Способ выравнивания профиля приемистости

 

Изобретение выравнивания профиля приемистости относится к нефтедобывающей промышленности и позволяет повысить нефтеотдачу пластов и снизить обводненность добываемой нефти. Сущность изобретения: способ включает одновременную закачку водных растворов хлористого кальция и сернокислого алюминия с последующей закачкой щелочного раствора, инициирующего образование гидроокиси алюминия в виде гелеобразного осадка. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам нефтеотдачи пластов и снижению обводненности добывающей скважин.

Известен способ вытеснения нефти из неоднородных по проницаемости карбонатных пластов, суть которого заключается в циклической закачке водных растворов хлорида кальция и кальцинированной соды [1] Недостатком данного способа является его недостаточная эффективность, так как при взаимодействии закачиваемых растворов получается осадок в виде мелкодисперсной взвеси карбоната кальция, легко вымываемой из промытых и трещиноватых зон пласта, и эффект может быть достигнут при использовании высококонцентрированных растворов (19-21 мас.).

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является способ изоляции притока пластовых вод в скважину, заключающийся в последовательной закачке в пласт водных растворов хлорида кальция и соли серной кислоты с эквивалентным соотношением гипсообразующих ионов [2] Недостатком известного способа является низкая эффективность из-за плохой смешиваемости последовательно закачиваемых реагентов и возможности вытеснения мелкодисперсного осадка сульфата кальция из высокопроницаемых и трещиноватых зон пласта.

Задачей изобретения является повышение нефтеотдачи пластов и снижение обводненности добываемой нефти за счет изоляции высокопроницаемых пластов при одновременном сокращении расхода реагентов.

Поставленная задача решается тем что в способе, включающем закачку водных растворов хлористого кальция и соли серной кислоты, в качестве соли серной кислоты используют сернокислый алюминий, при взаимодействии которого с хлоридом кальция образуется выпадающий в осадок сернокислый кальций и хлорид алюминия, находящийся в растворенном состоянии, при этом для связывания хлорида алюминия в пласт дополнительно закачивают щелочной раствор, инициирующий образование гидроокиси алюминия в виде гелеобразного осадка, а закачку водных растворов хлористого кальция и сернокислого алюминия осуществляют одновременно.

В качестве щелочного раствора можно использовать растворы кальцинированной соды, бикарбоната натрия, гидроокиси натрия и калия.

Суть изобретения заключается в следующем.

Раствор сернокислого алюминия и раствор хлорида кальция одновременно через гидроактиватор закачивают в скважину. В процессе закачки растворы перемешиваются и реагируют между собой, образуя сульфат кальция и хлорид алюминия. Сульфат кальция, выпадающий в осадок в виде мелкой дисперсии, прокачивается дальше в пласт и перекрывает часть объема поровых каналов. Остальная часть порового канала заполнена раствором хлорида алюминия. Далее в пласт в качестве буфера закачивают раствор щелочи или кальцинированной соды. Щелочной раствор активно реагирует с хлоридом алюминия и образует объемный осадок гидроокиси алюминия, который в конечном итоге образует гелеобразную структуру. При этом создается изолирующий экран, предотвращающий вымывание мелкодисперсного осадка сернокислого кальция (гипса) и позволяет более полно закрыть трещины и проницаемые зоны.

Процесс двойного осадкообразования можно описать следующими уравнениями реакций. Для замедления образования осадка СаSO₄ в раствор солей можно вводить ингибиторы, связывающие катионы кальция, карбоксилсодержащие комплексоны или полифосфаты.

При осуществлении предлагаемого способа применяют растворы, имеющие концентрацию от 2,5-10 мас. вязкость от 0,2-1,2 Пас, плотность 1020-1200 кг/м³.

Исходя из уравнений реакций (1,2) с учетом стехиометрических коэффициентов все растворы берут в соотношении 1:1 для максимального образования осадка.

В табл. 1 приведены данные о количестве и объеме осадка, полученного в зависимости от концентрации растворов.

