Патент на изобретение №2186958

(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ ПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции высокопроницаемых интервалов пласта в нагнетательных и добывающих скважинах. В способе изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающем последовательную закачку в буферах пресной воды оторочек полимерсиликатного раствора и водного раствора соли поливалентного металла, оторочку полимерсиликатного раствора закачивают в виде смеси 0,05-0,1%-го раствора камцела с 5-10%-м раствором силиката натрия, взятых в соотношении 1: 1, а оторочку водного раствора соли поливалентного металла закачивают в виде водного раствора хлористого кальция плотностью 1,05-1,1 г/см³, при этом закачку оторочек растворов осуществляют в равных объемах, 5-200 м³ каждый, до снижения приемистости скважины не более чем на 50%, с дополнительной продавкой в объеме не ниже 40% от объема оторочки раствора. Технический результат – повышение эффективности изоляции высокопроницаемых интервалов пласта за счет повышения прочностных характеристик тампонирующей массы, снижение ее синеризиса во времени, увеличение длительности эффекта изоляции. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции высокопроницаемых интервалов пласта в нагнетательных и добывающих скважинах.

Известен способ изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающий последовательную закачку разделенных буферной оторочкой пресной воды раствора силиката натрия и минерализованной воды, содержащей соли двухвалентных щелочно-земельных металлов (например, хлористого кальция) [1].

Недостатком известного способа является низкая продолжительность эффекта изоляции из-за невысоких тампонирующих свойств образующегося в пласте осадка.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающий последовательную закачку в буферах пресной воды оторочек полимерсиликатного раствора соли поливалентного металла [2].

Недостатками известного технического решения являются относительно низкие прочностные характеристики тампонирующей массы и наличие синерезиса, т.е. объем образующегося осадка уменьшается во времени, что приводит к снижению длительности эффекта изоляции и прорыву воды к забоям добывающих скважин.

В изобретении решается задача повышения эффективности изоляции высокопроницаемых интервалов пласта за счет повышения прочностных характеристик тампонирующей массы, снижения ее синерезиса во времени и увеличения длительности эффекта изоляции.

Задача решается тем, что в способе изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающем последовательную закачку в буферах пресной воды оторочек полимерсиликатного раствора и водного раствора соли поливалентного металла, оторочку полимерсиликатного раствора закачивают в виде смеси 0,05-0,1%-го раствора камцела с 5-10%-ым раствором силиката натрия, взятых в соотношении 1: 1, а оторочку водного раствора соли поливалентного металла закачивают в виде водного раствора хлористого кальция плотностью 1,05-1,1 г/см³, при этом закачку оторочек растворов осуществляют в равных объемах, 5-200 м³ каждый, до снижения приемистости скважины не более чем на 50%, с дополнительной продавкой в объеме не ниже 40% от объема оторочки растворов.

Существенными признаками изобретения являются:
– закачка оторочки полимерсиликатного раствора;
– закачка оторочки водного раствора соли поливалентного металла;
– последовательная закачка в буферах пресной воды оторочек вышеописанных растворов;
– закачка оторочки полимер-силикатного раствора в виде смеси 0,05-0,1%-го раствора камцела с 5-10%-ым раствором силиката натрия, взятых в соотношении 1:1;
– закачка оторочки водного раствора соли поливалентного металла в виде водного раствора хлористого кальция плотностью 1,05-1,1 г/см³;
– закачка оторочек растворов осуществляется в равных объемах, 5-200 м³ каждый, до снижения приемистости скважины не более чем на 50%;
– закачка оторочек растворов с дополнительной продавкой в объеме не ниже 40% от объема оторочки раствора.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-8 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Последовательную закачку оторочек камцелсиликатной смеси и водного раствора хлористого кальция осуществляют чередующимися порциями с целью увеличения количества зон смешения и соответственно объема тампонирующей массы, образующейся в результате взаимодействия камцелсиликатной смеси и водного раствора хлористого кальция.

Объемы оторочек реагентов в буферах пресной воды, а также суммарный объем закачиваемых растворов подбираются, исходя из конкретной геологической характеристики скважины, текущего состояния разработки участка залежи и требуемого радиуса обработки.

