Способ ограничения водопритока в скважине

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам ограничения водопритока при капитальном ремонте добывающих и нагнетательных скважин. Способ включает последовательную закачку и продавку в пласт буферной жидкости, рабочей жидкости, буферной жидкости по заливочным трубам, нижний конец которых расположен выше зоны ввода этих компонентов в пласт, и выдержку в пласте на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости. После выхода первого буфера за башмак заливочных труб в затрубное пространство затрубную задвижку закрывают и рабочую жидкость закачивают в пласт с минимальным расходом до предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну, затем обратной промывкой вымывают остатки рабочей жидкости, используя при этом буферную жидкость, находящуюся за башмаком заливочных труб в затрубном пространстве. Способ позволяет повысить устойчивость изолирующего барьера, снизить затраты на приготовление рабочей жидкости и минимизировать возможность аварий при обратной промывке.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам ограничения водопритока при капитальном ремонте добывающих и нагнетательных скважин.

Известен способ селективной изоляции водонасыщенных интервалов пласта, сущность которого заключается в последовательной закачке водного раствора полимера, пресной воды, изолирующего состава и, после продавки реагентов в пласт, скважина оставляется на реагирование [патент РФ №2014437, Е21В 33/138, БИ №11, 1994 г.].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ изоляции водопритоков и регулирования проницаемости пласта, включающий последовательную закачку и продавку в пласт буфера пресной воды, рабочей жидкости, буфера пресной воды по заливочным трубам, нижний конец которых расположен выше зоны ввода этих компонентов в пласт и выдержку в пласте на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости [патент РФ №2163965, Е21В 33/138, БИ №7, 2001 г.]. Способ обеспечивает ограничение водопритоков в добывающие скважины и регулирование проницаемости пласта, сущность которого заключается в последовательном закачивании буфера пресной воды, первой рабочей жидкости, второй рабочей жидкости, буфера пресной воды, продавливании водой в пласт и останавке скважины на время, необходимое для схватывания второй рабочей жидкости, в качестве первой рабочей жидкости используют разбавленную в 2-10 раз вторую рабочую жидкость, а в качестве второй рабочей жидкости используют гелеобразующие композиции на основе жидкого стекла и/или полиакриламида. Скважину пускают в работу при пониженном расходе на время, необходимое для упрочнения геля, после чего переходят на обычный режим работы скважин.

В указанных выше способах пресная вода играет роль буфера, т.е это нейтральная разделительная жидкость, которую используют на практике во избежание преждевременной полимеризации или поликонденсации рабочей жидкости в трубах из-за контактирования ее с пластовой водой, следовательно, при последовательной закачке, доставке и продавке в зону поглощения буфера пресной воды и рабочей жидкости происходит разбавление не только рабочей жидкости, но и пластовой воды (уменьшается минерализация), в результате нарушается первоначальная концентрация рабочей жидкости, уменьшается выход продукта полимеризации или поликонденсации, увеличивается время отверждения (гелеобразования) и, находясь в условиях интенсивного поглощения, образовавшийся барьер рабочей жидкости недостаточно устойчив, моментально поглощается в зону интенсивного поглощения пласта. Кроме того, в наиболее близком техническом решении используют рабочие жидкости разных концентраций, это указывает на то, что этот способ трудоемкий, связан с затратами времени по приготовлению рабочих жидкостей разных концентраций.

Таким образом, известный способ имеет низкую эффективность, связанную с низкой устойчивостью изолирующего барьера.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности способа ограничения водопритока в скважине путем увеличения устойчивости образующегося барьера рабочей жидкости, снижения затрат на приготовление рабочей жидкости и ликвидации аварий при обратной промывке.

Задача решается предлагаемым способом ограничения водопритока в скважине, включающим последовательную закачку и продавку в пласт буферной жидкости, рабочей жидкости, буферной жидкости по заливочным трубам, нижний конец которых расположен выше зоны ввода этих компонентов в пласт, и выдержку их в пласте на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости.

Новым является то, что определяют объем продавочной жидкости, необходимый для того, чтобы первый буфер вышел за башмак заливочных труб в затрубное пространство, а закачку буферной и рабочей жидкостей осуществляют из тарированной емкости, с помощью которой ведется замер при открытых трубной и затрубной задвижках фонтанной арматуры, при этом после выхода первого буфера за башмак заливочных труб в затрубное пространство затрубную задвижку закрывают и рабочую жидкость закачивают в пласт с минимальным расходом до предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну, затем обратной промывкой вымывают остатки рабочей жидкости, используя при этом буферную жидкость, находящуюся за башмаком заливочных труб в затрубном пространстве.

