Способ крепления стенок скважин
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, к способам крепления неустойчивых стенок скважин и может быть использовано при бурении нефтяных и газовых скважин. Способ крепления стенок скважин включает закачку в скважину крепящего раствора коагулирующего реагента и источника коагулирующих ионов, причем в качестве коагулирующего реагента используют латекс, а в качестве источника коагулирующих ионов - раствор хлорида натрия в концентрации 1,0-2,5 мас. %, при этом компоненты берут в соотношении 1:0,5- 1:3,5 соответственно, а перед и после крепящего раствора в скважину подают пресную воду. Технический результат - сохранение высокой проникающей способности крепящего раствора в течение длительного времени, образование прочного коагулюма в поровом пространстве пласта приствольной зоны скважины. 6 табл.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к бурению скважин в неустойчивых отложениях, и может быть использовано для упрочения разбуриваемых пород.
Известен тампонажный раствор для изоляции зон поглощения, включающий синтетический малоконцентрированный латекс, водный раствор КМЦ, наполнитель и коагулянт, в качестве которого используется концентрированный раствор сильного электролита [1]. Недостатком данного изобретения является мгновенная коагуляция латекса концентрированным водным раствором сильного электролита еще на поверхности. При этом образующийся коагулюм превращается в инертный наполнитель, не обеспечивая крепления стенок скважины. Наиболее близким к заявляемому по назначению и совокупности существенных признаков является способ крепления стенок скважин в процессе бурения путем закачки в скважину раствора коагулирующего реагента и регулятора коагулирующих ионов, одноименных иону пластовой воды, с их концентрацией на 10-30% меньше порога коагуляции реагента [2]. В известном изобретении указанный интервал концентрации ввода коагулирующих ионов обусловлен скоростью коагуляции, зависящей от концентрации коагулирующих ионов в пластовой воде. Перед применением известного способа осуществляют анализ степени минерализации пластовой воды, фильтрата бурового раствора, керна породы, слагающего стенки скважины, и в зависимости от этих данных определяют тип коагулирующего реагента, состав регулятора коагулирующих ионов и его концентрацию в буровом растворе. В качестве коагулирующих реагентов согласно известному изобретению используют гидролизованный полиакрилонитрил (реагент К-4), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ-250), гуматные реагенты. В качестве регулятора коагулирующих ионов используют реагенты, поставляющие в раствор ионы кальция, например известь. Недостатками известного способа является его сложность, связанная с необходимостью проведения предварительных анализов поровой и пластовой воды, керна породы, слагающего стенки скважины, и фильтрата бурового раствора, а также невысокое качество крепления стенок скважины из-за низкой пластической прочности обработанных поверхностей, обусловленной механическими свойствами коагулюма. Заявляемое изобретение решает задачу упрощения способа и повышения качества крепления стенок скважины за счет управления процессом коагуляции, обеспечения оптимальной продолжительности индукционного периода коагуляции и повышения пластической прочности обработанных поверхностей. Для решения поставленной задачи согласно предлагаемому способу крепления стенок скважины путем закачки в скважину крепящего раствора коагулирующего реагента и источника коагулирующих ионов в качестве коагулирующего реагента используют латекс, а в качестве источника коагулирующих ионов - раствор хлорида натрия в концентрации 1,0-2,5 мас.%, причем компоненты берут в соотношении 1:0,5 - 1:3,5 соответственно, а перед и после крепящего раствора в скважину подают пресную воду. Технический результат, получаемый за счет применения латекса в качестве коагулирующего реагента и хлорида натрия в качестве источника коагулирующих ионов в заявляемых концентрациях и соотношении, состоит в обеспечении возможности управления продолжительностью индукционного периода коагуляции и сохранении вязкостной характеристики, а значит и высокой проникающей способности крепящего раствора, а также в повышении пластической прочности получаемого коагулюма, а значит, и обработанной поверхности. Технический результат, получаемый за счет применения буферной жидкости - пресной воды, заключается в предотвращении смешивания крепящего раствора с пластовой водой, буровым раствором, что повлекло бы за собой изменение его минерализации и, следовательно, уменьшение продолжительности индукционного периода коагуляции. Таким образом, управляемость процесса коагуляции, сохранение высокой проникающей способности крепящего раствора в течение длительного времени, образование прочного коагулюма в поровом пространстве пласта приствольной зоны скважины позволяют повысить качество крепления стенок скважины. Заранее заданная, строго определенная концентрация компонентов крепящего раствора, предотвращение изменения его минерализации в процессе закачки в пласт путем использования буферной жидкости - пресной воды, позволяют сократить до минимума объем предварительных геологических исследований, ограничившись определением температурных условий скважины, что упрощает способ. Известно применение латекса и коагулянта (источника коагулирующих ионов) для изоляции зон поглощения [1]. В заявляемом техническом решении совместное применение латекса и хлорида натрия в заявляемой концентрации и соотношении компонентов в крепящем растворе позволяет решить новую техническую задачу: управление процессом коагуляции путем обеспечения оптимальной для условий конкретной скважины продолжительности индукционного периода коагуляции, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательный уровень". Предлагаемый способ крепления стенок скважины осуществляют следующим образом. Вначале готовят крепящий состав, например, с помощью цементировочного агрегата. В одном из мерников агрегата готовят водный раствор хлорида натрия, в другом - латекса и затем тщательно перемешивают между собой. Заготовленный таким образом крепящий состав закачивают в скважину в зону неустойчивых отложений. При закачке обеспечивают надежное разделение крепящего состава и пластовой воды, бурового раствора буферной жидкостью, в качестве которой используют пресную воду: в буровую скважину подают сначала буферную жидкость, затем необходимое количество крепящего состава, затем снова буферную жидкость. Продавив крепящий состав в приствольную зону, оставляют скважину под избыточным давлением на реакции на определенное время, необходимое для образования коагулюма в конкретных условиях скважины. Проводили лабораторные исследования с целью определения оптимальных концентрации раствора хлорида натрия и соотношения компонентов крепящего раствора. В качестве источника коагулирующих ионов использовали соль одновалентного металла - хлорид натрия. Применение солей поливалентных металлов (хлоридов кальция, алюминия и пр.) хотя и возможно, но неудобно на практике. Это связано с тем, что при использовании солей поливалентных металлов концентрация их для получения выраженного индукционного эффекта должна быть очень мала, т.к. согласно правилу Шульца-Гарди порог коагуляции зависит от валентности коагулирующего иона, и количественное выражение этой зависимости по формуле Дерягина-Ландау таково:
Формула изобретения
Способ крепления стенок скважин путем закачки в скважину крепящего раствора коагулирующего реагента и источника коагулирующих ионов, отличающийся тем, что в качестве коагулирующего реагента используют латекс, а в качестве источника коагулирующих ионов - раствор хлорида натрия в концентрации 1,0 - 2,5 мас.%, причем компоненты берут в соотношении 1 : 0,5 - 1 : 3,5 соответственно, а перед и после крепящего раствора в скважину подают пресную воду.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5