Способ изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах. Целью изобретения является повышение эффективности изоляции карбонатных или карбонизированных коллекторов и исключение повторного вскрытия продуктивного пласта. Поставленная цель достигается тем, что способ изоляции вод в скважине включает закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, причем перед закачкой цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3-10%-ный и 20-27%- ный растворы алюмохлорида. Раствор алюмохлорида повышенной концентрации закачивают в количестве 0,5 м на метр толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины проводят не позднее, чем через 30 мин после закачивания в пласт цементного раствора. Способ позволяет уменьшить расход цементного раствора в среднем на 52-56 т на скважину в высокопоглощающих пластах вследствие образования гидроизоляционного экрана после реакции раствора алюмохлорида с известняком, исключить дополнительные спускоподьемные операции, сократив затраты времени на 4 сут. Кроме того, успешность проводимых работ повышается на 20-30%. Зтабл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 Е 21 В 33/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗО6PETEНИЯ 3

О сь, 0 Q() >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4668179/03 (22) 28.03.89 (46) 07.02.92 Бюл. М 5 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) P.P.Êàäûðoâ, Г.А.Орлов, Р,Г.Габдуллин и П.Я.Васильев (53) 622.245.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1421849, кл. Е 21 В 33/138, 1988.

Лаврушко П.И, Подземный ремонтскважин, — М.: Недра, 1968, с. 381 — 383. (54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВОД B КАРБОНАТНЫХ ИЛИ КАРБОНИЗИРОВАННЫХ

ПЛАСТАХ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах. Целью изобретения является повышение эффективности изоляции карбонатных или карбонизированных коллекторов и исключение повторного вскрытия продуктивного плаИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности и найдет применение при изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах, Известен способ изоляции притока воды в эксплуатационные скважины, включающий последовательную закачку в пласт гипаноаэросильной смеси и сшивающегореагента алюмохлорида, Данный способ недостаточно эффективен вследствие того, что закупоривающий материал образуется не во всем объеме смеси, и, кроме того, взаи„„ 4 „„1710698 Al ста. Поставленная цель достигается тем, что способ изоляции вод в скважине включает закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, причем перед закачкой цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3 — 10%-.ный и 20-27%ный растворы алюмохлорида. Раствор алюмохлорида повышенной концентрации закачивают в количестве 0,5 м на метр толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины проводят не позднее, чем через 30 мин после закачивания в пласт цементного раствора, Способ позволяет уменьшить расход цементного раствора в среднем на 52 — 56 т на скважину в высокопоглощающих пластах вследствие образования гидроизоляционного экрана после реакции раствора алюмохлорида с известняком, исключить дополнительные спускоподъемные операции, сократив затраты времейи на 4 сут. Кроме того, успешность проводимых работ повышается на 20 — 30%.

3 табл, модействие реагентов сопровождается выделением свободной воды.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изоляции пластовых вод в скважинах; включающий закачку цементного раствора и промывку скважины после цементирования.

Недостатком известного способа является то, что при изоляции карбонатных коллекторов, представляющих собой мощные по толщине трещиновато-пористые пласты, требуется большой расход цемента. Так, например, на месторождениях Татарии на од1710698 ну скважину требуется в среднем до 60 т цементного раствора, причем успешность проведенных работ низка. Такая технология требует повторного вскрытия пласта перфорацией, что чревато опасностью сообщения продуктивного пласта с водоносным вследствие нарушения целостности цементного камня за колонной. Кроме того, само по. вторное вскрытие и последующее восстановление коллекторских свойств пласта требует затрат времени, связанных со спуска-подъемными операциями.

Цель изобретения — повышение эффективности изоляции карбонатных или карбонизированных коллекторов, а также исключение повторного вскрытия продуктивного пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом способе, включающем закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, перед закачкой цементной суспензии дополнительно в пласт послеДовательно закачивают 3 — 10 -ный и

20 — 27 -ный растворы алюмохлорида, причем -раствор ал юмохлорида повы.шен ной концентрации закачивают в количестве 0,5 м з на 1 м толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины проводят не позднее чем через 30 мин после закачивания в пласт цементного раствора.

Сравнение предлагаемого решения с известным показывает, что использование алюмохлорида для получения водоизолирующего экрана в пласте известно, но в сочетании с гидролизованным полиакрилонитрилом и аэросильной добавкой.