Из табл. 1 видно, что масса осадка, полученная по предлагаемому способу, больше на 50-60 мас. чем по прототипу, а объем полученного осадка больше в 2-4 раза.

Для осуществления технологии по прототипу модель пласта насыщали водным раствором хлорида кальция, затем закачивали раствор сернокислого алюминия. Модель оставляли в покое на 24 ч и определяли водопроницаемость модели.

По предлагаемому способу в начале керн насыщали пластовой водой до установления режима фильтрации, после чего прокачивали два поровых объема растворов сернокислого алюминия и хлорида кальция в соотношении 1:1. Модель оставляли в покое в течение 30-60 мин, затем прокачивали раствор кальцинированной соды и оставляли модель на 24 ч. После выдержки в течение суток определяли проницаемость модели.

Результаты лабораторных исследований приведены в табл.2, из которой видно, что образцы, изолированные по предлагаемому способу, имеют коэффициент изоляции в 2-2,5 раза выше, чем по прототипу.

В результате полученного эффекта изоляции увеличивается фильтрационное сопротивление промытых и высокопроницаемых зон, что увеличивает охват пласта заводнением и способствует вовлечению в работу ранее не работавших пропластков.

В зависимости от характеристики пласта: проницаемости, давления, коллекторских свойств (трещиноватость, пористости) выбирают концентрацию закачиваемых растворов. Для изоляции пластов, имеющих проницаемость не более 100-150 мкм², используют растворы с небольшим содержанием солей 2,5-5 мас.

Для изоляции пластов, имеющий проницаемость более 150 мкм² и промытые зоны, рекомендуется применять растворы с концентрацией 7-10 мас.

В пластах, имеющих крупные трещины или промытые высокопроницаемые зоны, можно провести циклическую закачку растворов с постепенным увеличением концентрации для образования надежного изолирующего экрана.

Пример. Для проведения изоляционных работ по предлагаемому способу применяют осадкообразующие растворы сернокислого алюминия, хлорида алюминия и кальцинированной соды.

Перед проведением изоляционных работ проводят комплекс гидродинамических исследований и определяют приемистость пласта при различных давлениях закачки.

Исходя из результатов исследования скважины выбирают концентрацию растворов, необходимую для создания изолирующего экрана.

Способ осуществляют с использованием стандартной промысловой техники.

Технический процесс предусматривает закачку растворов в два этапа.

Этап 1. В первую емкость закачивают расчетное количество хлорида кальция заданной концентрации. Для замедления процесса осадкообразования добавляют ингибитор (карбоксил, содержащий комплексоны или полифосфаты).

В другой емкости готовят расчетное количество сернокислого алюминия с той же концентрацией, что и у хлорида кальция.

После приготовления растворы одновременно закачивают в скважину, через гидроактиватор.

Этап 2. В третьей емкости готовят расчетное количество кальцинированной соды расчетной концентрации и закачивают в скважину. После завершения закачки, раствор продавливают в скважину водой в объеме 50-60 м³ и оставляют скважину в покое на 24 ч.

Растворы, применяемые для осуществления технологического процесса по предлагаемому способу отличаются простотой исполнения. Материалы, используемые для приготовления растворов не дефицитны.

Применение предлагаемого способа позволяет получить существенное изменение профиля приемистости при сокращении расхода реагента. Изменение профиля приемистости позволяет вовлечь в разработку ранее не эксплуатируемые пласты, повысить нефтеотдачу и снизить обводненность добываемой продукции.

Формула изобретения

Способ выравнивания профиля приемистости, включающий закачку водных растворов хлористого кальция и соли серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве соли серной кислоты используют сернокислый алюминий, при этом в пласт дополнительно закачивают щелочной раствор, инициирующий образование гидроокиси алюминия в виде гелеобразного осадка, а закачку водных растворов хлористого кальция и сернокислого алюминия осуществляют одновременно.

РИСУНКИ

Рисунок 1