Способ изоляции вод в трещиноватых пластах
Сущность способа изоляции вод в трещиноватых пластах заключается в том, что вначале в скважину, подготовленную к обработке, вводится изоляционный материал, в качестве которого используются известные составы: суспензия глины, в том числе с полимером; вязкоупругие составы из полимеров; жидкое стекло; нефть и нефтепродукты и др. Для предотвращения выноса изоляционного материала из трещин в скважину из-за больших градиентов давления в призабойной зоне пласта после него дополнительно закачивается суспензия резиновой крошки (РК). При закачке частицы РК сжимаются и деформируются, что позволяет проникать в трещины пласта, а после прекращения закачки давление падает и частицы РК защемляются в трещинах и создают прочный барьер выносу в скважину изоляционного материала. 1 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при изоляции вод в трещиноватых пластах.
Известен способ изоляции притока пластиковых вод из трещиноватых пластов в скважину путем закачки суспензии резиновой крошки (PK) в нефти [1]. Достоинством способа является надежное перекрытие каналов поступления воды в скважину за счет защемления PK в трещинах пласта. Недостатком способа является низкая эффективность изоляции притока воды в скважину из-за незначительной глубины проникновения в пласт изоляционного материала. Это обусловлено тем, что для создания прочного гидроэкрана размеры частиц PK в суспензии должны быть соизмеримы или превышать раскрытость трещин. При закачке частицы PK сжимаются и деформируются, что обеспечивает поступление суспензии в трещины пласта. В процессе движения суспензии по трещине имеет место большее фильтрационное сопротивление, что приводит к росту давления закачки. Последнее не должно превышать давления раскрытия трещин, ибо в противном случае образуются новые трещины, являющиеся источниками проникновения воды в скважину. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изоляции притока воды в скважину путем закачки в пласт полимерно-глинистого раствора [2]. Достоинство способа состоит в том, что происходит довольно глубокое проникновение изоляционного материала (полимерно- глинистого раствора) в глубину пласта, при этом исключается поступление воды в скважину в обход созданного экрана и образование новых трещин. Недостаток данного способа заключается в том, что его применение из-за малой стабильности изоляционного материала не обеспечивает создание прочного гидроэкрана. После пуска скважины в эксплуатацию из-за больших градиентов давления в призабойной зоне изоляционный материал, представляющий собой полимерно-глинистый раствор, выдавливается из трещин в скважину. Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности изоляции трещиноватых пластов за счет создания прочного гидроэкрана, препятствующего проникновению пластовой воды в скважину. Поставленная цель достигается тем, что в описываемом способе, включающем закачку в пласт изоляционного материала (полимерно-глинистый раствор), дополнительно закачивают суспензию PK. Такая последовательность технологических операций при изоляции трещиноватых пластов позволяет осуществить глубокое проникновение изолирующего материала без образования новых трещин и исключить вынос его в скважину из-за больших градиентов давления в призабойной зоне пласта. Используемые в суспензии частицы PK для образования гидроупругого экрана характеризуются способностью снижаться и деформироваться, что позволяет проникать в трещины пласта, а после прекращения закачки давление падает и частицы, стремясь приобрести свою естественную форму (расправиться), защемляются при этом в трещинах и создают твердый упругий барьер выхода изоляционного материала в скважину. В промысловых условиях способ осуществляется в следующей последовательности. После определения путей водопритока в зависимости от приемистости пласта и ожидаемого давления на эксплуатационную колонну нижний конец насосно-компрессорных труб, устанавливаемый в интервале перфорации, оборудуют пакером или воронкой. Полимерно-глинистый раствор готовится на пресной или сточной воде на устье скважины или растворных узлах и переводится на скважину. Содержание глины в растворе составляет 60-300 кг/м3. При содержании глины меньше 60 кг/м3 раствор имеет малую вязкость и низкие изоляционные свойства; при содержании свыше 300 кг/м3 технически трудно осуществить закачку в скважину. В качестве полимера в растворе используется водорастворимый частично гидролизованный высокомолекулярный полиакриламид с концентрацией 0,01-0,05 мас. % или водорастворимые эфиры целлюлозы с концентрацией 0,01-0,1 мас.%. Такие концентрации полимеров обеспечивают устойчивость суспензии. Закачку раствора производят с помощью существующего оборудования в количестве 3-10 м3 на метр толщины пласта при общем количестве не менее 10 м3. Во время закачки раствора ведется контроль за давлением по показанию манометра и объемным расходом. После окончания закачки расчетного объема полимерно-глинистого раствора переходят на закачку суспензии PK в жидкости. Она готовится в пескосмесителе и заканчивается в скважину существующими на промысле насосными агрегатами. Концентрация частиц PK в суспензии изменяется в пределах 8-30 мас.%, а размер частиц составляет 0,1-3,5 мм. Концентрация и размер частиц выбираются в зависимости от раскрытия трещин и приемистости скважины. В качестве жидкости - носителя частиц PK используются жидкости, обеспечивающие стабильность суспензии PK, например нефть, нефтепродукты, глинистый раствор, растворы полимеров и др. Количество PK, заканчиваемое в одну скважину, составляет 0,5-5 т и ограничено давлением закачки, не превышающим давления раскрытия существующих и образования новых трещин. В процессе закачки контролируется давление на устье и расход суспензии PK. После продавливания суспензии PK водой в пласт срывается пакер, скважина промывается и осваивается известными методами. Закачанное количество PK предотвращает вынос изоляционного материала, представляющего собой полимерно-глинистый раствор, тем самым обеспечивает надежную изоляцию притока пластовой воды в скважину. Эффективность предлагаемого способа определяли в лабораторных условиях. Пример 1. Подготовили суспензию PK в растворе полиакриламида концентрацией 0,1 мас.%. Размер частиц PK в суспензии составлял 0,3-3 мм, концентрацию PK меняли от 8 до 30 мас.%. Подготовленную суспензию PK прокачивали через медную трубку длиной 2000 мм и внутренним диаметром 4 мм и определяли минимальный перепад давления, при котором имело место движение суспензии в трубке. Замеренную величину перепада давления делили на длину трубки и определяли величину градиента давления (МПа/м), при котором происходило течение суспензии PK по трубке. Для сопоставления проводились испытания по прототипу, когда через трубку прокачивали подготовленный полимерно-глинистый раствор с содержанием глины 260 кг/м3 и концентрацией полиакриламида 0,03 мас.%. Результаты испытаний представлены в таблице. Из таблицы следует (колонка 2), что величина градиента давления при прокачке суспензии PK по трубке на порядок больше, чем при прокачке полимерно-глинистого раствора (прототип). В случае закачки суспензии PK в реальные пласты высокие градиенты давления приводят к росту давления на забое скважины, которое не должно превышать давление раскрытия существующих и образования новых трещин. Ограничение давления закачки не позволяет суспензии проникнуть глубоко в пласт и создать надежный гидроэкран. Раскрытость трещин пласта обычно составляет меньше 0,1 мм и редко достигает 1 мм. Зависимость между скоростью и перепадом давления при движении жидкости в трещине выражается уравнением





