|
(21), (22) Заявка: 2005114583/03, 13.05.2005
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
13.05.2005
(46) Опубликовано: 20.10.2006
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2171888 C2, 10.08.2001. SU 834333 A1, 10.06.1981. SU 155772 A, 03.10.1964. SU 924449 A, 20.04.1982. SU 1573150 A1, 23.06.1990. SU 1737108 A1, 30.05.1992. RU 2011813 C1, 30.04.1994. RU 2054537 C1, 20.02.1996. RU 2197614 C1, 27.01.2003. RU 2213853 С2, 10.10.2003. RU 2022993 C1, 15.11.1994. US 4055399 А, 25.10.1977. US 5001342 А, 19.03.1991. ЕР 0816631 А2, 07.01.1998.
Адрес для переписки:
423236, Республика Татарстан, г. Бугульма, ул. М. Джалиля, 32, “ТатНИПИнефть”, сектор создания и развития промышленной собственности
|
(72) Автор(ы):
Тахаутдинов Рустем Шафагатович (RU), Сафин Азат Хафизович (RU), Антонов Геннадий Петрович (RU), Саттарова Фания Муртазовна (RU), Халиуллина Альфия Сайфуловна (RU), Шавалеева Елена Владимировна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Открытое акционерное общество “Татнефть” им. В.Д. Шашина (RU)
|
(54) СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ, ПРИВОДЯЩИХ К ОТЛОЖЕНИЮ ГИПСА
(57) Реферат:
Изобретение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к способам выявления заколонных перетоков и предотвращения образования отложений солей, содержащих гипс, на оборудовании для добычи, переработки и транспортировки сырых нефтей. Техническим результатом изобретения является многократное уменьшение материальных затрат, расширение технологических возможностей применения способа. Для этого создают фон контрольного соединения и осуществляют исследование наличия контрольного соединения. При разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации. Затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости и отделяют попутно добываемую воду от нефти. В отобранных пробах определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения. Содержание сульфат-ионов сопоставляют с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-инов судят о наличии заколонных перетоков. Использование в качестве контрольного соединения сульфат-ионов, содержащихся в попутно добываемой воде, не требует применения дорогостоящих инструментальных методов. При этом не требуется остановки добывающей скважины, контрольная проба отбирается с устья работающей скважины. Способ может применяться для определения наличия заколонных перетоков во всех добывающих скважинах нижнего и среднего карбона без ограничения. 1 ил., 1 табл.
Предложение относится к строительству и эксплуатации нефтяных и газовых скважин, в частности к способам выявления заколонных перетоков и предотвращения образования отложений солей, содержащих гипс (CaSO4 2H2O), на оборудовании для добычи, переработки и транспортировки сырых нефтей.
При разработке нефтяных залежей нижнего и среднего карбона (C1; С2) отмечаются случаи отложения в нефтепромысловом оборудовании минеральных солей, содержащих в основном гипс.
Пластовые воды турнейских (С1 tur), бобриковских (C1 bb), тульских (С1 tl), башкирских (С2 bsch), верейских (С2 vr) отложений насыщены или близки к насыщению гипсом.
Из сульфатно-сульфидных минералов в пласте-коллекторе содержатся в виде пропиток и включений гипс и пирит (FeS2). Эти минералы могут стать источником насыщения гипсом пресных и минерализованных (сточных) вод, применяемых для поддержания пластового давления (ППД).
Изменение гидродинамических условий при выходе добываемой жидкости из пласта и ее подъеме приводит к перенасыщению попутно-добываемых вод и осаждению из них гипса.
Еще одним источником, приводящим к перенасыщению гипсом пластовых и попутно добываемых вод, являются высокосульфатные воды вышележащих горизонтов, попадающие в добывающие скважины из-за заколонных перетоков.
Известен ряд способов предотвращения отложения в оборудовании гипса. При отложении гипса, обусловленного насыщенностью пластовой воды или содержанием в пласте-коллекторе сульфатно-сульфидных минералов, эффективно применение ингибиторов отложения гипса.
Для предотвращения отложения гипса, вызванного поступлением в скважину высокосульфатных вод вышележащих горизонтов, наиболее экономично и эффективно в кратчайший срок установить наличие заколонных перетоков и устранить поступление в скважину пластовых вод вышележащих горизонтов.
Известен способ определения негерметичности эксплуатационной колонны [пат. RU №2197614 С2, кл. 7 Е 21 В 47/00, 47/10, опубл.27.01.2003]. Способ осуществляется путем измерения давления опрессования и температуры. Однако геофизические исследования с применением термометрии малочувствительны и не всегда точны, поэтому выводы по проведенным измерениям часто противоречивы.
Наиболее близким к предлагаемому является способ мониторинга герметичности затрубного пространства [пат. RU №2171888 С2, кл. 7 Е 21 В 47/00, опубл.10.08.2001], включающий создание фона контрольного соединения, исследование наличия контрольного соединения. Способ включает закачку за обсадную колонну труб тампонажного раствора с газообразным химически инертным радиоизотопом-криптоном-85, проведение фонового гамма-каротажа после образования цементного камня и гамма-каротажей через заданные периоды времени, определение начала заколонных перетоков по результатам сравнения контрольных гамма-каротажей с фоновыми.
Осуществление способа связано с большими материальными затратами, состоящими из расходов на оплату реагента (криптон-85), многократных операций гамма-каротажей с остановками добывающей скважины. Кроме того, применение способа он ограничено тем, что он может быть применен только в тех скважинах, в которых на стадии завершения бурения в затрубное пространство закачан тампонажный раствор, содержащий криптон-85.
