Жидкость глушения нефтяных скважин и способ ее приготовления

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к жидкостям глушения нефтяных скважин и способам их приготовления. Предложена дешевая, из отходов, жидкость глушения нефтяных скважин с использованием пластовой воды разной минерализации, в которой содержание коркообразующего материала - моносульфитного щелока МСЩ рассчитывается по эмпирической формуле: с = 32-20 ρ, где с - содержащие МСЩ, % об., r - плотность пластовой воды. Жидкость глушения обеспечивает приемлемую водоотдачу за счет образования легкоподвижного илоподобного осадка на забое скважины. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к жидкостям глушения нефтяных скважин и способам их приготовления.

Известна промывочная жидкость на основе безглинистого бурового раствора по а. с. N 1765151, включающая сульфитспиртовую барду и пластовую воду. Недостатком данной жидкости является большая вязкость (45-50 сек) и повышенный расход ССБ (41,59-49,55%).

Наиболее близким к предлагаемому решению является состав для приготовления технологической жидкости по пат. РФ N 2005762, включающий водорастворимую соль кальция и свободный аммиак, который реагируют при смешении с образованием суспензии гидроокиси кальция (извести), используемой в качестве коркообразующего материала. Согласно известному изобретению, суспензия извести в жидкости стабилизуется дополнительным введением или технического лигносульфоната, или нейтрально-сульфитного щелока. Недостатком известного состава является то, что суспензия извести образует рыхлую корку на поверхности пористой среды, которая (корка) обладает повышенной водоотдачей. Кроме того, для приготовления известного состава используются дефицитные теперь промышленные продукты соли кальция, свободный аммиак и технический лигносульфонат. Основная часть этих продуктов не участвует в глушении пористой среды, а лишь загрязняет стенки обсадной колонны выше перфорационных отверстий.

Известные способы приготовления жидкостей глушения заключаются в смешении в определенной последовательности и перемешивании составных частей (описание а.с. N 1765151).

Целью данного изобретения является повышение эффективности жидкости глушения за счет оптимизации содержания коркообразующего материала и способа приготовления, предусматривающего предварительное осаждение коркообразующего материала. А также удешевление предлагаемой жидкости за счет использования отходов.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкости глушения нефтяных скважин, состоящей из пластовой воды и коркообразующего материала, согласно изобретению в качестве коркообразующего материала используют моносульфитный щелок, содержание которого в жидкости глушения выбирают в зависимости от плотности пластовой воды из соотношения: с 32-20 ρ, где с содержание моносульфитного щелока в об. r плотность пластовой воды. Указанная цель достигается также тем, что в способе приготовления жидкости глушения, включающем перемешивание, согласно изобретению, после перемешивания производят отстой жидкости до образования илоподобного осадка, а перед использованием жидкость дополнительно перемешивают.

Суть изобретения состоит в том, что при смешении пластовой воды с моносульфитным щелоком происходит обратимое укрупнение (флокуляция) коллоидных частиц моносульфитного щелока под воздействием минеральных солей (кальция и магния) пластовой воды с образованием легкоподвижного илоподобного осадка. Количество илоподобного осадка зависит от минерализации (плотности) пластовой воды и содержания моносульфитного щелока. Опытным путем установлено, что существует критическая концентрация моносульфитного щелока в пластовой воде, ниже которой жидкость глушения фильтруется почти без сопротивления, т.е. ниже критической концентрации моносульфитный щелок не образует корки на фильтровальной перегородке, а происходит загрязнение частицами пор фильтровальной перегородки (кольматация). При превышении критической концентрации на 1-2% об. на фильтровальной перегородке образуется корка, которая начинает оказывать сопротивление фильтрации, т.е. водоотдача жидкости глушения начинает снижаться. Образование илоподобного осадка в коллоидной системе (моносульфитного щелока) под воздействием электролита (пластовой воды) напрямую зависит от количества коркообразующего материала, концентрации солей и времени отстоя, в течение которого происходит укрупнение илоподобных частиц. Предлагаемое соотношение с 32-20 r позволяет оптимизировать количество моносульфитного щелока в пластовой воде разной плотности при сохранении низких значений водоотдачи (8-9 см³). В этом отличие предлагаемого решения от прототипа, где коркообразующий материал получают в результате необратимой химической реакции между водорастворимой солью кальция и свободным аммиаком. Зависимость оптимального содержания моносульфитного щелока от плотности (т. е. минерализации) пластовой воды определена опытным путем и имеет следующее выражение: с 32-20 r, где 32 и 20 эмпирически подобранные константы, с - содержание моносульфитного щелока в объемных процентах, которое нужно добавить в пластовую воду для получения оптимального количества илоподобного осадка, r плотность пластовой воды (безразмерная величина), взятой для приготовления жидкости глушения. Укрупнение коллоидных частиц моносульфитного щелока под воздействием минеральных солей пластовой воды с образованием легкоподвижного илоподобного осадка протекает во времени и в нормальных условиях отстой занимает не более 4 часов. При снижении температуры (в зимнее время) процесс укрупнения затягивается, но не превышает 12 часов. Таким образом, в пределах от 4 до 12 часов после смешения пластовой воды и оптимального количества моносульфитного щелока (рассчитанного по вышеприведенному соотношению) завершается образование легкоподвижного илоподобного осадка, который в жидкости глушения выполняет роль коркообразующего материала. Перед использованием жидкость глушения дополнительно перемешивают для равномерного распределения илоподобного осадка в объеме жидкости лишь на время закачки этой жидкости в скважину. По самому смыслу жидкость глушения должна содержать коркообразующий материал только в зоне фильтрации, т.е. на забое скважины, в районе перфорационных отверстий. Основной объем жидкости глушения (95-98%) не участвует в образовании корки и наличие коркообразующего материала в жидкости, находящейся выше перфорационных отверстий, излишне. Во время глушения по предлагаемому изобретению легкоподвижный илоподобный осадок концентрируется (оседает) в нижней части ствола скважины, дополнительно уменьшая водоотдачу фильтрационной корки. В этом заключается отличие предлагаемого изобретения от способов приготовления известных составов, предусматривающих стабилизацию коркообразующего материала во всем объеме жидкости глушения путем дополнительного введения реагентов-стабилизаторов.

