Способ крепления призабойной зоны пласта
Владельцы патента RU 2305765:
Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" (RU)
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта при добыче нефти и газа. Технический результат - повышение надежности крепления призабойной зоны. В способе крепления призабойной зоны пласта, включающем введение в скважину материала для проведения экзотермической реакции с последующей прокачкой через него соляной кислоты и выдержкой во времени, в качестве материала для проведения экзотермической реакции используют опилки алюминия, при этом первоначально приготовляют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины в соотношении мас.%: карбоксиметилцеллюлоза 1,5, алюминий 14,5, сырая резина 11,6, вода 72,4, затем продавливают полученный раствор в пласт, после чего закачивают 20%-ную соляную кислоту при этом соотношение алюминия и соляной кислоты, вес.ч: алюминий 25,0, соляная кислота 75,0. 1 табл.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта при добыче нефти и газа.
Одним из основных объектов разработки при добыче газа являются сеноманские отложения, сложенные слабосцементированными коллекторами. Одной из основных причин, препятствующей успешной разработке залежей открытых в слабосцементированных коллекторах, является вынос песка из породы-коллектора, в результате которого образуются песчаные пробки, снижающие дебит скважин, и увеличивается износ оборудования.
Известен способ крепления призабойной зоны пласта, основанный на закачке в интервал перфорации водных растворов хлорида кальция от 2 до 3% (мас.) плотностью от 1150 до 1200 кг/м3 и выдержки ее под давлением в течение от 12 до 16 ч. (А.К.Ягафаров, P.M.Курамшин, С.С.Демичев. Интенсификация притоков нефти из скважин на месторождениях Западной Сибири. Тюмень. Изд-во "Слово", 2000, с.202-203).
Недостатком этого способа является то, что эффективность его применения очень кратковременная, может быть использован в скважинах, где наблюдается незначительный вынос песка.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ крепления призабойной зоны пласта, при котором в пласт продавливается жидкость-носитель с магнием. После этого в скважину закачивают раствор соляной кислоты. Соляная кислота вступает в экзотермическую реакцию с магнием и образуется соль хлорида магния с выделением большого количества тепла. В зависимости от скорости фильтрации кислоты и давления нагнетания температура на обрабатываемой поверхности достигает 800°С и выше при условии, что магний плавится при температуре 651°С. Поток нагнетаемой кислоты и магний выносятся на поверхность пород, образуя пленки из продуктов термохимической реакции и магния, который образует металлический каркас (А.С. СССР 960421. Опубликовано 23.09.82. Бюл. №35).
Недостаток этого способа - низкая надежность крепления призабойной зоны за счет отсутствия надежного сцепления металлического каркаса, который создает магний, с породой продуктивного пласта, так как в процессе остывания металлического каркаса происходит его усадка и растрескивание.
Задача, на решение которой направлено изобретение, снижение выноса песка при эксплуатации скважин.
Технический результат - повышение надежности крепления призабойной зоны.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе крепления призабойной зоны пласта, включающем введение в скважину материала для проведения экзотермической реакции с последующей прокачкой через него соляной кислоты и выдержкой во времени, в отличие от прототипа, в качестве материала для проведения экзотермической реакции используют опилки алюминия, при этом первоначально приготовляют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины в соотношении, мас.%:
| карбоксиметилцеллюлоза | 1,5 |
| алюминий | 14,5 |
| сырая резина | 11,6 |
| вода | 72,4 |
затем продавливают полученный раствор в пласт, после чего закачивают 20%-ную соляную кислоту, при этом соотношение алюминия и соляной кислоты, вес.ч:
| Алюминий | 25,0 |
| Соляная кислота | 75,0 |
Способ осуществляется следующим образом. Спускают в скважину насосно-компрессорные трубы, башмак которых устанавливается возле верхних перфорационных отверстий. С помощью цементировочного агрегата приготавливают водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины. Затем раствор продавливают в пласт, а по затрубному пространству закачивают 20%-ную соляную кислоту. Реакция сопровождается выделением тепла (4,7 кдж/кг), а температура в призабойной зоне повышается до 150°С. Количество алюминия, принимающего участие в реакции с соляной кислотой, определяется из стехиометрического соотношения 25% алюминия и 75% соляной кислоты.