В предлагаемом же способе алюмохлорид закачивают в виде двух оторочек водных растворов с разной концентрацией в сочетании с цементным раствором.

3а счет использования разных концентраций алюмохлорида в предлагаемом способе им выполняются одновременно две функции: гелеобразователя (первая оторочка) и ускорителя твердения цементного раствора (вторая оторочка).

Сущность изобретения заключается в следующем.

При закачивании в карбонатные породы оторочки кислого алюмохлорида с концентрацией 3 — 10% в порах пласта образуется высоковязкий гель. Гидроизолирующие свойства геля, полученного посредством алюмохлорида в кислой форме, в 4 — 5 раз выше по сравнению с гелем, полученным посредством растворов хлористого алюминия и алюмохлорида в основной форме, Последующее закачивание цементного

35 В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

После определения путей водопритока в скважину спускают заливочные трубы, нижний конец которых устанавливают в

40 перфорированном интервале обсадной колонны. В зависимости от приемистости пласта и, ожидаемого . давления на эксплуатационную колонну, нижний конец заливочных труб оборудуют пакером или во45 ронкой. Последовательно закачивают в водоносный пласт алюмохлорид 3-10 -ной концентрации из расчета 5 — 10 м на 1 м з толщины пласта. Причем, чем больший размер экрана создают, тем более концентри50 рованным берут раствор алюмохлорида в пределах указанной области концентрации, Далее заканчивают оторочку из 20 — 27 А-ного раствора алюмохлорида из расчета 0,5 м на метр толщины пласта. Затем следует, оторочка (буфер) из пресной воды в объеме 1 м з

55 и цементный раствор. Цементный раствор берут в количестве 4 — 8 т.

После цементирования сразу проводят промывку призабойной зоны скважины пресной водой с целью удаления остатков це10

1.5

30 раствора позволяет предотвратить возможность вытеснения сформированного геля из пласта при высоких перепадах давления, а закачиваемый перед цементом 20-27 -ный раствор алюмохлорида сокращает до минимума сроки схватывания цементного раствора, что позволяет практически сразу после цементирования произвести промывку скважины с целью удаления остатков цементного раствора из призабойной зоны пласта, а следовательно исключить как выход раствора алюмохлорида формирующего гель, так и операцию повторного вскрытия.

Необходимо, также отметить, что использование кислого алюмохлорида по сравнению с хлористым алюминием. позволяет предотвратить потери прочности и появление пористости и трещиноватости в цементном камне.

Закачивание небольшой оторочки пресной воды после раствора алюмохлорида

20 — 27 j -íoé концентрации необходимо для предотвращения непосредственного контакта цементного раствора с алюмохлоридом при их движении по насосно-компрессорным трубам.

Таким образом, предлагаемый способ обладает существенными отличиями по сравнению с известными, заключающимися в строго однозначном порядке подачи реагентов, обусловленными не известными ранее особенностями взаимодействия кислого алюмохлорида с карбонатной составляющей породы и цементом.

:f110698

Закупоривающий эффект по предлагаемому способу составляет 78 — 99 против

54% по известному способу.

Технико-экономические преимущества

- 45 предлагаемого способа заключаются в слея дующем. Использование предлагаемого способа по сравнению с известным, позволяет сэкономить цементный раствор в среднем на 52 — 56 т на скважину вследствие

50 образования гидроизоляционного экрана при взаимодействии раствора алюмохлорив да в порах и трещинах с известняком; исключить дополнительные спуско-подъемные операции, связанные с поворотным вскры/ о 55 тием продуктивного пласта. перфоратором ю- после проведения изоляционных работ цементированием и последующей обработкой а. пласта, в результате сокращаются затраты о времени на 4 сут. Кроме того, успешность проводимых работ повышается на 20-30%. ментного раствора. После промывки скважины башмак заливочных труб приподнимают на 150 м выше эксплуатационного фильтра и скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента в,течение 24 ч.

Эффективность предлагаемого способа определяют в лабораторных условиях. При испытании используют следующие материалы: кислый алюмохлорид общей формулы (А (ОН) Cls — представляет собой отход производства, получаемый отмывкой реакционной массы от отработанного катализаторного .комплекса в процессе алкилирования бензола пропиленом (алюмохлорид является жидкостью желтого или серого цвета содержание основного вещества в пересчете на А!С!з составляет 17.-27 мас. ; цемент и пресная вода.

