков эксплуатации.

Из табл.3 (см. с.13-14 описания к патенту) видно, что максимальная эффективность изолирующих свойств лучших из гелеобразующих составов, определяемая по фактору остаточного сопротивления (P_ост=K₁/K₂), составляет всего 35,5-100, т.е. является слишком низкой.

Таким образом, низкая упругая составляющая деформационных свойств и прочностная характеристика изоляционного экрана, а также невысокая эффективность применения данного состава в водонасыщенных пластах из-за низкой закупоривающей способности образуемых гелей, могут привести к повторному притоку пластовых вод, что говорит о малой надежности создаваемого экрана и о необходимости снижения межремонтных сроков эксплуатации скважины.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, сводится к следующему:
повышаемая эффективность проведения работ по изоляции водопритоков в скважине за счет снижения проницаемости водонасыщенных коллекторов, создания надежного и долговечного изоляционного экрана с улучшенными упруго-пластичными характеристиками при одновременном сохранении высоких прочностных свойств и как следствие увеличение межремонтных сроков эксплуатации.

Технический результат достигается с помощью известного состава для изоляции водопритоков в скважине, состоящего из полимера, водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации, водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации, который в качестве полимера содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Поливиниловый спирт - 2 - 4
Указанный раствор силиката натрия - 40 - 50
Указанный раствор хлорида кальция - 46-58
причем соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00 : 0,03-0,09 соответственно, между указанными растворами силиката натрия и хлорида кальция - 1,00 : 0,92 -1,45 соответственно.

Поливиниловый спирт используют по ГОСТу 10779-78 марки ПВС 18/11 (частично омыленный). ПВС 18/11 представляет из себя крупинки белого цвета с массовой долей летучих веществ не более 4%. Силикат натрия используют по ГОСТу 13078-81 в виде жидкого натриевого стекла плотностью 1400 кг/м³ (что соответствует водному раствору 40%-ной концентрации), изготовитель ЗАО "Завод Спектр" г. Пятигорск. Раствор приготавливается автоклавным и безавтоклавным растворением стекловидных силикатов натрия. Массовая доля нерастворимых в воде веществ не должна превышать 0,2%. Хлорид кальция - используют по ГОСТу 450-77. Массовая доля хлорида кальция в исходном порошке не должна быть менее 90%. Все компоненты, входящие в заявляемый состав для изоляции, химически взаимодействуют между собой с образованием изоляционного экрана. При разбавлении водой силиката натрия до требуемой плотности перед закачиванием в скважину, он реагирует по следующей схеме
Na₂O•mSiO₂ + H₂O-->NaOH + mSi(OH)₄
Выделившаяся ортокремниевая кислота реагирует в пласте с хлоридом кальция
CaCl₂•2H₂O + Si(OH)₄ --> CaO•SiO₂•nH₂O + HCl
Образовавшийся гидросиликат кальция твердеет с образованием прочного, но хрупкого стекловидного камня. Выделившаяся соляная кислота сразу же нейтрализуется NaOH с образованием NaCl и Н₂O.

Одновременно с этой реакцией в водном растворе идет реакция взаимодействия (поликонденсация) поливинилового спирта с ортокремниевой кислотой по схеме
/СН₂СНОН/_n + Si(OH)₄ --> /Si(CH₂CHO)₄/_m + H₂O
Степень конденсации зависит от условий протекания реакции и скорости удаления образовавшейся воды. Поэтому образовавшийся отвержденный полимер в начальной стадии твердения обладает текучестью, а в затвердевшем состоянии представляет собой твердое, прочное упруго-пластичное тело.

Реакция отверждения силиката натрия и поливинилового спирта является термореактивной, поэтому при повышенных пластовых температурах изоляционный экран только упрочняется за счет повышения степени конденсации продукта реакции и не размягчается, что также обеспечивает его долговечность и расширяет температурный интервал применения заявляемого состава для изоляции. Поскольку реакции взаимодействия силиката натрия с хлоридом кальция и силиката натрия с поливиниловым спиртом протекают в одном объеме и в один и тот же период, то продукты их взаимодействия равномерно распределены в этом общем объеме. Получается затвердевшая пластмасса с равномерно распределенным в ней твердым гидросиликатом кальция.

Это обеспечивает изоляционному экрану высокую прочность и водонепроницаемость.