Анализ патентной и научно-технической литературы позволил сделать вывод об отсутствии технических решений, содержащих существенные признаки заявленного способа, выполняющих аналогичную задачу, поэтому можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Промывают скважину технологической жидкостью с доспуском заливочных труб до забоя. Определяют интервал объекта изоляции. Устанавливают башмак заливочных труб не менее 5 м выше интервала объекта изоляции. Производят опрессовку заливочных труб. Определяют приемистость в интервале изоляции. В зависимости от приемистости интервала объекта изоляции определяют рабочую жидкость, буферную жидкость и их необходимое количество. Определяют объем продавочной жидкости, чтобы буферная жидкость вышла за башмак заливочных труб в затрубное пространство.

В качестве рабочей жидкости можно применять различные реагенты, структурирующиеся при контактировании с пластовой водой, например жидкое стекло, гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), кремнийорганические соединения и т.д.

В качестве буферной жидкости можно применять любую нейтральную разделительную жидкость, которая позволит избежать преждевременную полимеризацию или поликонденсацию рабочей жидкости в трубах из-за контактирования ее с пластовой водой, например пресную воду или углеводородную жидкость (дизельное топливо, нефть и т.д.).

Обвязывают устьевое оборудование. В одну половину тарированной емкости, например мерного бака цементировочного агрегата, набирают необходимое количество буферной жидкости, а в другую рабочую - жидкость. Продавочную жидкость набирают в мерный бак второго цементировочного агрегата. При открытых трубной и затрубной задвижках фонтанной арматуры в трубное пространство заливочных труб через тройник последовательно закачивают буферную жидкость, рабочую жидкость, буферную жидкость и продавливают продавочной жидкостью в объект изоляции при расположении нижнего конца заливочных труб выше не менее 5 м зоны ввода рабочей жидкости в объект изоляции с таким расчетом, чтобы буферная жидкость вышла из-под башмака заливочных труб в затрубное пространство.

Далее закрывают затрубную задвижку фонтанной арматуры и продавливают в объект изоляции рабочую жидкость с минимальным расходом до предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну. При достижении предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну производят срезку излишней рабочей жидкости обратной промывкой, вымывают остатки рабочей жидкости, используя при этом тот же буфер жидкости, расположенный за башмаком заливочных труб в затрубном пространстве. Далее производят подъем колонны заливочных труб на безопасную зону с доливом скважины жидкостью с плотностью, соответствующей плотности жидкости глушения скважины. Затем скважину закрывают на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости в пласте.

Применение данного способа позволяет увеличить успешность изоляционных работ и продолжительность эффекта, исключается разбавление не только рабочей жидкости, но и пластовой воды, в результате сохраняется первоначальная концентрация рабочей жидкости, повышается устойчивость изолирующего барьера, а также появляется возможность производить закачку больших объемов рабочей жидкости с минимальным расходом и при возникновении предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну, без осложнений обратной промывкой вымывание остатков рабочей жидкости, используя при этом буферную жидкость, находящуюся за башмаком заливочных труб, т.е. используя ее второй раз.

Способ осуществляется в следующей последовательности. На заливочных трубах спускают башмак и устанавливают его не менее чем на 5 м выше объекта изоляции. Определяют приемистость объекта изоляции. В зависимости от приемистости интервала объекта изоляции определяют рабочую жидкость, буферную жидкость и их необходимое количество. Определяют объем продавочной жидкости, чтобы буферная жидкость вышла за башмак заливочных труб в затрубное пространство.

В одну половину тарированной емкости, например, мерного бака цементровочного агрегата набирают необходимое количество буферной жидкости, а в другую - рабочую жидкость. Продавочную жидкость набирают в мерный бак второго цементировочного агрегата. Затем при открытой трубной и затрубной задвижек фонтанной арматуры в трубное пространство заливочных труб через тройник последовательно закачивают буферную жидкость, рабочую жидкость, буферную жидкость, т.е. расчетный объем буферной жидкости и объем рабочей жидкости доставляют продавочной жидкостью в объект изоляции с таким расчетом, чтобы буферная жидкость вышла из-под башмака заливочных труб в затрубное пространство. Объем продавочной жидкости, необходимый для того, чтобы буферная жидкость вышла из-под башмака заливочных труб, определяется следующим образом:

V_{продав. жидк} = V_{объем залив. труб} - V_{закач. жидк},

где V_{продав.жидк} - объем продавочной жидкости, необходимой для того, чтобы первый буфер вышел из-под башмака заливочных труб, м³;

V_{закач.жидк} - объем закаченной жидкости для изоляции, включающий буферную и рабочую жидкости, м³,

V_{объем залив. труб} = h·V_{1м залив. трубы},

где V_{объем залив. труб} - объем заливочных труб, м³;

h - глубина установки башмака заливочных труб, м;

V_{1м залив. трубы} - объем 1 м заливочной трубы, м³, выбирается из справочника и зависит от диаметра труб.