Исследование водоизолирующих свойств предлагаемого способа изоляции проводят на насыпной трубчатой модели пласта длиной 25 см, диаметром 2,7 см, за,полненных молотым известняком фракции

0,15 — 0,25 мм биогенного происхождения, поднятым с глубины 1445-1447 м скважины.

Испытание рекомендуемого способа изоляции позволяли моделировать закачку рабочих жидкостей в пласт и вести непре рывный контроль за их расходом по схеме скважина-пласт и пласт-скважина. За критерий оценки эффективности испытываемого способа по сравнению с известным был взят закупоривающий эффект r который определяли на основе данных, полученных при испытаниях расчетным путем поформуле Дарси

Ko — Ki

Ко где К вЂ” коэффициент проницаемости до закупорки модели пласта, мкм ;

К, » — коэффициент проницаемости по сле закупорки модели пласта, мкм;

При испытании предлагаемого способ первоначально,. определяют пределы кон центраций алюмохлорида для первой ото рочки, йредназначенной для формировани гидроизоляционного экрайа в порах пласт на контакте с карбонатной породой.

Испытаны растворы алюмохлорида десятью различными концентрациями мас.%: 27; 20; 15; 10; 7; 5;4; 3; 28; 2,1.

Результаты испытаний представлены табл. 1.

Приведенные в табл. 1 результаты лабо раторных исследований показывают, чт оптимальная область концентрации ал мохлорида находится в пределах.3 10% так как при концентрации алюмохлорид менее 3% закупоривающий эффект резк

40 падает, а при концентрации более 10% наблюдается увеличение проницаемости вследствие растворения известняка.

На втором этапе испытаний определяли пределы концентраций раствора алюмохлорида для второй оторочки. Для этого определяли сроки схватывания цементного раствора на контакте с раствором алюмохлорида, Причем испытания начинали с концентрации алюмохлорида не менее 15 исходя из условия, чтобы в призабойной зоне продуктивного пласта не происходило гелеобразование, так как в этом случае понижается проницаемость этой зоны и, соответственно, дебит эксплуатационной скважины. Максимальная концентрация при испытаниях составляет 27%, что соответствует предельному содержанию алюмохлорида в используемом отходе. Кроме того, дальнейшее повышение концентрации алюмохлорида и соответственно сокращение сроков схватывания цементного раствора нецелесообразно.

Результаты испытаний приведены в табл. 2

Из данных табл. 2 также следует, что оптимальной областью концентраций алюмохлорида для второй оторочки является

20 — 27, поскольку при концентрации раствора алюмохлорида менее 20%, конец отверждения цементного раствора на контакте с алюмохлоридом, составляет 8 и более часов, что не позволяет проводит промывку призабойной зоны сразу после цементирования.

Основные результаты, полученные при испытании предлагаемого и известного способов, с указанием объемов рабочих растворов и ри веден ы в табл. 3.

1710698

Таблица1

Таблица2

Табл и ца3

Способ Обьем закачиваемых аство ов, см П они аемость, мкм

Закупоривающий эффект цементный раствор после изоляции до изоляции пресная вода

Предлагаемый

Задавлено в модель пласта 150см первой оторочки из 3% -ного аство а алюмохло ида

30/20

30/27

10000 1,05 0,10

10000 0,89 0,07

Задавлено в модель пласта 150см первой оторочки из 5 -ного аство а алюмохло ида

30/20 50 10000 1,09 0,11

30/27 50 10000 0,.91 0,04

99

Задавлено в модель пласта 150см первой оторочки из 10 /о -ного аство а алюмохло ида

30/20

30/27

0,95

1,10

1,03

0,21

0,20

0,47, 78

82

Известный

Формула изобретения

Способ изоляции вод в карбонатных или карбонизированных пластах, включающий закачку цементной суспензии в пласт и промывку ствола скважины после цементирования, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса изоляции и исключения повторного вскрытия пласта после обработки, перед закачкой вторая оторочка алюмохло рида/концентрация мас. цементной суспензии дополнительно в пласт последовательно закачивают 3-10,4ный и 20-27,(,-ный растворы алюмохлорида, причем раствор алюмохлорида

5 повышенной концентрации закачивают в количество 0,5 м на 1 м толщины обрабатываемого пласта, а промывку ствола скважины производят не позднее чем через 30 мин после закачки в пласт цементного раствора.