В скважине изоляционный экран подвержен воздействию статических гидродинамических сил, которые возникают при изменении пластового давления и различных обработках в процессе эксплуатации скважин, например при закачке и отборе газа в скважинах ПХГ, при проведении ремонтно-восстановительных работ или при изменении пластового давления на поздней стадии эксплуатации скважин. Для предотвращения разрушения изоляционного экрана и его разгерметизации после отверждения необходимо, чтобы последний обладал упруго-пластичными свойствами, которые обеспечивают восстановление первоначальных размеров и снятие напряжений (релаксации) после воздействия знакопеременных нагрузок на пласт. Высокие упруго-пластичные свойства полученного изоляционного экрана позволяют выдерживать деформационные и гидродинамические нагрузки в пласте за счет быстрой релаксации напряжений без разрушения, что обеспечивает долговечность изоляционного экрана, что в свою очередь увеличивает межремонтные сроки эксплуатации.

Критериями для оценки упруго-пластичных свойств водоизоляционного экрана приняты энергетический коэффициент пластичности К_пл, под которым понимается отношение всей работы деформирования до момента разрушения А_р к работе упругого деформирования А_у, следовательно
K_пл=A_р/А_у,
а также модулем упругости (модуль Юнга), определяемым по формуле

где Е - модуль Юнга, Па;
F_т - нагрузка, при которой напряжения в образце достигают предела текучести, Н;
μ - коэффициент Пуассона;
d_ш - диаметр цилиндрического штампа, внедряемого в испытываемый образец, м;
δ_y - величина упругих деформаций, м.

Необходимо отметить, что по значениям коэффициента пластичности все твердые тела подразделены на 6 категорий. Эти категории определяют класс твердого тела (породы) по следующему принципу:
К_пл = 1 - породы хрупкие;
1 < К_пл ≤6 - породы пластично-хрупкие;
К_пл > 6 - высокопластичные и высокопористые породы.

(см. А. И. Спивак, А. Н. Попов. Разрушение горных пород при бурении скважин. -М.: Недра, 1986 г.).

В данном случае при создании упруго-пластичного изоляционного экрана с высокими прочностными характеристиками оптимальными значениями коэффициента пластичности можно считать К_пл = 2-6. При значениях К_пл < 2 изоляционный экран будет разрушаться (хрупко) под действием знакопеременных нагрузок на него. При К_пл > 6 не будут проявляться упругие свойства экрана. Затвердевший конгломерат, которым заполнено поровое пространство водонасыщенного пласта, не будет восстанавливаться в объеме пор после снятия нагрузок на пласт, что приведет к увеличению газо- и водопроницаемости обводненного пласта.

По той же причине значения модуля упругости (Юнга) не должны быть меньше 10-15 ГПа, что соответствует 4-й категории упругости.

Содержание в составе поливинилового спирта в количестве менее 2 мас.%, взятом в соотношении мас. ч. к водному раствору хлорида кальция 30%-ной концентрации менее 0,03: 1,00 соответственно, отрицательно влияет на упруго-пластичные свойства экрана.

Содержание в составе поливинилового спирта в количестве более 4 маc.%, взятом в соотношении мас.ч. к водному раствору хлорида кальция 30%-ной концентрации более 0,09: 1,00 соответственно, нецелесообразно, т.к. улучшения свойств не происходит.

Содержание в составе водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации в количестве менее 40 маc.% и водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации в количестве более 58 маc.%, взятых в соотношении мас.ч. более 1,00:1,45 соответственно, приводит к ухудшению изоляционных прочностных характеристик экрана.

Содержание в составе водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации в количестве более 50 маc.% и водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации в количестве менее 46 маc.%, взятых в соотношении маc.ч. менее 1,00: 0,92 соответственно, не обеспечивает полного отверждения силиката натрия, что негативно влияет на прочностные и изоляционные характеристики изоляционного барьера.