где



Способ - Градиент сдвига, МПа/м
Предлагаемый - 2,55
Известный - 0,065
Как видно по результатам, величины градиента сдвига у предлагаемого способа в 39,2 раза (2,55:0,065) больше, чем у известного способа. Более высокая устойчивость изоляционного материала к выдавливанию в предлагаемом способе позволяет предотвратить обратный вынос изоляционного материала из пласта. Это способствует повышению эффективности и качества работ по изоляции пластовых вод в скважинах. Технологическая эффективность предлагаемого способа изоляции вод в трещиноватых пластах была проверена также в промысловых условиях. Скважиной N 6569 вскрыт трещиноватый пласт турнейского яруса залежи N 91 Ромашкинского месторождения Республики Татарстан. Толщина нефтенасыщенного пласта 15 м (глубина залегания 1121,8-1136,8 м интервал перфорации 1122-1128 м). Ниже расположен водонасыщенный пласт толщиной 19,2 м (глубина залегания 1136,8-1156 м). Скважина освоена в эксплуатацию в 1983 г. с начальным дебитом 5 т/сутки безводной нефти. За 10 лет эксплуатации из нее добыто 9960 т нефти (вязкость 45 мПа

- подняли внутрискважинный насос;
- осуществили промывку скважин и спустили НТК до интервала перфорации с установкой пакера на глубине 1118 м;
- приготовили на поверхности изоляционный материал, представляющий собой полимерно-глинистый раствор с содержанием глины 250 кг/м3 и полиакриламида с концентрацией 0,03 мас.% марки "Аккотрол-623" на пресной воде;
- с помощью агрегата ЦА-320 закачали 50 м3 указанного изоляционного материала при давлении от 4,5 до 7,0 МПа;
- тем же агрегатом закачали 15 м3 суспензии PK в нефти с концентрацией 15% при давлении на устье от 7,0 до 10,0 МПа. Размер частиц PK - 0,3-3 мм. Для условий залегания обрабатываемого пласта давление раскрытия трещин равно 21,0 МПа. С учетом столба суспензии PK максимальное давление закачки на забое P3 при давлении на устье 10,0 МПа составило:
P3=10,0+





где

g = 9,8 м/c2 - ускорение силы тяжести;
H = 1120 м - глубина залегания пласта. Следовательно, давление закачки на забое P3 = 19,9 МПа меньше давления раскрытия трещин 21,0 МПа. На заключительном этапе продавили суспензию PK в HTK соленой водой, сорвали пакер, промыли и освоили скважину, пустили ее в эксплуатацию. После проведения изоляционных работ по предлагаемому способу скважина работает 1 год 10 месяцев с дебитом 4,3 т/сутки при обводненности продукции до 10 мас.%. Дополнительная добыча составляет около 2000 т нефти при сокращении затрат на добычу и утилизацию попутно добываемой воды. В предлагаемом способе наряду с полимерно-глинистым раствором могут использоваться другие изоляционные материалы: нефти и нефтепродукты, вязкоупругие составы из полимеров, жидкое стекло и др. Преимущества предлагаемого способа заключаются в высокой эффективности и надежности изоляции притока воды в скважину за счет образования экрана из суспензии PK в приствольной зоне трещин, который препятствует выносу в скважину предварительно закачанному в глубь пласта изоляционному материалу.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1