Пример конкретного исполнения. Для определения коркообразующих свойств моносульфитного щелока (МСЩ) в зависимости от плотности пластовой воды использовали стандартный прибор ВМ-6, внеся изменения в методику отсчета. Вместо суммарной водоотдачи за 30 мин. фильтрации через фильтровальную бумагу, определяли кинетику фильтрации в зависимости от -корня квадратного времени фильтрации в секундах (В.И.Рябченко. Управление свойствами буровых растворов. М. Недра, 1990, с. 100 и рис. 4.4.). В качестве коркообразующего материала использовали моносульфитный щелок (МСЩ) по ТУ 13-7308001-453-84, который является многотоннажным отходом целлюлозной промышленности. МСЩ смешивали с минерализованной водой: в первом случае с пластовой девонской водой плотностью 1,2. Во втором случае использовали сточную воду с плотностью 1,1 с установки подготовки нефти. Рассчитанное по соотношению с 32-20 r количество МСЩ добавляли в первом случае в пластовую воду в количестве С₁ 8 об. а во втором случае в сточную воду в количестве С₂ 10 об. После перемешивания ставили на отстой при комнатной температуре на 4 часа до образования илоподобного осадка. Перед заливкой в цилиндр прибора ВМ-6 образцы жидкостей глушения перемешивали до равномерного распределения илоподобного осадка в объеме образца. Затем определяли кинетику фильтрации в зависимости от -корня квадратного от времени в секундах. Результаты определения представлены в таблице: Как видно из таблицы жидкость глушения, приготовленная из пластовой девонской воды с плотностью 1,2 при содержании моносульфитного щелока 8% обеспечивает снижение фильтрации до приемлемого уровня, т.е. до 6,9 см³. Уменьшение минерализации требует увеличения содержания МСЩ. Для сточной воды с плотностью 1,1 концентрация МСЩ, рассчитанная по предлагаемому соотношению, возрастает до 10% что снижает водоотдачу до 9 см³ за 30 мин. фильтрации.

Использование жидкости глушения, составленной из двух отходов с применением эмпирического соотношения с 32-20 r, позволяет снизить водоотдачу до приемлемого уровня 8-9 см³ за 30 мин. фильтрации.

Формула изобретения

1. Жидкость глушения нефтяных скважин, состоящая из минерализованной пластовой воды и коркообразующего материала, отличающаяся тем, что в качестве коркообразующего материала используют моносульфитный щелок, содержание которого в жидкости глушения выбирают в зависимости от плотности минерализованной пластовой воды из соотношения: c=32-20ρ, где с содержание моносульфитного щелока, об. ρ плотность пластовой воды.

2. Способ приготовления жидкости глушения, включающий перемешивание коркообразующего материала с минерализованной пластовой водой, отличающийся тем, что после перемешивания производят отстой до образования илоподобного осадка, причем в качестве коркообразующего материала используют моносульфитный щелок, а соотношение его с пластовой минерализованной водой определяют по формуле: c=32-20ρ. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что перед использованием жидкость дополнительно перемешивают.

РИСУНКИ

Рисунок 1