Известно использование поливинилового спирта:
в способах временной изоляции высокопроницаемых зон с целью упрощения способа (см. 881296 от 26.03.79 г., опубл. в ОБ 42, 1981 г.), с целью повышения качества и надежности изоляции за счет равномерного отверждения вводимых агентов (см. а.с. 1035194 от 01.03.82 г., опубл. в ОБ 30, 1983 г.), в составе для изоляции пластовых вод, ликвидации межпластовых и заколонных перетоков с целью повышения эффективности и безопасности проведения работ по изоляции пластовых вод, ликвидации межпластовых и заколонных перетоков на скважинах (см. патент РФ 2032068 от 27.07.92 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 9, 1995 г.), в составе для ликвидации межколонных перетоков флюидов в нефтяных и газовых скважинах с жидким стеклом с целью улучшения герметизирующих свойств состава за счет повышения его адгезионных и прочностных свойств (см. патент РФ 2117758 от 17.12.97 г. по кл. Е 21 В 43/32, опубл. в ОБ 23, 1998 г. ), в герметизирующей мастике с целью повышения теплостойкости, прочности и эластичности (см. а.с. 497327 от 20.02.75 г. по кл. С 09 К 3/10, опубл. в ОБ 48 от 30.12.75 г.), в составе для предотвращения течи в гидротехническом сооружении с целью сокращения времени твердения, повышения эластичности шва (см. а. с. 1312087 от 02.01.85 г. по кл. С 09 К 3/10, С 04 В 26/32, опубл. в ОБ 19, 1987 г.), в клеевой композиции с целью повышения жизнеспособности, трещиностойкости, улучшения технологичности при нанесении композиции, снижения стоимости (см. а.с. 1437378 от 11.05.86 г. по кл. С 09 J 1/00, 3/14// С 09 D 5/34, опубл. в ОБ 42, 1988 г.), в составе для склеивания картона введение поливинилового спирта и мела придает проклеенным изделиям повышенные механические свойства благодаря большей прочности клеевых пленок после их высыхания (см. патент РФ 2106379 от 09.12.95 г., опубл. в ОБ 7, 1998 г.), в способе получения герметизирующих материалов на основе тиокола с целью придания герметикам временной структурной вязкости (см. а.с. 178923 от 25.12.1964 г. по кл. С 09 К 3/10, опубл. в ОБ 4, 1966 г.), в тампонажном растворе с целью повышения седиментационной устойчивости раствора в условиях цементирования наклонно-направленных скважин, снижения проницаемости и ускорения роста прочностных свойств раствора при твердении используют поливиниловый спирт ПВС - "ТР" (см. а.с. 966227 от 11.03.79 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 38, 1982 г.), в строительной смеси с целью повышения деформативности, адгезии к строительным материалам, гидравлического твердения и жизнеспособности (см а.с. 1835392 от 22.06.90 г. по кл. С 04 В 24/26//(С 04 В 24/26, 24:22, 24:18), опубл. в ОБ 31, 1993 г.);
в пластификаторе тампонажных растворов на основе портландцемента с целью повышения пластифицирующего эффекта и тиксотропии тампонажных растворов, снижения пенообразования при их приготовлении (см. патент РФ 2033519 от 07.08.92 г. , опубл. в ОБ 11, 1995 г.). Однако этот пластификатор, одним из компонентов которого является поливиниловый спирт, воздействует по цели только в жидкой фазе тампонажного раствора и не влияет на упруго-пластичные свойства конечного продукта - цементного камня. Поставленная цель в этом случае достигнута за счет повышения поверхностного натяжения и вязкости жидкой фазы тампонажного раствора. Известно использование в дисперсно-армированном тампонажном растворе для цементирования смеси волокнистых кристаллов природных или синтетических минералов, или металлических волокон, или стекловолокон, или базальтовых волокон с поливинилспиртовыми волокнами, взятых в соотношении 1:1 -2:1, с целью повышения прочности цементного камня на растяжение в ранние и поздние сроки без уменьшения прочности его на сжатие, трещиностойкости под действием статических и динамических нагрузок, повышения деформативности и улучшения основных технологических свойств тампонажного раствора и камня в интервале температур от +20 до 200^oС (см. а.с. 1006713 от 28.05.81 г. по кл .Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 11, 1983 г.);
известно использование: хлористого кальция в тампонажном растворе с целью ускорения отверждения и повышения прочности (см. а.с. 787669 от 14.02.79 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 46, 1980 г.);
жидкого стекла в тампонажной пасте для ликвидации поглощения с целью улучшения подвижности тампонажной пасты в начальный период и повышения в дальнейшем ее пластической прочности (см. а.с. 1229314 от 04.07.84 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 17, 1986 г.), в дисперсно-армированном тампонажном растворе для цементирования нефтяных и газовых скважин с целью повышения прочности цементного камня при растяжении в ранние и поздние сроки твердения, деформативности, трещиностойкости и термосолестойкости в интервале 50-250^oС при плотности раствора от 1,86 до 1,4 г/см³ (см. а.с. 1055853 от 05.07.82 г. по кл. Е 21 В 33/138, опубл. в ОБ 43, 1983 г.).