В результате физико-химических процессов, сопровождающих закачку соляной кислоты в пласт, происходит взаимодействие соляной кислоты с алюминием, выделяется водород, происходит рост температуры и начинается процесс вулканизации резины.
При взаимодействии частиц сырой резины с углеводородами - газом, газоконденсатом, нефтью, насыщающих продуктивные пласты, происходит ее частичное растворение и прилипание к поверхности пород-коллекторов.
В результате происходящей химической реакции между алюминием и соляной кислотой выделяется тепло, которое способствует вулканизации резины и ее сцеплению с поверхностью пород, а выделяющийся при этом водород создает дополнительные каналы в общей массе резины, что обеспечивает крепление призабойной зоны и снижается вынос песка.
Экспериментальное обоснование способа проводят с использованием кварцевого песка, из которого состоят песчаники сеноманских отложений газовых месторождений севера Западной Сибири.
Отобранную пробу песка засыпают в цилиндрический контейнер, сжимают эффективным давлением от 9,6 до 11 МПа и моделируют начальную нефтегазонасыщеность. Устанавливают цилиндрический контейнер в кернодержатель, моделируют пластовые условия. Определяют проницаемость образца по керосину. В водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ-1,5%, вода 72,4%) - 73,9 г добавляют 14,5% опилок алюминия и 11,6% сырой резины, перемешивают в миксере в течение 10 мин для лучшего распределения в растворе составляющих раствора. Закачивают приготовленный раствор в образец со стороны фильтрации соляной кислоты. На следующем этапе закачивают в образец соляную кислоту в количестве, рассчитываемом для того, чтобы прореагировал весь алюминий, закачанный в образец, исходя из стехиометрического соотношения: 25% алюминия и 75% соляной кислоты.
Оставляют на реагирование на 2 ч. В конце опыта моделируют условия освоения скважины. Образец с противоположной стороны закачки соляной кислоты промывают керосином при давлении равном депрессии при освоении скважины - 5 МПа в количестве от 3 до 4 объемов пор и определяют его проницаемость.
В результате проведенных работ проницаемость, образующейся зоны устойчивых пород после обработки понизилась незначительно: от 1,6 до 3,3% от первоначальных значений проницаемости образца (таблица).
| Таблица | ||||||
| Результаты лабораторных экспериментов по определению проницаемости образцов, устойчивых к выносу песка. | ||||||
| Номер опыта | Состав растворов | Давление закачки кислоты, МПа | Депрессия, МПа | Проницаемость слабосцементированных образцов, К-10′′3 мкм2 | Проницаемость образцов, после обработки, К-10′′3 мкм2 | Снижение проницаемости после обработки, %. |
| 1. | 20% HCl | 0,02 | 5,0 | 216,6 | 213,1 | 1,6 |
| 2. | 20% | 0,04 | 5,0 | 192,1 | 185,7 | 3,3 |
| HCl | ||||||
| 3. | 20% | 0,1 | 5,0 | 122,7 | 120,0 | 2,2 |
| HCl |
Способ крепления призабойной зоны пласта, включающий введение в скважину материала для проведения экзотермической реакции с последующей прокачкой через него соляной кислоты и выдержкой во времени, отличающийся тем, что в качестве материала для проведения экзотермической реакции используют опилки алюминия, при этом первоначально приготовляют водный раствор карбоксиметилцеллюлозы, вводят в него расчетное количество опилок алюминия и измельченной сырой резины в соотношении, мас.%:
| Карбоксиметилцеллюлоза | 1,5 |
| Алюминий | 14,5 |
| Сырая резина | 11,6 |
| Вода | 72,4, |
затем продавливают полученный раствор в пласт, после чего закачивают 20%-ную соляную кислоту, при этом соотношение алюминия и соляной кислоты, вес.ч:
| Алюминий | 25,0 |
| Соляная кислота | 75,0 |
