Способ изоляции притока пластовых вод в газовой скважине
Владельцы патента RU 2400617:
Учреждение Российской академии наук Институт проблем нефти и газа РАН (ИПНГ РАН) (RU)
Изобретение относится к газодобыче и может быть использовано для снижения водопроявлений в газовых скважинах с аномально низким пластовым давлением. Технический результат - повышение эффективности изоляции газовых скважин в условиях пластов с аномально низким пластовым давлением и увеличение дебита указанных скважин. В способе изоляции притока пластовых вод в газовой скважине, включающем закачку в пласт буфера, водоизолирующей композиции, содержащей уретановый предполимер, углеводородный растворитель и воду, продавку ее в пласт, используют в качестве буфера газ с относительной влажностью не менее 10%, в качестве углеводородного растворителя - ацетон, водоизолирующую композицию - предварительно приготовленную путем смешения ацетона с водой с последующим введением в полученную смесь с концентрацией воды не более 8,0% уретанового предполимера, осуществляют указанную закачку газа в течение 30 минут при давлении в 1,5-5 раз выше пластового и затем непосредственно после ее приготовления - закачку указанной водоизолирующей композиции, ее продавку - ацетоном, а затем закачку указанного газа в течение 3 час. 1 табл.
Изобретение относится к газодобыче и может быть использовано для снижения поступления воды в добывающие скважины.
Приток воды в добывающую скважину создает ряд проблем при ее эксплуатации. Этот процесс в газовой скважине вызывает глушение скважины и она прекращает добывать газ.
Известен способ изоляции водопритоков в нефтяных и газовых скважинах, включающий закачку в пласт раствора полиакриламида в воде с добавкой сшивающих агентов - солей трехвалентных металлов [1].
Недостатком этого способа является низкая эффективность, связанная с повышенной вязкостью раствора водного раствора полимера и слабыми механическими свойствами полимерного геля.
Наиболее близким аналогом для заявленного способа является способ, включающий закачку в пласт буфера - нефти, затем водоизолирующей композиции, приготовленной путем смешения уретанового предполимера, углеводородного растворителя, причем вода для этой композиции вводится при закачке состава, содержащего предполимер и углеводородный растворитель - дизельное топливо, затем закачку нефти с продавкой указанной композиции в пласт [2].
Недостатками способа являются низкая проникающая способность состава в обводненные участки пласта вследствие высокой вязкости и гидрофобности и сложность процесса из-за необходимости глушения скважины для выполнения работ. В условиях пластов с аномально низким пластовым давлением это приводит к снижению дебитов газа после ремонта и может привести даже к полной остановке работы скважины.
Целью изобретения является повышение эффективности водоизоляции газовых скважин в условиях пластов с аномально низким пластовым давлением и увеличение их дебита.
Поставленная цель достигается тем, что в способе изоляции притока пластовых вод в газовой скважине, включающем закачку в пласт буфера, газоводоизолирующей композиции, содержащей уретановый предполимер, углеводородный растворитель и воду, продавку ее в пласт, используют в качестве буфера газ с относительной влажностью не менее 10%, в качестве углеводородного растворителя - ацетон, водоизолирующую композицию - предварительно приготовленную путем смешения ацетона с водой с последующим введением в полученную смесь с концентрацией воды не более 8,0% уретанового предполимера, осуществляют указанную закачку газа в течение 30 минут при давлении в 1,5-5 раз выше пластового и затем непосредственно после ее приготовления - закачку указанной водоизолирующей композиции, ее продавку - ацетоном, а затем закачкой указанного газа в течение 3 час.
При указанном выше сочетании перечисленных существенных признаков образующийся ацетон-уретановый гель обладает высокими водоизолирующими свойствами, что, по-видимому, обеспечивается рядом факторов. Во-первых, растворы ацетона имеют вязкость (вязкость ацетона - 0,36 мПа·с) ниже вязкости воды (1,0 мПа·с) и поэтому происходит их более глубокое проникновение в пласт.
Первоначальная низкая вязкость композиции обеспечивает возможность закачки в скважину ее и газа, который предотвращает попадание изолирующей системы в продуктивную часть пласта. Во-вторых, за счет высокого химического сродства ацетона и уретанового полимера структурные звенья полимерной цепи стремятся максимально распределиться в объеме ацетона за счет роста энтропии, но вода, входящая в композицию, реагирует с уретановым предполимером и способствует образованию пространственной структуры, препятствующей образованию истинного раствора. Следствием этого является образование упругого геля даже при небольшом содержании полимера.
