Способ изоляции водогазопритоков в скважинах

 

Изобретение относится к способам ликвидации водогазопроявлений и повышению нефтеотдачи пластов при бурении и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин. Позволяет решить задачу изоляции пласта в условиях любой проницаемостной неоднородности при одновременной экономии общего количества закачиваемого тампонажного материала. В способе изоляции водогазопритоков в скважине, включающем порционную закачку в пласт гелеобразующих составов - ГОС с различной реологической характеристикой, между порциями ГОС с неизменным временем гелеобразования осуществляют закачку порции ГОС с временем гелеобразования, большим, чем время закачки ее от устья скважины до пласта, но меньшим, чем время гелеобразования и закачки порции ГОС с неизменным временем гелеобразования, и указанное чередование осуществляют до завершения изоляционных работ. Возможно использование ГОСов, дополнительно содержащих кольматирующие частицы. Возможно осуществление предварительной закачки в пласт кольматирующего состава. Технический результат – повышение качества водогазоизоляционных работ в условиях неоднородной проницаемости изолируемого пласта при одновременной экономии изолирующих составов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам ликвидации водогазопроявлений и повышению нефтеотдачи при бурении и эксплуатации нефтяных, газовых и нагнетательных скважин.

Известен способ обработки нагнетательных скважин путем управляемого формирования водоотклоняющих экранов из гелей и/или кольматирующих составов на достаточном удалении от ствола скважины за счет последовательной закачки в пласт раствора соли, водорастворимого полимера, водной дисперсии минеральных кольматирующих частиц и вытесняющего агента /1/. Однако этот способ формирует водоизолирующий экран в глубине пласта, оставляя собственно призабойную зону скважины неизолированной, что приводит к низкой эффективности изоляционных работ в добывающих скважинах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ изоляции водогазопритоков в скважинах путем последовательных закачек порций изолирующих гелеобразующих составов (ГОС), отличающихся реологическими характеристиками, в частности вязкостью /2/. Однако данный способ также не обеспечивает надежную изоляцию пласта в условиях проницаемостной неоднородности и требует большеобъемных закачек изолирующих составов.

Задачей изобретения является повышение качества водогазоизоляционных работ в условиях проницаемостной неоднородности изолируемого пласта (пропластка) при одновременной экономии изолирующих составов.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе, включающем последовательную закачку в пласт гелеобразующих составов с различными реологическими характеристиками, между порциями ГОС с неизменным временем гелеобразования осуществляют закачку порции ГОС со временем гелеобразования, большим, чем время закачки ее от устья скважины до пласта, но меньшим, чем время гелеобразования и закачки порции ГОС с неизменным временем гелеобразования, и указанное чередование осуществляют до завершения изоляционных работ. При необходимости для усиления изолирующего эффекта можно использовать ГОС, дополнительно содержащие кольматирующие частицы, а также осуществлять предварительную закачку в пласт кольматирующего состава.

Это позволит установить надежный радиальный изолирующий экран в призабойной зоне скважин в условиях проницаемостной неоднородности изолируемого пласта (пропластка) при одновременной экономии тампонажного материала.

Эффективность заявленного способа и способа по прототипу оценена на двухслойных разнопроницаемых моделях пласта, подключенных к одной напорной линии.

Пример 1. В две параллельно обвязанные колонки кернов пласта БС10₂₊₃ Тевлинско-Русскинского месторождения, имеющие проницаемости по воде К₁=0,0759 мкм² и К₂=0,0282 мкм² (то есть отличающиеся в 2,7 раза) за 1,2 часа закачали порцию в объеме 13,6 мл гелеобразующего состава, содержащего 6% жидкого стекла товарной формы, 4% соляной кислоты и 90% воды, имеющего динамическую вязкость 1,1 мПа×с и время гелеобразования при температуре 80°С 10,5 часов. При этом 69,9% общего объема порции отфильтровалось в более проницаемую колонку, а 30,1% - в менее проницаемую. Затем за 0,6 часа закачали порцию в объеме 6,4 мл гелеобразующего состава, содержащего 6% того же жидкого стекла, 10% соляной кислоты и 84% воды, имеющего ту же вязкость, но меньшее время гелеобразования при 80°С - 0,8 часа. Распределение потоков в данной порции изменилось: в более проницаемую колонку отфильтровалось 44,8% объема реагента, а в менее проницаемую - 55,2%. После этого за 1,3 часа закачали в колонки 13,8 мл ГОС, по составу аналогичного первой порции. При закачке этой порции в высокопроницаемую колонку отфильтровалось 25,4% объема состава, а в менее проницаемую - 74,6%. После этого керны выдержали при 80°С на реакции в течение 10,5 часов (то есть в течение времени, необходимого для гелеобразования первой и последней порций ГОС) и определили проницаемость колонок по воде. Первая колонка снизила проницаемость до k¹₁=0,0008 мкм² или в 94,9 раза, а вторая до К¹₂=0,0002 мкм² или в 141,0 раз.