При разработке нефтяных залежей с неоднородными коллекторами путем заводнения происходит преждевременный прорыв закачиваемой воды по высокопроницаемым интервалам в нефтедобывающие скважины. Это приводит к снижению эффективности вытеснения нефти водой и к снижению нефтеотдачи пласта. Для борьбы с прорывом воды по высокопроницаемым интервалам пласта проводят работы по изоляции этих интервалов в нагнетательных и добывающих скважинах. Однако эффект от проведения работ непродолжителен, что приводит к прорыву воды к забоям добывающих скважин и снижению текущей нефтеотдачи пласта.

Из промысловой практики известно, что при снижении в процессе обработки приемистости нагнетательной скважины более чем на 50% происходит заметное снижение темпов отбора жидкости из окружающих добывающих скважин. В связи с этим возможны случаи, когда потери в добыче нефти из-за снижения отбора жидкости не компенсируется дополнительной нефтью, полученной в результате снижения обводненности по объекту, т.е. увеличение коэффициента нефтеотдачи сопровождается снижением текущей добычи нефти. Вследствие этого, в процессе обработки не следует снижать приемистость скважины более чем на 50%. Из промысловой практики также известно, что при обработке добывающей скважины, после закачки водоизолирующего материала в пласт, необходимо провести его продавку. Объем продавки должен быть не меньше, чем 40% от объема закачанной композиции, т.к. в добывающей скважине возможно попадание изолирующего материала в низкопроницаемые нефтенасыщенные интервалы и требуется восстановить гидродинамическую связь с пластом, а в нагнетательной скважине продавка изолирующего материала вглубь пласта способствует увеличению его охвата по площади.

Камцел – водорастворимый полимер, выпускается отечественной промышленностью в соответствии с ТУ 2231-001-35193780-96.

Для получения сравнительных данных по известному и новому техническим решениям был проведен комплекс лабораторных исследований.

В первой серии опытов изучалось взаимодействие систем силикат натрия+камцел и силикат натрия+полиакриламид с раствором хлористого кальция. Эксперименты проводились по следующей программе: сначала готовились смеси силиката натрия с камцелом в соотношении 1:1 (в качестве прототипа готовилась смесь силиката натрия с полиакриламидом в том же соотношении), затем в мерный цилиндр помещались приготовленные смеси и раствор хлористого кальция также в соотношении 1:1. В процессе опыта определялись объем осадка и статическое напряжение сдвига, характеризующие тампонирующие свойства системы. Замеры проводились через сутки после смешения (после синерезиса системы). Результаты опытов представлены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, осадки, образующиеся при взаимодействии системы силикат натрия+камцел с раствором хлористого кальция, обладают при прочих равных условиях более высокими прочностными свойствами, чем осадки, образующиеся при взаимодействии силикатполиакриламидных смесей с раствором хлористого кальция. Прочность и объем осадка уменьшаются с уменьшением концентрации в композиции силиката натрия и камцела, а также плотности раствора хлористого кальция. Снижение концентрации реагентов в композиции ниже заявленных приводит к ухудшению свойств тампонирующего осадка, а увеличение – не вызывает существенное улучшение характеристик осадка.

Во второй серии опытов оценивалось повышение эффективности изоляции высокопроницаемых интервалов пласта по предлагаемому способу в сравнении с прототипом. Опыты проводились на физической модели пласта длиной 60 см и диаметром 3 см. Моделью пористой среды служил кварцевый песок фракции 0,1 мм. Предварительно модель пласта под вакуумом насыщалась пресной водой и определялась ее проницаемость. В первом опыте данной серии в модель пласта последовательно закачали 25 см³ смеси, содержащей 12,5 см³ 0,1%-го раствора камцела и 12,5 см³ 10%-го раствора силиката натрия, 5 см³ пресной воды и 25 см³ раствора хлористого кальция плотностью 1,1 г/см³, а затем перешли на закачку пресной воды. Во втором опыте в модель пласта последовательно закачали 25 см³ полимерсиликатной смеси (12,5 см³ 0,1%-го раствора ПАА и 12,5 см³ 10%-го раствора силиката натрия), 5 см³ пресной воды и 25 см³ раствора хлористого кальция плотностью 1,1 г/см³, а затем перешли на нагнетание пресной воды. В процессе опытов следили за динамикой проницаемости модели пласта. Результаты опытов представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность изоляции высокопроницаемых интервалов пласта по сравнению с прототипом.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Путем заводнения разрабатывают нефтяную залежь со следующими характеристиками: эффективная толщина пласта – 10 м, пористость – 0,18, абсолютная проницаемость – 0,80 мкм, температура пласта – 78^oС, отношение проницаемостей высокопроницаемого и низкопроницаемого интервалов равно 2,5. По высокопроницаемому интервалу произошел прорыв закачиваемой воды в добывающую скважину, обводненность продукции достигла 95%.

