Способ изоляции зон поглощения в скважине

 

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к изоляции зон поглощения промывочной жидкости. Задача изобретения - повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения заполнения мелкотрещиноватых, среднетрещиноватых пород и уменьшение расхода водонабухающего полимера. Заявляемый способ изоляции зон поглощения в скважине включает закачку в нее тампонажной смеси в виде водного раствора водонабухающего полимера, причем в качестве водонабухающего полимера к изолируемому пласту закачивают порцию порошкообразного водонабухающего полимера АК-639 в воде с концентрацией, равной 10 - 20%, выдерживают ее в скважине в течение 0,5 - 4 ч, после чего закачивают вторую порцию упомянутого полимера в воде, концентрации которого меньше концентрации полимера первой порции, и затем осуществляют продавку закаченных в скважину порций тампонажной смеси в изолируемый пласт. 2 табл.

Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин, в частности к изоляции зон поглощения промывочной жидкости при бурении.

Известен способ изоляции зон поглощения, включающий закачку в скважину тампонажного материала на основе акриловых полимеров и их производных /1/. Эти водорастворимые полимеры используются в водоизолирующих составах в сочетании с электролитами, образуя либо осадки (гели), либо вязкоупругие закупоривающие массы, устойчивые в среде минерализованных и пресных вод. Однако способ имеет недостатки. "Слитый" полимер в процессе прокачивания в изолируемый пласт проходит через поры струйками и приобретает их форму по сечению, что в дальнейшем не вызывает увеличения сопротивления воздействию водопроявлений.

Ближайшим техническим решением, выбранным авторами за прототип, является способ изоляции зон поглощения, включающий закачку тампонажной смеси в виде водного раствора водонабухающего полимера /2/.

В известном растворе в качестве водонабухающего полимера используется кавэласт-композит, получаемый из бентонитовой глины и полиакриламида. Кавэласт-композит представляет собой гранулированный порошок, набухающий в воде в 30-40 раз. Компоненты кавэласта-композита - гидрофильны. Готовят его по следующей схеме: кавэласт-композит затворяют на воде до такой "густоты", чтобы его мог закачивать насос по трубам в скважину. При продавке в пласт кавэпласт смешивается с водой, а так как он гидрофильный, то разбавляется до состояния глинополимерного раствора. Выдерживать этот состав в скважине (чтобы он загустел) до продавки в пласт нельзя, так как вода из него может отфильтроваться и тогда раствор не удастся сдвинуть "с места". Тампонажный состав на основе кавэласта (в виде густой смеси) целесообразно использовать преимущественно при изоляции зон поглощения с крупными каналами. Основной объем тампонажной смеси уходит в глубь пласта по этим каналам. Прохождение густой смеси в средние и мелкие каналы требует очень высоких избыточных давлений на пласт, что иногда приводит к гидроразрывам горной породы. Кроме того, проходя по крупным трещинам, смесь вытесняет пластовую жидкость в глубь ствола, при этом пластовая жидкость разбавляет смесь, продавливаемую в крупные трещины. Процесс становится неэффективным и приходится брать большое количество тампонажного материала.

Задача изобретения - повышение эффективности изоляционных работ за счет обеспечения заполнения мелкотрещиноватых, среднетрещиноватых и крупнотрещиноватых пород и уменьшение расхода водонабухающего полимера.

Задача достигается за счет того, что в способе изоляции зон поглощения в скважине, включающем закачку в нее тампонажной смеси в виде водного раствора водонабухающего полимера, в качестве водонабухающего полимера к изолируемому пласту закачивают порцию порошкообразного водонабухающего полимера АК-639 в воде с концентрацией, равной 10-20%, выдерживают ее в скважине в течение 0,5 - 4 часов, после чего закачивают вторую порцию упомянутого полимера в воде, концентрация которого меньше концентрации полимера первой порции, и затем осуществляют продавку закачанных в скважину порций тампонажной смеси в изолируемый пласт.

В таблице 1 приведены результаты экспериментов по определению стойкости к разбавлению проб кавэласта-композита и ВНП. Для этого были взяты две большие мензурки высотой 480 мм, диаметром 55 мм и объемом 1000 см³.

Образец кавэласта-композита взят после 3-х часовой выдержки для набухания в объеме 50 см³. ВНП при испытаниях представлен в виде 2-х образцов: 1 - образец с концентрацией 15% в воде (вес образца - 50 г), 2-й образец - 5% в воде (вес образца - 50 г). Образцы ВНП также взяты после 3-х часовой выдержки в воде. Первый образец ВНП принял состояние монолитной пластичной массы; второй - разрозненной по набухшим частицам массы.

Для испытаний образцы опускали в мензурки с водой. Через 1 час выдержки вода выливалась из мензурки и определялось состояние испытываемых образцов. Как видно из таблицы 1, образец кавэласта-композита принял состояние вязкой жидкости, ВНП - не изменились по форме.

Водонабухающий акриловый полимер АК-639 представляет собой порошок белого цвета с размером частиц не более 2 мм, плотность 1150 - 1200 кг/м³, насыпная масса 600 - 700 кг/м³, способный поглощать воду или водные растворы в зависимости от марки в количестве, от 100 до 1000 раз превышающем собственную массу, и удерживать их в своей структуре даже при воздействии определенных давлений.

Первая порция готовится следующим образом.

В ЦА набирается необходимый объем пресной воды и в соответствии с ним в нее вводится определенное количество водонабухающего полимера (ВНП). Воды должно быть достаточно для поглощения ее ВНП с целью обеспечения перехода разрозненных частиц в вязкопластичное вещество. Использование порошкового ВНП позволяет добиваться высокой его концентрации в воде, что невозможно сделать при использовании частиц из геля по технологическим причинам - забивается насос.

В таблице 2 приведены данные по переходу водной дисперсии ВНП в вязкопластичное монолитное состояние.

Первая порция: смесь воды и ВНП закачивается в скважину, дается время на разбухание и перехода водной дисперсной системы на основе порошка ВНП в вязкопластичное состояние.

После этого закачивается вторая порция - дисперсия из ВНП на пресной воде и процесс продолжается до полной продавки второй порции в пласт.

Преимуществом заявляемого способа перед известным является то, что он обеспечивает качественное проведение изоляционных работ за счет проникновения тампонажной смеси в мелкотрещиноватые, среднетрещиноватые и крупнотрещиноватые породы, при заявленном способе значительно сокращается расход тампонажного материала.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1559114, кл. E 21 B 33/138, 1990 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 1745123, C 09 K 7/02, 1990 г. /прототип/.

Формула изобретения

Способ изоляции зон поглощения в скважине, включающий закачку тампонажной смеси в виде водного раствора водонабухающего полимера, отличающийся тем, что в скважину закачивают порцию порошкообразного водонабухающего акрилового полимера АК-639 в воде с концентрацией, равной 10 - 20%, выдерживают ее в скважине в течение 0,5 - 4 ч, после чего закачивают вторую порцию упомянутого полимера в воде, концентрация которого меньше концентрации полимера первой порции, и затем осуществляют продавку закачанных в скважину порций тампонажной смеси в изолируемый пласт.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2