Технической задачей предлагаемого способа является многократное уменьшение материальных затрат, расширение технологических возможностей применения способа.
Поставленная задача достигается способом выявления заколонных перетоков, приводящих к отложению гипса, включающим создание фона контрольного соединения, исследование наличия контрольного соединения. Новым является то, что при разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации, затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости, отделяют попутно добываемую воду от нефти, определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения, содержание сульфат-ионов сопоставляют с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков.
Сопоставительный анализ заявленного способа с наиболее близким аналогом показывает наличие отличительных существенных признаков. При разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации, затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости, отделяют попутно добываемую воду от нефти, определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения. Это значение сульфат-ионов сопоставляется с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного способа критерию “новизна”.
Из доступных источников патентной и научно-технической литературы нам неизвестна заявленная совокупность существенных признаков, выполняющих аналогичную задачу. Следовательно, предлагаемый способ отвечает критерию “изобретательский уровень”.
Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности. Отбирают пробы пластовой и закачиваемой воды с нефтяного месторождения. Составляют смеси вод с соотношением от 0:100% до 100:0%. В течение 2 недель, периодически помешивая, насыщают смеси вод гипсом. По истечении срока смеси вод отделяют от осадков. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию. По данным химического анализа строят график зависимости содержания сульфат-ионов от минерализации. Затем отбирают контрольные пробы из добывающих скважин. Определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию. Результаты анализа сопоставляют с графиком. По аномально высокому содержанию сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков в исследуемой скважине.
Пример конкретного выполнения. С ряда месторождений нижнего и среднего карбона (Летнего, Северного, Енорускинского, Мельниковского) отобраны пробы пластовых вод. Смеси пластовых и закачиваемых вод готовят из пластовых вод турнейских, бобриковских, тульских, башкир-верейских отложений и пресных вод, отобранных с водозаборов: Кувакского и реки Сульчи. Для получения более достоверных результатов смеси вод готовят параллельно на воде обоих водозаборов. Смеси вод насыщают гипсом в течение 2-х недель. Затем осадки отфильтровывают. В фильтрате определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализацию исходных и смешанных вод. Пластовые воды исследуемых месторождений идентичны по химическому составу. Поэтому значения сульфат-ионов разных месторождений и отложений, соответствующие одной и той же минерализации, совпали. По результатам эксперимента строят график (см. чертеж) зависимости содержания сульфат-ионов от общей минерализации насыщенных гипсом вод. На чертеже область между осью абсцисс и графиком отражает процесс, при котором в добывающую скважину поступает насыщенная или ненасыщенная пластовая, закачиваемая и смешанная воды. Область между осью ординат и выше графика отражает процесс, при котором в добывающую скважину поступает вода с аномально высоким содержанием сульфат-ионов, источником которой может быть только высокосульфатная подземная вода вышележащего горизонта, поступающая в добывающую скважину из-за наличия в данной скважине заколонных перетоков. Со скважин, на которых добыча осложнена отложением гипса в оборудовании, отбирают контрольные пробы и определяют содержание сульфат-ионов и общую минерализация. Результаты приведены в таблице.
№ пробы |
Место отбора контрольной пробы |
Общая минерализация, г/л |
Содержание сульфат-ионов в контрольной пробе, г/л |
Фоновое содержание сульфат-ионов, г/л |
Кратность превышения содержания сульфат-ионов |
1. |
Ромашкинское м-е, залежь 12, скв. 17655 |
49,7 |
3,3 |
2,3 |
1,4 |
2. |
Ромашкинское м-е, скв. 1350 |
55,6 |
7,7 |
2,3 |
3,3 |
3. |
Ромашкинское м-е, скв. 1473 |
33,8 |
7,4 |
2,3 |
3,2 |
4. |
Ивашкино-Малосульчинское м-е, скв. 1552 |
54,9 |
3,2 |
2,3 |
1,4 |
5. |
Ивашкино-Малосульчинское м-е, скв. 1554 |
24,6 |
3,9 |
2,2 |
1,8 |
Как видно из данных, приведенных в таблице, содержание сульфат-ионов в контрольных пробах превышает фоновые в 1,4-3,3 раз. Такое аномальное увеличение содержания сульфат-ионов свидетельствует о наличие заколонных перетоков и поступление в скважину высокосульфатных вод вышележащих горизонтов.
Предлагаемый способ позволяет повысить технико-экономическую эффективность и расширить технологические возможности способа выявления заколонных перетоков, приводящих к отложению гипса за счет того, что используются в качестве контрольного соединения сульфат-ионы, содержащиеся в попутно добываемой воде, для определения которых не требуется применение дорогостоящих инструментальных методов. При этом не требуется остановка добывающей скважины, контрольная проба отбирается с устья работающей скважины. Предлагаемый способ может применяться для определения наличия заколонных перетоков во всех добывающих скважинах нижнего и среднего карбона без ограничения.
Формула изобретения
Способ выявления заколонных перетоков, приводящих к отложению гипса, включающий создание фона контрольного соединения, исследование наличия контрольного соединения, отличающийся тем, что при разработке нефтяных месторождений с применением для поддержания пластового давления пресных и сточных вод проводят лабораторные исследования по определению фонового содержания сульфат-ионов в насыщенных гипсом водах разной минерализации, затем отбирают контрольную пробу добываемой жидкости, отделяют попутно добываемую воду от нефти, определяют общую минерализацию и содержание сульфат-ионов, которые используют в качестве контрольного соединения, содержание сульфат-ионов сопоставляют с фоновым содержанием и по аномальному увеличению содержания сульфат-ионов судят о наличии заколонных перетоков.
РИСУНКИ
|
|