Состав для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине

Изобретение относится к геотехнологическим способам добычи полезных ископаемых, в частности к способам извлечения нефти из неустойчивых или слабосцементированных коллекторов. Состав для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине, содержащий тампонажный цемент в качестве вяжущего, структурообразователь, ускоритель схватывания и жидкость затворения, дополнительно содержит кварцевый песок в качестве наполнителя, в качестве структурообразователя используют поваренную соль в виде частиц гранулированной формы с размерами, эквивалентными частицам кварцевого песка, а в качестве ускорителя схватывания и жидкости затворения используют насыщенный раствор силиката натрия, при следующем соотношении, мас.%: тампонажный цемент 25-48, кварцевый песок 10-15, поваренная соль 21-57, насыщенный раствор силиката натрия остальное. Технический результат - снижение стоимости используемых ингредиентов, формирование необходимых параметров каркаса фильтра в скважине по проницаемости и прочности, увеличение нефтеотдачи коллектора и возможность использования состава в высокотемпературных скважинах. 1 табл.

 

Изобретение относится к геотехнологическим способам добычи полезных ископаемых, в частности к способам извлечения нефти из неустойчивых или слабосцементированных коллекторов.

Известен проницаемый полимерный состав для крепления призабойной зоны скважин (Ашрафьян М.О., Гольдштейн В.В., Алишанян P.P., Дадыка В.И., Лебедев О.А., Гамзатов С.М., Абасов С.М., Федоренко В.И. Крепление призабойной зоны скважин проницаемым полимерным материалом // Нефтяное хозяйство, № 4, 1981, с.25-27). Состав представляет собой композицию, включающую полимерообразующие компоненты и наполнитель. В качестве полимерообразующих компонентов используют суммарные сланцевые алкилрезорцины и уротропин. При их взаимодействии при температуре выше 35° образуется алкилрезорциноформальдегидный полимер (пространственная трехмерная сетка, характеризуемая значительной густотой, высокой механической прочностью и коррозионный устойчивостью). Сетка способна разрушаться с заметной скоростью только под действием концентрированных (выше 10%) растворов едких щелочей. Термостойкость ее около 200°С, при более низкой температуре скорость разложения полимерной структуры близка к нулю. Недостатком данного состава является высокая стоимость ингредиентов и сложность формирования проницаемых каналов с заданными свойствами.

Известен способ заканчивания скважин с искусственным фильтром (заявка на изобретение РФ № 2000132126, МПК Е 21 В 43/08). Способ включает спуск обсадной колонны в скважину с хвостовиком в продуктивный горизонт и прямое тампонирование этого интервала тампонажным материалом с проницаемыми каналами в камне, причем согласно изобретению тампонирование интервала хвостовика производят материалом, содержащим полимерообразующий компонент на основе крахмала, способный деструктурироваться со временем и образовывать проницаемые каналы в цементном камне. Недостатком данного состава является высокая стоимость ингредиентов, а также длительное время деструктурирования.

Известен состав для крепления коллектора и (или) заполнения каркаса фильтра в скважине, принятый за прототип (а.с. СССР №1052647, МПК Е 21 В 33/138). Состав содержит портландцемент для горячих скважин (в качестве вяжущего), добавку и воду, согласно изобретению с целью снижения проницаемости при t ниже 100°С и восстановления проницаемости при воздействии на пласт термическими методами, он содержит в качестве добавки дисперсионный поливинилхлорид (в качестве структурообразователя) при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент для горячих скважин - 56,8-67,6; дисперсионный поливинилхлорид - 2,9-13,4; вода - остальное. Недостатком данного способа является высокая стоимость используемых ингредиентов и сложность формирования проницаемости при воздействии высокими температурами.

Техническим результатом изобретения является снижение стоимости используемых ингредиентов и формировании заданных параметров по прочности и проницаемости каркаса фильтра.

Технический результат достигается тем, что в составе для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине, содержащем тампонажный цемент в качестве вяжущего, структурообразователь, ускоритель схватывания и жидкость затворения, согласно изобретению состав дополнительно содержит кварцевый песок в качестве наполнителя, в качестве структурообразователя используют поваренную соль в виде частиц гранулированной формы с размерами, эквивалентными частицам кварцевого песка, а в качестве ускорителя схватывания и жидкости затворения используют насыщенный раствор силиката натрия, при следующем соотношении, мас.%:

Тампонажный цемент	25-48
Кварцевый песок	10-15
Поваренная соль	21-57
Насыщенный раствор
силиката натрия	остальное

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит снизить стоимость используемых ингредиентов и задавать необходимую прочность и проницаемость каркаса фильтра.

