Состав для изоляции вод в скважине
Владельцы патента RU 2491315:
Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах. Состав для изоляции вод в скважине включает сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты и структурообразователь. В качестве сополимера метакрилата натрия и метакриловой кислоты используют реагент «Витам», а в качестве структурообразователя - раствор алюмохлорида при следующем соотношении, об.%: реагент «Витам» 25-75, раствор алюмохлорида 25-75, дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном соотношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида. Технический результат - повышение эффективности ограничения водопритока и снижение обводненности нефти. 2 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах.
Известен состав для изоляции водопритоков и зон поглощений в скважинах (а.с. №765497, МПК Е21В 33/13, опубл. 23.09.1980, бюл. №35), который содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, а также эпихлоргидрин. Недостатком известного состава является то, что эпихлоргидрин обладает высокой токсикологической опасностью (2 класс опасности).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав для изоляции вод в скважине (пат. RU 2354678, МПК С09К 8/487, опубл. 10.05.2009, бюл. №13), который содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, а также эпоксисоединение - глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина. При взаимодействии сополимера с эпоксисоединением (структурообразователем) образуется полимерный гель, способный блокировать водоприток в скважину.
Недостатком известного состава является то, что полученный гель в пресной воде со временем размягчается, разрушается и вымывается из зоны изоляции, из-за чего повышается обводненность нефти и сокращается межремонтный период работы скважины.
Техническими задачами предложения являются повышение эффективности ограничения водопритока и снижение обводненности нефти за счет образования полимерного геля, стойкого к воздействию пресных вод.
Поставленная задача решается составом для изоляции вод в скважине, содержащим сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты и структурообразователь.
Новым является то, что в качестве сополимера метакрилата натрия и метакриловой кислоты используют реагент «Витам», а в качестве структурообразователя - раствор алюмохлорида при следующем соотношении, об.%:
| реагент «Витам» | 25-75 |
| раствор алюмохлорида | 25-75, |
дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном отношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида.
Реагенты, применяемые в предлагаемом составе, представлены в табл.1.
| Таблица 1 | |||
| Наименование реагента | Наименование технических условий (ТУ) | Внешний вид | Основная характеристика |
| Реагент «Витам» | ТУ 2458-028-25690359-2007 с изм. №1 | Вязкая бесцветная или желтоватая жидкость | Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее 11 |
| Гидроксохлористый алюминий (алюмохлорид) | ТУ 2471-077-05766563-2006 | Жидкость слабо желтого или серого цвета с зеленоватым оттенком | Массовая доля основного вещества в перерасчете на АlСl3, г/дм3, в пределах 1200-1300 |
| Цемент | ГОСТ 1581-96 | - | - |
Согласно техническим условиям реагент «Витам» представляет собой композиционный материал на основе карбоксилсодержащего метакрилового сополимера и гликоля, он предназначен для повышения нефтеотдачи в качестве водоизолирующего агента. Водоцементную смесь получают затворением цемента, используемого повсеместно при ремонте скважин. Затворение цемента проводят при водоцементном отношении 0,5-0,8.
При взаимодействии реагента «Витам» с раствором алюмохлорида образуется объемный полимерный гель, который отличается от известных (гипана, полиакриламида, лигносульфонатов) отсутствием синерезиса (усадки геля, сопровождающейся отделением жидкости), улучшенными структурно-механическими свойствами и способностью к обратимым упругим деформациям. При взаимодействии реагента «Витам», раствора алюмохлорида и водоцементной смеси происходит ускорение набора прочности полимерцементной массы, что обеспечивает сокращение продолжительности ремонта скважины. Полимерцементная масса, получаемая при взаимодействии реагента «Витам». раствора алюмохлорида и водоцементной смеси, не разрушается в пресной воде. повышается прочность получаемого водоизоляционного экрана, что позволяет последнему выдерживать перепады давлений, существующие в системе «пласт-скважина».
В лабораторных условиях предлагаемый состав проверяли на воздействие пресной воды: в колбы наливали реагент «Витам». раствор алюмохлорида и водоцементную смесь перемешивали и полученную полимерцементную массу заливали пресной водой плотностью 1000 кг/м3. Каждые 3 месяца замеряли объем воды в колбах и ее плотность, которые не изменились в течение года, вода при этом не помутнела, а полимерцементная масса не разрушилась, что доказывает ее стойкость к воздействию пресных вод.
Испытания водоизолирующей способности предлагаемого состава проводили на моделях пласта длиной 120 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных молотым известняком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку реагентов в пласт и вести непрерывный контроль их расхода по схеме: «скважина-пласт» и «пласт-скважина». Первоначально через модель пласта прокачивают воду, проводят замер ее расхода и определяют исходную проницаемость модели. Далее через модель последовательно прокачивают реагент «Витам», раствор алюмохлорида и водоцементную смесь. Модели оставляют на 24 ч и 36 ч с целью структурирования состава, после чего прокачивают воду, по формуле Дарси определяют проницаемость и вычисляют коэффициент изоляции, который характеризует степень закупоривания пор и является мерой результативности изоляционных работ.
Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу (прототипу) представлены в табл.2.
| Таблица 2 | |||||
| № | Количество реагентов в составе, мл | Коэффициент изоляции составов через 24 ч, % | Коэффициент изоляции составов через 36 ч, % | ||
| Реагент «Витам» | Раствор алюмохлорида | Водоцементная смесь/водоцементное отношение | |||
| 1 | 20 | 80 | 10/0,4 | 70 | 75 |
| 2 | 25 | 75 | 12/0,8 | 96 | 99,5 |
| 3 | 50 | 50 | 15/0,6 | 98 | 100 |
| 4 | 75 | 25 | 22/0,5 | 97 | 100 |
| 5 | 80 | 20 | 25/1 | 80 | 82 |
| Состав по прототипу | 92-100 |
Из представленных в табл.2 результатов следует, что составы №1 и №5 показали недостаточную изолирующую способность. Коэффициент изоляции предлагаемого состава и водоцементной смеси (опыты №2-4) уже через 24 ч составил 96-98%, а через 36 ч - 99,5-100%, что лучше результатов, полученных при использовании состава по наиболее близкому аналогу через 36 ч, и что свидетельствует об эффективности предлагаемого состава. В опытах №2-4 оптимальное количество водоцементной смеси при водоцементном отношении 0,5-0,8 составляет от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида (№2-12%, №3-15%, №4-22%).
Оптимальное соотношение состава и водоцементной смеси (опыты №2-4), об.%:
| реагент «Витам» | 25-75 |
| раствор алюмохлорида | 25-75, |
дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном отношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида.
Использование водоцементной смеси в качестве дополнительного компонента состава обеспечивает сокращение продолжительности структурирования состава с 36 до 12 ч, обеспечивает повышение прочности водоизоляционного экрана и эффективности изоляционных работ. Требуемый объем водоцементной смеси выбран на основе опыта промысловых работ и уточняется в зависимости от приемистости скважины.
Пример практического применения.
На скважине проводили изоляцию пластовых вод с отключением части пласта. Характеристики скважины: нефтедобывающая скважина с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм, текущим забоем 1794 м, интервалом перфорации продуктивного пласта 1778-1780, 1788-1790 м и удельной приемистостью 5,0 м3/ч·МПа).
В скважину спустили на насосно-компрессорных трубах (НКТ) и установили разбуриваемый пакер в интервале 1780-1788 м. Определили приемистость скважины закачиванием в изолируемый интервал 6,0 м3 минерализованной воды с плотностью. равной плотности жидкости глушения скважины. Закачивание производили с целью контроля приемистости непосредственно перед закачиванием предлагаемого состава. Закачали буфер в объеме 0,2 м3 пресной воды (для исключения преждевременного гелеобразования), 3,9 м3 (49,4 об.%) реагента «Витам», буфер в объеме 0,2 м3 пресной воды, 4 м (50,6 об.%) раствора алюмохлорида, буфер в объеме 0,2 м3 пресной воды, 1,2 м водоцементной смеси (15,2% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида), затворенной из 1,5 т цемента при водоцементном отношении, равном 0,5. и 5,2 м воды с плотностью, равной плотности жидкости глушения. Приподняли посадочное устройство пакера на 2 м выше разбуриваемого пакера и произвели контрольную обратную промывку до чистой воды закачиванием по межтрубью воды с плотностью, равной плотности жидкости глушения, в объеме не менее 8.1 м3. НКТ подняли на безопасную высоту и скважину оставили на время ожидания затвердевания цемента (ОЗЦ) в течение 12 ч.
До проведения изоляционных работ скважина работала в течение 6 месяцев с дебитом 0,5 т нефти в сутки с обводненностью более 80%, после изоляции предлагаемым составом дебит по нефти увеличился до 5,5 т в сутки, а обводненность продукции снизилась до 8%, что доказывает выполнение технической задачи предложения. Скважина проработала 14 месяцев, эффект продолжается.
Таким образом, в данном предложении достигаются результаты - повышение эффективности ограничения водопритока и снижение обводненности нефти.
Состав для изоляции вод в скважине, содержащий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты и структурообразователь, отличающийся тем, что в качестве сополимера метакрилата натрия и метакриловой кислоты используют реагент «Витам», а в качестве структурообразователя - раствор алюмохлорида при следующем соотношении, об.%:
| реагент «Витам» | 25-75 |
| раствор алюмохлорида | 25-75, |
дополнительно в составе используют водоцементную смесь при водоцементном отношении 0,5-0,8 в объеме, равном от 12 до 22% от суммарного объема реагента «Витам» и раствора алюмохлорида.