Далее закрывают затрубную задвижку фонтанной арматуры и рабочую жидкость продавливают в интервал объекта изоляции. Продавку осуществляют с помощью цементировочного агрегата с минимальным расходом. При продавке рабочей жидкости она закупоривает поры и трещины пласта, т.е. при контактировании с порами, трещинами и пластовой водой образует устойчивый, однородный изолирующий барьер.

Благодаря удалению буферной жидкости процесс полимеризации или поликонденсации рабочей жидкости не замедляется, а ускоряется, следовательно, рабочая жидкость не размывается и не уходит в глубь пласта. Такая продавка рабочей жидкости позволит получить изоляционный барьер по всей мощности пласта, т.к. процесс полимеризации или поликонденсации рабочей жидкости происходит более быстро, а продавка цементировочным агрегатом осуществляется с минимальным расходом и рабочая жидкость не может растекаться на отдельное расстояние в пласт. Давление при продавке рабочей жидкости в скважину по предлагаемому способу увеличивается, следовательно, рабочая жидкость не поглощается, что позволит надежно изолировать зону поглощения.

Пример проведения предлагаемого способа на скважине

На скважине ввиду дефекта эксплуатационной колонны имелось поглощение на глубине 1625 м, причем многократная попытка ликвидировать поглощение способом по прототипу не дали положительных результатов.

На заливочных трубах спустили башмак и установили его на 5 м выше объекта изоляции, т.е. 1620 м. Определили необходимый объем рабочей и буферной жидкостей. В качестве рабочей жидкости использовали жидкое стекло, а в качестве буферной жидкости использовали пресную воду. Набрали расчетный объем жидкого стекла в одну половинку мерного бака цементировочного агрегата, во вторую - расчетный объем буферной жидкости. Расчетный объем продавочной жидкости набрали в мерный бак второго цементировочного агрегата. При открытых трубной и затрубной задвижках фонтанной арматуры последовательно через тройник в трубное пространство заливочных труб закачали 0,4 м³ пресной воды, 4 м³ жидкого стекла,а также 0,4 м³ пресной воды. Продавили продавочной жидкостью в объеме 0,5 м³, при этом первый буфер пресной воды 0,4 м³ вышел из-под башмака заливочных труб в затрубное пространство, далее закрыли затрубную задвижку фонтанной арматуры и стали продавливать жидкое стекло в объект изоляции. Продавку осуществляли с помощью цементировочного агрегата на 1 скорости, при этом давление постепенно стало возрастать и при объеме 3,5 м³ достигло предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну, равную 150 атм. Далее произвели срезку излишнего жидкого стекла обратной промывкой, вымыли остатки жидкого стекла. Произвели подъем заливочных труб на безопасную глубину с доливом скважины жидкостью с плотностью, соответствующей плотности жидкости глушения скважины. Скважину закрыли на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости в пласте. При испытании на герметичность под давлением 15 МПа и снижении уровня свабированием эксплуатационная колонна показала полную герметичность. Произвели освоение и пуск скважины в работу.

Таким образом, в данном изобретении достигается результат - повышается качество изоляционных работ по ограничению водопритока в скважине путем увеличения устойчивости образующегося барьера рабочей жидкости, снижения затрат на приготовление рабочей жидкости и ликвидации осложнений при обратной промывке.

Способ ограничения водопритока в скважине, включающий последовательную закачку и продавку в пласт буферной жидкости, рабочей жидкости, буферной жидкости по заливочным трубам, нижний конец которых расположен выше зоны ввода этих компонентов в пласт, и выдержку их в пласте на время, необходимое для затвердевания рабочей жидкости, отличающийся тем, что определяют объем продавочной жидкости, необходимый для того, чтобы первый буфер вышел за башмак заливочных труб в затрубное пространство, а закачку буферной и рабочей жидкостей осуществляют из тарированной емкости, с помощью которой ведется замер при открытых трубной и затрубной задвижках фонтанной арматуры, при этом после выхода первого буфера за башмак заливочных труб в затрубное пространство затрубную задвижку закрывают и рабочую жидкость закачивают в пласт с минимальным расходом до предельно допустимого давления на эксплуатационную колонну, затем обратной промывкой вымывают остатки рабочей жидкости, используя при этом буферную жидкость, находящуюся за башмаком заливочных труб в затрубном пространстве.