Пример 2. В две параллельно обвязанные линейные насыпные песчаные модели пласта с проницаемостью по воде К₁=5,310 мкм² и К₂=0,412 мкм² (K₁/К₂=12,9) за 0,2 часа закачали 4,6 мл кольматирующего состава, представляющего собой 0,5%-ную суспензию бентонитового глинопорошка марки БГМВ в воде и имеющего условную вязкость по вискозиметру СПВ-5 (ТУ 08-84-67) - 16 с. Затем в модели пласта за 0,5 часа закачали порцию 4,4 мл гелеобразующего состава, содержащего 0,3% полиакриламида марки DMP-310, 0,5% фенолоспирта марки ФС-“Б”, 0,15% бихромата калия, 0,5% бентонитового глинопорошка марки БГМВ и воду - остальное. Данный ГОС имеет условную вязкость 46 с и время гелеобразования при температуре 40°С - 6 часов. При закачке указанного ГОС 90,9% общего объема порции отфильтровалось в более проницаемую модель и 9,1% - в менее проницаемую. Затем в модели пласта за 0,7 часа закачали порцию 6,8 мл ГОС, содержащего полиакриламид, фенолоспирт, бентонитовый глинопорошок тех же марок и концентраций, бихромат калия - 0,4% и воду - остальное. Условная вязкость этой порции та же - 46 с, но время гелеобразования при 40°С - 1 час. При закачке этой порции 51,5% общего объема отфильтровалось в более проницаемую модель и 49,5% - в менее проницаемую. Далее в модель за 1,2 часа закачали третью порцию 9,4 мл ГОС, аналогичного первой порции по составу и свойствам, при этом в высокопроницаемую модель отфильтровалось 26,6%, а в менее проницаемую - 73,4% объема порции. Модели выдержали на реакцию при 40°С в течение времени, необходимого для гелеобразования первой и последней порций ГОС, то есть 6 часов, и определили проницаемость по воде. Первая модель снизила проницаемость до K¹₁=0,0008 мкм² или в 6,6 тыс. раз, а вторая до K¹₂=0,0001 мкм² или более чем в 400 раз.

Пример 3 (прототип). В две параллельно обвязанные колонки кернов пласта БВ₆ Покачевского месторождения, имеющие проницаемость по воде K₁=0,3086 мкм² и K₂=0,0381 мкм² (K₁/К₂=8,1), закачали последовательно:

- 15,2 мл гелеобразующего состава, содержащего 0,5% полиакриламида марки DMP-310, 0,6% фенолоспирта марки ФС-“Б” и воду - остальное. Данный ГОС имеет условную вязкость 72 с и время гелеобразования при температуре 80°С 19 часов;

- 20,6 мл гелеобразующего состава, содержащего 0,3% того же полиакриламида, 0,6% того же фенолоспирта и воду - остальное. Данный ГОС имеет условную вязкость 23 с и время гелеобразования при температуре 80°С 22 часа;

- 4,5 мл отверждаемого закупоривающего состава АКОР БН-102. Реагент имеет условную вязкость 19 с и время отверждения при 80°С 12 часов.

Во время закачки реагентов наблюдалось следующее распределение потока фильтрации. При закачке ГОС первого состава 79,6% объема отфильтровалось в более проницаемую колонку кернов и 20,4% - в менее проницаемую. При закачке ГОС второго состава, имеющего такое же время гелеобразования, что и у первого состава, но в 3,1 раза меньшую вязкость, реагент распределился аналогично: 73,3% его объема также отфильтровалось в более проницаемую колонку, остальное - в менее проницаемую. При закачке отверждаемого состава 60% его объема поступило в более проницаемую колонку, 40% - в менее проницаемую.

