Патент на изобретение №2168009
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЫ
(57) Реферат: Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам добычи нефти и газа из буровых скважин. Способ выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины включает закачку в пласт водных растворов сернокислого алюминия и щелочи, предварительно смешанных в соотношении, при котором показатель рН смеси равен 3,8, после чего в пласт последовательно закачивают водный “буфер”, раствор хлористого кальция и снова водный “буфер”. Технический результат – повышение нефтегазоотдачи пласта и снижение обводненности добывающих скважин за счет увеличения протяженности изоляционного экрана при повышении глубины проникновения дисперсных частиц в пористую среду, за счет закупорки флюидопроводящих каналов удаленных зон пласта. 1 табл. Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам добычи нефти и газа из буровых скважин. Известен способ разработки нефтяного пласта закачкой состава, состоящего из глинопорошка, полиоксиэтилена и воды, закупоривающего высокопроницаемые зоны (А.С. СССР, N 1677276, МКИ E 21 B 43/22, 1991 г.). Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за ограниченной фильтруемости состава в пористую среду и низкого остаточного фактора фильтрационного сопротивления. Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ выравнивания профиля приемистости (Патент РФ N 2093673, МКИ E 21 B 43/32, 1997 г.), заключающийся в закачке в пласт через гидроактиватор растворов хлорида кальция и сернокислого алюминия, с последующей дополнительной закачкой щелочного раствора. При взаимодействии хлорида кальция и сернокислого алюминия образуется мелкодисперсный осадок – сернокислый кальций. Добавление щелочного раствора инициирует выпадение гелеобразного вторичного осадка – гидроокиси алюминия, предотвращающего вымывание мелкодисперсного сернокислого кальция. Недостатком данного способа является то, что образование сернокислого кальция и гидроокиси алюминия начинает происходить в начальный момент времени закачки растворов в пласт, т.е. непосредственно в стволе нагнетательной скважины и прискважинной зоне, что снижает глубину проникновения дисперсных частиц в пористую среду. Несмотря на высокий остаточный фактор фильтрационного сопротивления гидроокиси алюминия данное обстоятельство существенно снижает эффективность способа из-за ограниченной протяженности установленного изоляционного экрана. Техническим результатом изобретения является повышение нефтегазоотдачи пласта и снижение обводненности добывающих скважин за счет увеличения протяженности изоляционного экрана при повышении глубины проникновения дисперсных частиц в пористую среду и за счет закупорки флюидопроводящих каналов удаленных зон пласта. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем закачку в пласт водных растворов хлористого кальция, сернокислого алюминия и щелочного раствора, согласно изобретению, сначала закачивают смесь растворов сернокислого алюминия и щелочи, предварительно смешанных в соотношении, при котором показатель pH смеси равен 3,8, после чего в пласт последовательно закачивают водный “буфер”, раствор хлористого кальция и снова водный “буфер”. В качестве щелочного раствора можно использовать растворы кальцинированной соды, бикарбоната натрия, гидроокиси натрия и калия. В качестве водного “буфера” можно использовать любую воду, без ограничений по минерализации. В таблице приведены сравнительные данные по изоляционной способности предлагаемого способа. Исходные растворы щелочи, сернокислого алюминия и хлористого кальция готовят с заданной, в зависимости от проницаемости изолируемого коллектора концентрацией. При осуществлении предлагаемого способа применяют растворы, имеющие концентрацию от 2,5 – 10 мас.%, вязкость от 0,2 до 1,2 Пас, плотность 1020-1200 кг/м3. Для изоляции пластов, имеющих проницаемость не более 100 – 20010-15 м2, используют растворы с небольшим содержанием солей: 2,5-5,0 мас.%. Для изоляции пластов, имеющих проницаемость более 20010-15 м2 – растворы с концентрацией солей 6,0 – 10,0 мас.%. При постепенном смешивании растворов сернокислого алюминия и щелочи, при показателе pH смеси 3,8, смесь представляет собой истинный раствор, осадок не выпадает, так как в этот момент все вещества находятся в диссоциированном состоянии в виде ионов. При показателе pH смеси 3,7 концентрация щелочи в смеси с сернокислым алюминием меньше, следовательно и объем выпавшего осадка становится также меньше. Повышение концентрации щелочи, при показателе смеси pH 3,9 приводит к тому, что осадок начинает выпадать уже в процессе смешения этих растворов. Поэтому, согласно предлагаемого изобретения, в пласт закачивают раствор с показателем pH 3,8. Для того, чтобы предотвратить выпадение осадка в прискважинной зоне, вслед за смесью растворов сернокислого алюминия и щелочи осуществляют последовательную закачку в пласт водного “буфера”, раствора хлористого кальция и снова водного “буфера”. Так как процесс вытеснения в пористой среде одного раствора другим носит не поршневой, а смешивающийся характер, по мере закачки раствора хлористого кальция, за счет растворения водного “буфера”, на определенном расстоянии от забоя нагнетательной скважины произойдет контакт растворов сернокислого алюминия и щелочи с раствором хлористого кальция, в результате чего химическое равновесие системы нарушается и происходит быстрое выпадение осадков в виде нерастворимых в воде солей. В случае использования в качестве щелочи раствора кальцинированной соды [Na2CO3] процесс тройного осадкообразования можно описать следующими уравнениями реакций: Для замедления