Способ предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой. Технический результат - увеличение эффективности работ по укреплению призабойной зоны скважины и ограничению водопритока за счет увеличения глубины проникновения в пласт состава для закрепления призабойной зоны и сокращения продолжительности работ. Способ предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой включает прогрев призабойной зоны пласта и закачивание в призабойную зону пласта нагретого до температуры не менее 90°С насыщенного водного раствора минеральной соли, имеющей разницу растворимости более 700 г/л в диапазоне температур от 20°С до 90°С. До насыщенного водного раствора минеральной соли в скважину закачивают кварцевый песок с размером фракции от 0,05 до 2 мм в разогретом до температуры 60°С природном битуме, имеющем вязкость при данной температуре не менее 60 мПа·с. Изобретение развито в зависимом пункте. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой.

Известен способ предотвращения выноса песка из скважины, включающий закачивание в кавернозную полость призабойной зоны набивки и последующее закачивание состава для закрепления призабойной зоны [патент РФ №2136853, Е21В 43/04, 33/13. Опубл. 10.09.1999]. В качестве набивки используют гравий переменного фракционного состава, который закачивают в призабойную зону скважины от наименее мелкой до наиболее крупной фракции. В качестве носителя для закачивания гравия используют нефть, а состав для закрепления призабойной зоны содержит цемент, песок, хлористый натрий и кальцийсодержащий компонент. Недостатком способа является то, что гравийную набивку формируют из трех - пяти фракций гравия разных размеров. В реальных условиях в кавернозную полость призабойной зоны пласта намывают большое количество гравия, а предварительное разделение большого количества гравия на 3-5 фракций разного размера усложняет технологический процесс и требует применения специального оборудования.

Наиболее близким к предложенному решению является способ закрепления пескопроявляющего пласта в скважине, включающий прогрев призабойной зоны пласта и закачивание в призабойную зону пласта нагретого до температуры не менее 90°С насыщенного водного раствора минеральной соли, имеющей разницу растворимости более 700 г/л в диапазоне температур от 20°С до 90°С [авторское свидетельство №1633091, Е21В 33/13. Опубл. 07.03.1991, Бюл. №9]. При охлаждении призабойной зоны из насыщенного раствора соли высаждаются кристаллы соли, которые укрепляют слабосцементированные пески.

Недостатком способа является то, что он не предусматривает предварительное закачивание материала, создающего скелетную основу для высаждающихся кристаллов соли, в каверну, образующуюся в призабойной зоне при выносе песка. В результате высаждающиеся кристаллы соли будут скапливаться в нижней части каверны, не перекрывая всего ее объема, особенно при большом объеме каверны. В результате кольцевое пространство между эксплуатационной колонной и верхней частью каверны не будет чем-либо загерметизировано, что не исключает обводнение скважины из вышележащих обводненных пластов в результате заколонных перетоков. Кроме того, способ предусматривает прогрев призабойной зоны пласта закачиванием в течение не менее суток разогретой углеводородной жидкости. Закачивание в течение суток углеводородной жидкости для прогрева призабойной зоны существенно увеличивает продолжительность технологического процесса и стоимость работ, целесообразно было бы использовать продолжительное закачивание разогретой углеводородной жидкости одновременно и для других технологических целей, существенно увеличивающих эффективность работ и расширяющих область применения способа.

Технической задачей изобретения является увеличение эффективности работ по укреплению призабойной зоны скважины и ограничению водопритока за счет увеличения глубины проникновения в пласт состава для закрепления призабойной зоны и сокращения продолжительности работ.

Задача решается способом предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой, включающим прогрев призабойной зоны пласта и закачивание в призабойную зону пласта нагретого до температуры не менее 90°С насыщенного водного раствора минеральной соли, имеющей разницу растворимости более 700 г/л в диапазоне температур от 20°С до 90°С.

Новым является то, что до насыщенного водного раствора минеральной соли в скважину закачивают кварцевый песок с размером фракции от 0,05 до 2 мм в разогретом до температуры 60°С природном битуме, имеющем вязкость при данной температуре не менее 60 мПа·с.

Так же новым является то, что разогретый природный битум одновременно является носителем для песка, служит для предварительного прогрева призабойной зоны пласта, выполняет роль тампонажного материала для ограничения водопритока в скважину, а для закачивания в пласт песка в разогретом битуме и насыщенного водного раствора минеральной соли используют специальные термоизолированные трубы.