В нагнетательную скважину закачивают 400 м³ камцелсиликатной смеси (200 м³ 0,1%-го раствора камцела и 200 м³ 10%-го раствора силиката натрия) и 400 м³ раствора хлористого кальция плотностью 1,05 г/см³. Закачку ведут чередующимися оторочками по 80 м³ каждая через буферы пресной воды по 10 м³. Всего осуществляют 5 циклов закачки. Объем продавки составляет 35 м³.

Пример 2. Разрабатывают нефтяную залежь, как в примере 1. Обводненность продукции достигла 90%.

В добывающую скважину закачивают 40 м³ камцелсиликатной смеси (20 м³ 0,05%-го раствора камцела и 20 м³ 5%-го раствора силиката натрия) и 40 м³ раствора хлористого кальция плотностью 1,1 г/см³. Закачку ведут чередующимися оторочками по 10 м³ каждая через буферы пресной воды по 1 м³. Всего осуществляют 4 цикла закачки. Объем продавки составляет 20 м³.

Пример 3. Разрабатывают нефтяную залежь, как в примере 1. Обводненность продукции достигла 98%.

Закачку проводят и в нагнетательную, и в добывающую скважину одновременно. При этом в нагнетательную скважину закачивают 400 м³ камцелсиликатной смеси (200 м³ 0,05%-го раствора камцела и 200 м³ 5%-го раствора силиката натрия) и 400 м³ раствора хлористого кальция плотностью 1,05 г/см³. Закачку ведут чередующимися оторочками по 80 м³ каждая через буферы пресной воды по 10 м³. Всего осуществляют 5 циклов закачки. Объем продавки составляет 40 м³. В добывающую скважину закачивают 60 м³ камцелсиликатной смеси (30 м³ 0,1%-го раствора камцела и 30 м³ 10%-го раствора силиката натрия) и 60 м³ раствора хлористого кальция плотностью 1,1 г/см³. Закачку ведут чередующимися оторочками по 12 м³ каждая через буферы пресной воды по 1,5 м³. Всего осуществляют 5 циклов закачки. Объем продавки составляет 25 м³.

Применение предлагаемого способа изоляции высокопроницаемых интервалов пласта позволяет повысить эффективность изоляции за счет увеличения прочностных свойств тампонирующего осадка и длительности эффекта и, как следствие, увеличить коэффициент нефтеотдачи нефтяной залежи.

Источники информации
1. Патент США 3658131, МКИ Е 21 В 33/138, Е 21 В 43/32, 1970.

2. Патент ВНР 186866, МКИ Е 21 В 43/12, 1982 (прототип).

Формула изобретения

Способ изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, включающий последовательную закачку в буферах пресной воды оторочек полимерсиликатного раствора и водного раствора соли поливалентного металла, отличающийся тем, что оторочку полимерсиликатного раствора закачивают в виде смеси 0,05-0,1%-го раствора камцела с 5-10%-м раствором силиката натрия, взятых в соотношении 1: 1, а оторочку водного раствора соли поливалентного металла закачивают в виде водного раствора хлористого кальция плотностью 1,05-1,1 г/см³, при этом закачку оторочек растворов осуществляют в равных объемах, 5-200 м³ каждый, до снижения приемистости скважины не более чем на 50%, с дополнительной продавкой в объеме не ниже 40% от объема оторочки раствора.

РИСУНКИ