При нормальных условиях ацетон-уретановый гель быстро высыхает за счет низкой температуры кипения ацетона - 56°С. Однако в пластовых условиях при давлении, в 20 и более раз превышающем атмосферное давление, температура кипения ацетона значительно возрастает. Кроме того, диффузия молекул ацетона затруднена в поровом объеме пород пласта и, кроме того, на границе контакта с пластовой водой ацетон-уретановый гель образует межфазный барьер, который дополнительно изолирует пластовые воды.
Закачка газа и изолирующей композиции обеспечивает попадание композиции преимущественно в обводненную часть пласта. Необходимый интервал изоляции обеспечивается изменением давления газа в пределах 1,5-5 раз выше пластового давления.
В качестве газа могут быть использованы - воздух, попутный природный газ, азот.
Пример 1.
Готовят 2%-ный раствор воды в ацетоне в химическом стакане с крышкой. Далее добавляют 15 мас.% уретанового предполимера и перемешивают. В течение 1 часа система образует гель. Сосуд с гелем помещают в прибор для определения твердости по методу Бринелля и определяют силу, необходимую для внедрения шарика диаметром 10 мм на глубину 2 мм. Твердость геля составила 14 Па. После выдержки в течение 24 часов вновь определена твердость геля, составившая величину 340 Па. По аналогии исследованы свойства ацетон-уретановых гелей для других соотношений уретана, ацетона и воды. Результаты этих опытов представлены в таблице. Из представленных результатов видна возможность получения ацетон-уретановых гелей в интервале 1-1000 Па.
Пример 2.
Газовая скважина с дебитом 80 тыс.м3 в сутки. Скважина каждые 2 месяца останавливалась из-за накопления воды на забое скважины. Измерения показали, что в скважину поступает вода со скоростью 8-14 литров в сутки. Для снижения выноса воды в скважину в насосно-компрессорную трубу НКТ опустили длинномерную бесшовную трубу БДТ. К входу НКТ подсоединили линию подачи газа - воздуха - с относительной влажностью 15% от скважины-донора через бустерную установку УНГ 8/15. БДТ опустили на уровень нижнего интервала перфорации. Приготовили композицию - 83% ацетона смешали с 2% воды. В этой системе растворили 15% уретанового предполимера (или в кг, соответственно, 1900 кг ацетона, 46 кг воды, 345 кг уретанового предполимера). Осуществляют закачку газа - воздуха - с относительной влажностью 15% в пласт при давлении 50 атм, т.е. в 2 раза выше пластового. После закачки в течение 30 минут начали закачку приготовленного указанного выше раствора. Раствор выдавили из БДТ чистым ацетоном в объеме БДТ. Затем продавку газом - указанным воздухом - проводили еще 3 часа, после чего остановили скважину на реагирование на 24 часа.
В результате установлено, что поступление воды в скважину практически прекратилось.
Источники информации
1. RU 2186939, 24.07.2000.
2 RU 2164586, 16.06.1999.
| Таблица | |||||||
| Время образования ацетон-уретанового геля в зависимости от исходной концентрации предполимера и воды. | |||||||
| К | Предполимер, мас.% | Вода, мас.% | Ацетон, мас.% | Концентрация воды в растворе ацетона, % | Время гелеобразования, ч | Твердость геля, Па | |
| 1 | 15 | 7 | 78 | 8 | 0,3 | 80 | 1000 |
| 2 | 15 | 5 | 80 | 5,88 | 1 | 55 | 670 |
| 3 | 15 | 2 | 83 | 2,36 | 1,5 | 14 | 340 |
| 4 | 15 | 1 | 84 | 1,2 | 3 | 9 | 250 |
| 5 | 15 | 0,1 | 84,9 | 0,12 | 4 | 1 | 150 |
| 6 | 35 | 0,03 | 64,97 | 0,05 | 15 | 5 | 22 |
Способ изоляции притока пластовых вод в газовой скважине, включающий закачку в пласт буфера, водоизолирующей композиции, содержащей уретановый предполимер, углеводородный растворитель и воду, продавку ее в пласт, отличающийся тем, что используют в качестве буфера газ с относительной влажностью не менее 10%, в качестве углеводородного растворителя - ацетон, водоизолирующую композицию, - предварительно приготовленную путем смешения ацетона с водой с последующим введением в полученную смесь с концентрацией воды не более 2,0% уретанового предполимера, осуществляют указанную закачку газа в течение 30 мин при давлении в 1,5-5 раз выше пластового и затем непосредственно после ее приготовления - закачку указанной водоизолирующей композиции, ее продавку ацетоном, а затем закачку указанного газа в течение 3 ч.