Таким образом не выявлены по имеющимся источникам известности технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения по заявляемому техническому результату.

Заявляемый состав обладает изобретательским уровнем.

Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.

Пример 1
Для приготовления 200 г изоляционного состава смешивают 57,2 мл водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации (ρ = 1400 кг/м³), что составляет 40 мас. %, 87,4 мл водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации (ρ = 1281 кг/м³), что составляет 56 мас.%, и 8 г поливинилового спирта, что составляет 4 мас.%.

Соотношение маc. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00:0,07 соответственно, между указанными растворами хлорида кальция и силиката натрия - 1,4:1,00 соответственно.

Все компоненты закачивают в гильзы размером 25х120 мм, наполненные песком средней крупности (модуль крупности 1,96, плотность 2680 кг/м³, объемная насыпная масса 1564 кг/м³). После двух суток твердения производят испытания.

Характеристики полученного изоляционного экрана: коэффициент водопроницаемости К_в=8,95•10^-5 мкм², коэффициент газопроницаемости К_г=1,03•10^-4 мкм², отношение проницаемостей модели пласта до и после обработки составом К_п= 7,2•10⁴, прочность на сжатие R=2,87 МПа, коэффициент пластичности К_пл=5,2, модуль упругости Юнга Е=25,6 ГПа.

В промысловых условиях объем изоляционного состава для проведения ремонтно-изоляционных работ на скважине определяют по формуле
V=0,785•(D²-d²)•h•m•k_з,
где D - диаметр зоны изоляции, м;
d - наружный диаметр эксплуатационной колонны, м;
h - мощность изолируемого интервала, м;
m - средняя открытая пористость продуктивного пласта;
k_з - коэффициент заполнения порового пространства изолируемого интервала, k_з≈0,40-0,45.

Для скважины 1008 месторождения Медвежье ООО "Надымгазпром":
d=0,219 м, интервал перфорации 1133-1173 м, текущий газо-водяной контакт (ГВК) на 07.2001 г. составляет 1170 м, прогнозируемое поднятие ГВК на ближайшие 3 года составляет 1167 м, мощность изолируемого интервала h=1173-1167=6 м, диаметр зоны изоляции принимают равным D=2,0 м, m=0,32, k_з=0,45.

Следовательно V=0,785•(2,0²-0,219²)•6•0,32•0,45=2,7 м³.

Для приготовления 2,7 м³ изоляционного состава используют:
водный раствор силиката натрия 40%-ной концентрации в количестве 1,03 м³ (40 мас.%), плотностью 1400 кг/м³;
водный раствор хлорида кальция 30%-ной концентрации в количестве 1,56 м³ (56 мас. %), плотностью 1281 кг/м³; поливиниловый спирт в количестве 143 кг (4 мас.%).

Закачку технологических жидкостей в скважину осуществляют при помощи цементировочного агрегата ЦА-320М при 2-й или 3-й передачах (диаметр втулок D_вт=100 мм). Общее время закачки всего изоляционного состава
T=V/Q,
где Q - производительность агрегата ЦА-320М на данной передаче, м³/с.

При 2-й передаче агрегата: Т=2,7/0,003=900 с=15 мин.

При 3-й передаче агрегата: Т=2,7/0,0058=466 с=7,76 мин.

Объем продавочной жидкости, необходимый для продавливания изоляционного состава в обводненный пласт, составляет
V_пp=0,785•(d² _нкт•L_нкт+d² _в•(L_п-L_нкт)),
где d_нкт - внутренний диаметр насосно-компрессорных труб, м;
L_нкт - глубина подвески насосно-компрессорных труб, м;
d_в - внутренний диаметр эксплуатационной обсадной колонны, м;
L_п - верхняя отметка интервала перфорации, м.

d_нкт=0,078 м, L_нкт=1129 м, d_в=0,203 м, L_п=1133 м.

Следовательно, V_пр=0,785•(0,078²•1129+ 0,203²•(1133-1129))=5,52 м³.