Сутью предлагаемого изобретения является последовательное закачивание в призабойную зону пласта с температурой до 30°С через специальные термоизолированные трубы кварцевого песка с размером фракции от 0,05 до 2 мм в разогретом до температуры 60°С природном битуме, имеющем вязкость при данной температуре не менее 60 мПа·с, и нагретого до температуры не менее 90°С насыщенного водного раствора минеральной соли, имеющей разницу растворимости более 700 г/л в диапазоне температур от 20°С до 90°С. Нагнетаемый в разогретом битуме песок отфильтровывается и уплотняется в призабойной зоне, а битум, прокачиваемый в глубину пласта, осуществляет прогрев последнего. Массу песка для нагнетания в призабойную зону принимают приблизительно равной массе песка, вынесенного из пласта при эксплуатации скважины. Используемый в качестве носителя для песка природный битум с температурой 60°С имеет вязкость не менее 60 мПа·с, что обуславливает его хорошие песконесущие свойства в сравнении, например, с нефтью, вязкость которой при данной температуре в несколько раз меньше. Закачиваемый песок заполняет каверну, образующуюся в призабойной зоне при выносе песка, и создается скелетная основа для кристаллов соли, высаждающихся при остывании насыщенного раствора соли в пласте до температуры 20-30°С. Высаждающиеся кристаллы соли укрепляют слабосцементированный песок, и в призабойной зоне пласта образуется фильтр, проницаемый для нефти, но препятствующий выносу в скважину песка из глубины пласта. Требуемый объем насыщенного водного раствора минеральной соли определяют с расчетом закачивания его в призабойную зону пласта не менее чем на 0,5 м от стенки скважины. Проблема выноса песка, в первую очередь, характерна для скважин с высокой обводненностью. Вязкость закачиваемого в глубину пласта природного битума после остывания в пласте до температуры 20-30°С увеличивается в 10-70 раз. Охлаждение приводит к снижению текучести природного битума, что обеспечивает тампонирование обводненных интервалов пласта и ограничивает приток воды в скважину. Ограничение водопритока обеспечивает более продолжительный эффект укрепления песков в призабойной зоне скважины, так как именно поступающая в скважину вода в наибольшей степени вымывает цементирующее вещество из пласта и способствует выносу песка. Хорошая растворимость природного битума в нефти в широком диапазоне температур обеспечивает сохранение условий для притока нефти, даже в случае застывания битума в нефтеносной части пласта. Использование термоизолированных труб позволяет увеличить глубину закачивания в пласт разогретого природного битума и разогретого насыщенного раствора соли, так как снижается скорость остывания, замедляется набор вязкости природным битумом и продляется интервал времени остывания насыщенного раствора до момента выпадения кристаллов соли. Увеличение глубины закачивания в пласт разогретого насыщенного раствора соли позволяет произвести закрепление большего объема слабосцементированного песка, тем самым создать в призабойной зоне эксплуатационный фильтр, более устойчивый к размыванию в течение более продолжительного времени. Использование разогретого природного битума одновременно в качестве носителя для песка, для предварительного прогрева призабойной зоны пласта и в качестве тампонажного материала для ограничения водопритока позволяет существенно сократить продолжительность технологического процесса. Если в качестве носителя для песка, для предварительного прогрева призабойной зоны пласта и в качестве тампонажного материала были бы использованы различные материалы, каждый из которых последовательно закачивался бы в скважину, то на проведение работ было бы затрачено больше времени.

Таким образом, в данном предложении достигается результат увеличения эффективности работ по укреплению призабойной зоны скважины и снижению водопритока за счет увеличения глубины проникновения в пласт состава для закрепления призабойной зоны и сокращения продолжительности работ.

Пример практического применения

В скважину с температурой на глубине продуктивного пласта 20°С на 2-4 м выше интервала перфорации, вскрывшей продуктивный пласт, спускают термоизолированные трубы. В качестве термоизолированных труб используют трубы термоизолированные внутрискважинные с вакуум-экранным типом изоляции, соответствующие требованиям ТУ 3665-003-59177165-2003, изготовленные ЗАО «Экогермет-У» (г.Ижевск). Затем через термоизолированные трубы в скважину закачивают 900 кг песка с размером фракции 1,2-2 мм в разогретом до температуры 60°С природном битуме. В качестве природного битума используют природный битум, добываемый на Кармальском месторождении Республики Татарстан (Северный купол месторождения), который при температуре 60°С имеет вязкость 60-150 мПа·с. Нагнетаемый в разогретом битуме песок отфильтровывается и уплотняется в призабойной зоне, а битум, прокачиваемый в глубину пласта, осуществляет прогрев последнего. Вслед за суспензией битума в нефти закачивают 3,0 м³ разогретого до 90°С насыщенного водного раствора хлорида кальция CaCl₂ плотностью не менее 1500 кг/м³, кроме раствора хлорида кальция при реализации способа могут быть использованы насыщенные растворы KNO₃, NaC₂H₃O₂ или др. Вслед за насыщенным раствором хлорида кальция закачивают 2-3 м³ разогретой до 60°С нефти и технологическую жидкость, с использованием которой ведутся работы в скважине. Объем технологической жидкости определяется с условием продавливания в пласт насыщенного раствора соли, а разогретая нефть используется в качестве буфера, предотвращающего смешивание горячего раствора хлорида кальция с холодной технологической жидкостью. При остывании насыщенного раствора хлорида кальция в пласте до температуры 20°С из него высаждаются кристаллы соли, которые укрепляют слабосцементированный песок, а в призабойной зоне пласта образуется фильтр, проницаемый для нефти, но препятствующий выносу в скважину песка из глубины пласта. Закачанный в пласт природный битум с Северного купола Кармальского месторождения при остывании в пласте до температуры 20°С загустевает, его вязкость при данной температуре 1340-4200 мПа·с. Охлаждение приводит к снижению текучести природного битума, что обеспечивает тампонирование обводненных интервалов пласта и ограничивает приток воды в скважину.

1. Способ предотвращения выноса песка и снижения водопритока в скважину с низкой пластовой температурой, включающий прогрев призабойной зоны пласта и закачивание в призабойную зону пласта нагретого до температуры не менее 90°С насыщенного водного раствора минеральной соли, имеющей разницу растворимости более 700 г/л в диапазоне температур от 20°С до 90°С, отличающийся тем, что до насыщенного водного раствора минеральной соли в скважину закачивают кварцевый песок с размером фракции от 0,05 до 2 мм в разогретом до температуры 60°С природном битуме, имеющем вязкость при данной температуре не менее 60 мПа·с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разогретый природный битум одновременно является носителем для песка, служит для предварительного прогрева призабойной зоны пласта, выполняет роль тампонажного материала для ограничения водопритока в скважину, а для закачивания в пласт песка в разогретом битуме и насыщенного водного раствора минеральной соли используют специальные термоизолированные трубы.