Указанные массовые соотношения входят в интервал наиболее эффективного использования состава (см. таблицу). При использовании состава для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине вне указанных интервалов наблюдается или пониженная прочность получаемого фильтра, или его недостаточная проницаемость. Водоцементное отношение поддерживают равным 0,33 для обеспечения кратчайших сроков набора составом нормативной прочности.

Насыщенный раствор силиката натрия используют для придания составу пластичности (позволяющей сохранять однородность состава) и предотвращения преждевременного растворения поваренной соли. Кварцевый песок используют в качестве наполнителя для регулирования прочности каркаса фильтра. Поваренная соль необходима для образования проницаемых каналов, но при излишнем ее добавлении наблюдается понижение прочности каркаса фильтра.

Таблица
Состав для крепления коллектора, мас.%	Коэффициент водопроницаемости К, м/сут	Прочность при 10% деформации, МПа
Тампонажный цемент	Кварцевый песок	Поваренная соль	Насыщенный раствор силиката натрия Na2О*nSiO2
24	8	58	10	25,92	3,3
25	10	57	8	16,22	4.1
35	13	40	12	10,68	7,8
48	15	21	16	8.81	6,6
49	6	21	14	2,58	9,6

Состав для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине приготавливают следующим образом: смешивают в сухом виде в необходимых пропорциях тампонажный цемент, кварцевый песок, поваренную соль при следующем соотношении, мас.%:

Тампонажный цемент	25-48
Кварцевый песок	10-15
Поваренная соль	21-57
Насыщенный раствор
силиката натрия	остальное

Насыщенный раствор силиката натрия Na₂О*nSiO₂ добавляют после размешивания всех компонентов в сухом виде. Насыщенный раствор приготовляют отдельно путем добавления в воду силиката натрия Na₂О*nSiO₂ до прекращения его растворения в воде (выпадения его в осадок).

Состав для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине используют следующим образом: нефтеносный пласт вскрывают скважиной. Опускают в скважину насосно-компрессорную трубу, к нижней части которой присоединяют трубу заданного диаметра (хвостовик), необходимого для формирования проницаемого тампонажного камня заданной толщины с необходимыми прочностью и проницаемостью. Затем проводят тампонирование скважины. Необходимый объем состава (определяемый по объему заколонного пространства) нагнетают по внутренней части насосно-компрессорной трубы, затем устанавливают тампонажную пробку для разделения состава и продавочной жидкости. Достижение пробки до конца обсадной колонны определяют по увеличению давления на оголовке скважины. После подачи в скважину необходимого количества раствора для перекрытия интервала нефтяного пласта тампонирование прекращают. После выдержки для набора прочности каркаса фильтра в течение необходимого времени, зависящего от температуры скважины и от количества цемента в составе, насосно-компрессорную трубу с хвостовиком на конце вынимают. Затем проводят промывку полученного фильтра пресной водой в режиме циркуляции. После растворения поваренной соли, содержащейся в составе, получают фильтр с необходимыми свойствами по прочности и по проницаемости.

Применение данного состава для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине обеспечивает следующие преимущества:

- снижение стоимости используемых ингредиентов;

- задавать необходимые параметры каркаса фильтра в скважине по проницаемости и прочности;

- возможность использования состава в высокотемпературных скважинах;

- увеличение нефтеотдачи коллектора.

Состав для крепления коллектора и заполнения каркаса фильтра в скважине, содержащий тампонажный цемент в качестве вяжущего, структурообразователь, ускоритель схватывания и жидкость затворения, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит кварцевый песок в качестве наполнителя, в качестве структурообразователя используют поваренную соль в виде частиц гранулированной формы с размерами, эквивалентными частицам кварцевого песка, а в качестве ускорителя схватывания и жидкости затворения используют насыщенный раствор силиката натрия, при следующем соотношении, мас.%:

Тампонажный цемент	25-48
Кварцевый песок	10-15
Поваренная соль	21-57
Насыщенный раствор
силиката натрия	Остальное