После закачки реагентов керны выдержали на реакции при 80°С в течение времени, требуемого для самого медленно гелирующего состава, то есть 22 часа, и определили проницаемость колонок по воде. Первая колонка снизила проницаемость до K¹₁=0,0016 мкм² или в 192,9 раза, а вторая - до К¹₂=0,0119 мкм² или только в 3,2 раза.

Как видно из первого и второго примеров, использование в процессе закачки ГОС отдельных порций с сокращенным временем гелеобразования приводит к перераспределению потока фильтрации изолирующего состава таким образом, что большая часть реагента поступает в начальный период в наиболее проницаемую зону, а на последнем этапе направляется в менее проницаемую зону. В результате наиболее проницаемые зоны снижают проницаемость от 94,9 до 6600 раз, а менее проницаемые от 141 до 400 раз. В примере по прототипу использование порций ГОС различной вязкости, но мало отличающихся по времени гелеобразования, даже с использованием последующей закачки отверждающегося закупоривающего состава, приводит к снижению проницаемости наиболее проницаемой зоны в 192,9 раза, а менее проницаемой только в 3,2 раза. Таким образом, предложенный способ позволяет в условиях высокой проницаемостной неоднородности повысить охват и увеличить надежность изоляции пластов. Следует также отметить, что более высокая степень изоляции достигается при использовании меньших объемов гелеобразующих составов.

Практически способ осуществляют следующим образом.

Во вскрытый бурением или перфорированный интервал требующего изоляции пласта через насосно-компрессорные трубы закачивают расчетный объем порции ГОС, как правило, с максимальным для условий изолируемого пласта гидродинамическим сопротивлением, то есть с максимальной вязкостью, и временем гелеобразования в пределах расчетного времени закачки данной порции ГОС. По истечении закачки некоторого фрагмента данной порции ГОС, например 50% от расчетного объема, в следующий фрагмент, например 10% от расчетного объема порции, добавляют ускоритель гелеобразования из расчета времени гелеобразования, необходимого для закачки в пласт только этого фрагмента. Далее продолжают закачку следующего фрагмента порции ГОС, например оставшиеся 40% от расчетного объема, с временем гелеобразования в пределах расчетного времени закачки всей порции ГОС. После начала роста давления закачки на расчетную величину переходят к закачке расчетной порции ГОС с другими реологическими характеристиками, например с уменьшенной вязкостью. В процессе закачки этой порции ГОС также периодически закачивают фрагменты с сокращенным временем гелеобразования и так далее до завершения изоляционных работ. При аномально высокой приемистости изолируемого пласта осуществляют чередующуюся порционную закачку составов ГОС и кольматирующих составов, например водных дисперсий минеральных частиц (глинопорошок, мел и т.д.). При этом ГОС также может содержать кольматирующие частицы, а в процессе его закачки в отдельные фрагменты порций добавляют ускоритель гелеобразования.

Сокращение времени гелеобразования отдельных фрагментов порций ГОС приводит к тому, что фрактальный (лучеобразный) характер фильтрации закачиваемых тампонажных жидкостей по наиболее проницаемым направлениям в условиях анизотропного пласта нивелируется периодическими отсечениями “лучей”, что приводит к перераспределению фильтрационных потоков с максимально возможным охватом анизотропного пласта воздействием изолирующего материала. Таким образом, при использовании предлагаемого способа наилучшим образом решается задача изоляции пласта с практически любой проницаемостной неоднородностью при резком сокращении общего объема изолирующего материала.

Источники информации

1. Патент РФ 2039225, кл. Е 21 В 43/22, 1995 г.

2. Авт. св. РФ № 1717792, кл. Е 21 В 33/14, 33/138, 1988 г. - прототип.

Формула изобретения

1. Способ изоляции водогазопритоков в скважине, включающий порционную закачку в пласт гелеобразующих составов - ГОС с различной реологической характеристикой, отличающийся тем, что между порциями ГОС с неизменным временем гелеобразования осуществляют закачку порции ГОС с временем гелеобразования большим, чем время закачки ее от устья скважины до пласта, но меньшим, чем время гелеобразования и закачки порции ГОС с неизменным временем гелеобразования, и указанное чередование осуществляют до завершения изоляционных работ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют ГОСы, дополнительно содержащие кольматирующие частицы.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что предварительно осуществляют закачку в пласт кольматирующего состава.