Время продавки изоляционного состава в скважину составляет:
На 2-й передаче агрегата: Т_пр=5,52/0,003=1840 с=30,7 мин.

На 3-й передаче агрегата: Т_пр=5,52/0,0058=952 с=15,9 мин.

Пример 2
Готовят 200 г состава, г/мас.%:
Водный раствор силиката натрия 40%-ной концентрации 100/50 (что составляет 71,4 мл раствора ρ=1400 кг/м³).

Водный раствор хлорида кальция 30%-ной концентрации 96/48 (что составляет 75,0 мл раствора ρ=1281 кг/м³).

Поливиниловый спирт 4/2.

Соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00:0,04 соответственно, между указанными растворами хлорида кальция и силиката натрия - 0,96:1,00 соответственно. Проводят все операции, как указано в примере 1.

Характеристики изоляционного экрана: К_в= 6,71•10^-4 мкм², К_г=2,34•10^-3 мкм², К_п=9,7•10³, R=2,44 МПа, К_пл=3,1, Е=37,4 ГПа.

Пример 3
Готовят 200 г состава, г/мас.%:
Водный раствор силиката натрия 40%-ной концентрации 90/45 (что составляет 64,2 мл раствора ρ=1400 кг/м³).

Водный раствор хлорида кальция 30%-ной концентрации 104/52 (что составляет 81,2 мл раствора ρ=1281 кг/м³).

Поливиниловый спирт 6/3.

Соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00:0,06 соответственно, между указанными растворами хлорида кальция и силиката натрия - 1,16:1,00 соответственно.

Проводят все операции, как указано в примере 1.

Характеристики изоляционного экрана: К_в=0, К_г=0, R=3,47 МПа, K_пл=4,4, E= 25,3 ГПа.

Пример 4
Готовят 200 г состава, г/мас.%:
Водный раствор силиката натрия 40%-ной концентрации 100/50 (что составляет 71,4 мл раствора ρ=1400 кг/м³).

Водный раствор хлорида кальция 30%-ной концентрации 92/46 (что составляет 71,8 мл раствора ρ=1281 кг/м³).

Поливиниловый спирт 8/4.

Соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00:0,09 соответственно, между указанными растворами хлорида кальция и силиката натрия - 0,92:1,00 соответственно.

Проводят все операции, как указано в примере 1.

Характеристики изоляционного экрана: K_в= 7,91•10^-4 мкм², К_г=2,49•10^-3 мкм², К_п=8,2•10³, R=2,02 МПа, K_пл=5,3, Е=27,8 ГПа.

Пример 5
Готовят 200 г состава, г/мас.%:
Водный раствор силиката натрия 40%-ной концентрации 80/40 (что составляет 57,2 мл раствора ρ=1400 кг/м³).

Водный раствор хлорида кальция 30%-ной концентрации 116/58 (что составляет 90,6 мл раствора ρ=1281 кг/м³).

Поливиниловый спирт 4/2.

Соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00:0,03 соответственно, соотношение мас.ч. между указанными растворами хлорида кальция и силиката натрия - 1,45:1,00 соответственно.

Проводят все операции, как указано в примере 1.

Характеристики изоляционного экрана: К_в= 7,65•10^-5 мкм², К_г=5,92•10^-5 мкм², К_п=8,5•10⁴, R=2,91 МПа, К_пл=3,1, Е=31,4 ГПа.

По сравнению с прототипом значения полученного изоляционного экрана улучшились: водопроницаемость - в 8 раз и до полного отсутствия ее; газопроницаемость - в 4 раза и до полного отсутствия ее, отношение проницаемостей моделей пласта до и после обработки составом - в 8,5- 87,6 раза, коэффициент пластичности - в 1,2-2 раза, модуль упругости - в 9,7 -14,4 раза.

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритоков в скважине, состоящий из полимера, водного раствора силиката натрия 40%-ной концентрации, водного раствора хлорида кальция 30%-ной концентрации, отличающийся тем, что в качестве полимера он содержит поливиниловый спирт при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Поливиниловый спирт - 2-4
Указанный раствор силиката натрия - 40-50
Указанный раствор хлорида кальция - 46-58
причем соотношение мас. ч. между указанным раствором хлорида кальция и поливиниловым спиртом составляет 1,00 : 0,03 - 0,09 соответственно, между указанными растворами силиката натрия и хлорида кальция - 1,00 : 0,92 - 1,45 соответственно.