образования осадков CaCO3 и CaSO4 в раствор солей можно вводить ингибиторы, связывающие катионы кальция, карбоксилсодержащие комплексоны или полифосфаты. Для определения эффективности заявляемого способа в сравнении с прототипом, использовали линейные модели пласта (керны) длиной 1 м и диаметром 0,03 м различной проницаемости. В качестве пористой среды использовался кварцевый песок. В начале экспериментов определялась проницаемость кернов по воде. Затем водные растворы сернокислого алюминия и кальцинированной соды смешивались до показателя pH смеси 3,7; затем 3,8 и 3,9 и закачивались в пористую среду. Далее в керн закачивался водный “буфер” с последующей закачкой водного раствора хлористого кальция и затем водного “буфера” (см. таблицу). После выстойки в течение 24 часов, определялась проницаемость кернов по воде. Пример 2 (по предлагаемому способу). Определили исходную проницаемость керна по воде. Она была равна 19010-15 м3. Затем водные растворы сернокислого алюминия с концентрацией 5,0 мас. % и кальцинированной соды с концентрацией 5,0 мас.% смешали до показателя pH смеси 3,7 и закачали в пористую среду. Далее в керн закачали водный “буфер”, а за ним – водный раствор хлористого кальция с концентрацией 5,0 мас. % и снова водный “буфер”. После выстойки в течение 24 часов, определяли проницаемость кернов по воде. Она была равна 121,6. Процент изоляции составил 64. Протяженность изоляционного экрана – 78 мм. Глубина начала образования изоляционного экрана от торца керна – 96 мм. Пример 6 (по предлагаемому способу). Определили исходную проницаемость керна по воде. Она была равна 18510-15 м2. Затем водные растворы сернокислого алюминия с концентрацией 5,0 мас. % и кальцинированной соды с концентрацией 5,0 мас.% смешали до показателя pH смеси 3,8 и закачали в пористую среду. Далее в керн закачали водный “буфер”, а за ним – водный раствор хлористого кальция с концентрацией 5,0 мас. % и снова водный “буфер”. После выстойки в течение 24 часов, определили проницаемость кернов по воде. Она была равна 0. Процент изоляции был равен 100. Протяженность изоляционного экрана – 136 мм. Глубина начала образования изоляционного экрана от торца керна – 107 мм. Пример 10 (по предлагаемому способу). Определили исходную проницаемость керна по воде. Она была равна 17810-15 м2. Затем водные растворы сернокислого алюминия с концентрацией 5,0 мас. % и кальцинированной соды с концентрацией 5,0 мас.% смешали до показателя pH смеси 3,9 и закачали в пористую среду. Далее в керн закачали водный “буфер”, а за ним – водный раствор хлористого кальция с концентрацией 5,0 мас. % и снова водный “буфер”. После выстойки в течение 24 часов, определили проницаемость кернов по воде. Она была равна 106,8. Процент изоляции составил 60. Протяженность изоляционного экрана – 47 мм. Глубина начала образования изоляционного экрана от торца керна – 11 мм. По величинам протяженности изоляционного экрана, глубины начала его образования и процента изоляции судили о качестве изоляции. Первые два параметра определялись при разрушении кернов. Экспериментальные данные приведены в таблице. Из данных таблицы видно, что протяженность изоляционного экрана в предлагаемом способе в сравнении с прототипом в среднем больше в 3,4 раза, глубина начала его образования больше в среднем в 12 раз и процент изоляции – в 2,2 раза. Пример реализации способа. Перед проведением изоляционных работ на скважине проводят комплекс исследований: гидродинамических и исследований по определению профиля приемистости. В процессе гидродинамических исследований определяют приемистость пласта при различных давлениях закачки, с последующим расчетом проницаемости. Далее, любым известным способом (расходометрия, термометрия и т.д.) определяют профиль приемистости, по которому оценивают интервал поглощения и интенсивность поглощения жидкости в этом интервале. Исходя из определенной проницаемости выбирают концентрацию растворов, необходимую для создания изолирующего экрана. Способ осуществляют с использованием стандартной промысловой техники. На первом этапе работ в различных емкостях приготавливают расчетное количество растворов кальцинированной соды, хлористого кальция и сернокислого алюминия, заданной, в зависимости от проницаемости изолируемого коллектора, концентрации. Затем в емкость с раствором сернокислого алюминия постепенно добавляют раствор кальцинированной соды с одновременным замером любым известным способом показателя pH смеси. Как только показатель pH смеси станет равным 3,8, смешение прекращают и насосным агрегатом закачивают полученный раствор в пласт и продавливают расчетным объемом водного “буфера”. Далее, осуществляют закачку в пласт раствора хлористого кальция с последующей продавкой расчетным количеством водного “буфера”, после чего оставляют скважину на технологическую выстойку в течение 24 часов. После технологической выстойки на скважине проводят гидродинамические исследования и исследования по определению профиля приемистости. Реализация предлагаемого способа позволит за счет создания более протяженного изоляционного экрана существенно повлиять на перераспределение потоков флюида в удаленных зонах пласта и вовлечь в процесс разработки “застойные” зоны коллектора, а следовательно, повысить нефтегазоотдачу и снизить обводненность добываемой продукции. Кроме того, за счет увеличения охвата закупоркой флюидопроводящих каналов в удаленных зонах пласта продолжительность эффекта от воздействия так же существенно увеличивается. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.02.2006
Извещение опубликовано: 20.02.2007 БИ: 05/2007
|
||||||||||||||||||||||||||