Патент на изобретение №2187622

(54) СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции пластов с помощью вязкопластичных материалов, и может быть использовано при разобщении пластов в скважине. В способе изоляции пластов, включающем спуск колонны обсадных труб, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение устройства в скважине против продуктивного пласта, сообщение заколонного пространства скважины выше и ниже интервала продуктивного пласта посредством обводного канала вышеупомянутого устройства, нагнетание в заколонное пространство тампонирующего вязкопластичного материала, промывку скважины и проведение после нее цементирования, перед нагнетанием вязкопластичного тампонирующего материала заколонное пространство промывают буровым раствором с кольматирующими добавками и подают коркоудаляющую жидкость, которую выдерживают в течение 5-15 мин, при этом в качестве вязкопластичного тампонирующего материала используют осадкообразующее и гелеобразующее вещества, причем сначала нагнетают в водоносный пласт осадкообразующее вещество при давлении, меньшем давления гидроразрыва пласта, а затем гелеобразующее вещество под давлением, меньшим давления нагнетания осадкообразующего вещества, при этом вязкопластичный тампонирующий материал выдерживают в заколонном пространстве до наступления начала гелеобразования, в качестве кольматирующих добавок используют резиновую крошку, в качестве коркоудаляющей жидкости используют 5%-ный раствор NaOH, в качестве осадкообразующего вещества используют водный раствор гидролизованных акриловых полимеров и соли поливалентных металлов, в качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидродлиза не менее 30% и в качестве указанной соли – CaCl₂, в качестве гелеобразующего вещества используют водные растворы частично гидролизованных акриловых полимеров, в качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидролиза не менее 30%. Технический результат – увеличение надежности изоляции. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к бурению и горному делу и может быть использовано при разобщении пластов в скважине, в частности, с помощью загустевающих во времени (гелеобразующих) вязкопластичных или вязкоупругих материалов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изоляции пластов, включающий спуск колонны обсадных труб, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение устройства в скважине против продуктивного пласта, сообщение заколонного пространства скважины выше и ниже интервала продуктивного пласта посредством обводного канала вышеупомянутого устройства, нагнетание в заколонное пространство тампонирующего вязкопластичного материала, промывку скважины и проведение после нее цементирования (пат. РФ 2135740, Е 21 В 33/14, опубл. 27.08.99, бюл. 24).

Известный способ позволяет изолировать продуктивный пласт и с помощью вязкоупругой смеси предотвратить попадание цементного раствора в нефтяной пласт, однако он не обеспечивает изоляции водоносных пластов, вследствие чего во многих случаях наблюдаются прорывы воды в скважину.

Кроме того, время самопроизвольного разрушения вязкоупругой смеси плохо регулируется, что может привести к необратимой закупорке нефтеносного пласта.

Известен способ крепления скважин, включающий спуск колонны обсадных труб, оснащенных устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение указанного устройства против продуктивного пласта, сообщение затрубного пространства скважины выше и ниже продуктивного пласта посредствам обводного канала и закачку в затрубное пространство нетвердеющей гелеобразной тампонажной смеси. После ожидания времени набора прочности тампонажной смеси через насосно-компрессорные трубы закачивают соляную кислоту для растворения заглушек, которыми оснащено вышеупомянутое устройство для изоляции пластов (пат. РФ 2057905, Е 21 В 33/14, опубл. 10.04.96, бюл. 10). В известном способе производят заполнение затрубного пространства выше и ниже продуктивного пласта, т.е. изолируют водоносные пласты.

Однако известный способ предназначен для гидродинамического исследования скважин, что предполагает краткосрочное (до 2-10 суток) их освоение, поэтому изоляция водоносных пластов ненадежная, так как гель с указанной структурой прочности не рассчитан на полноценную изоляцию всех трещин и пор водоносного пласта. Трещины и поры водоносного пласта закрываются вязкопластичным материалом по-разному: в первую очередь закрываются трещины с большим раскрытием. Для изоляции мелких трещин и, тем более, пор пласта необходима соответствующая технология.

Таким образом, возникла проблема создания эффективной технологии для изоляции водоносного пласта.

Технический результат – последовательное закрытие различного размера трещин и пор пласта.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе изоляции пластов, включающем спуск колонны обсадных труб, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение устройства в скважине против продуктивного пласта, сообщение заколонного пространства скважины выше и ниже интервала продуктивного пласта посредством обводного канала вышеупомянутого устройства, нагнетание в заколонное пространство тампонирующего вязкопластичного материала, промывку скважины и проведение после нее цементирования, перед нагнетанием вязкопластичного тампонирующего материала заколонное пространство промывают буровым раствором с кольматирующими добавками и подают коркоудаляющую жидкость, которую выдерживают в течение 5-15 мин, при этом в качестве вязкопластичного тампонирующего материала используют осадкообразующее и гелеобразующее вещества, причем сначала нагнетают в водоносный пласт осадкообразующее вещество при давлении, меньшим давления гидроразрыва пласта, а затем гелеобразующее вещество под давлением, меньшим давления нагнетания осадкообразующего вещества, при этом вязкопластичный тампонирующий материал выдерживают в заколонном пространстве до наступления начала гелеобразования.

В качестве кольматирующих добавок используют резиновую крошку. В качестве коркоудаляющей жидкости используют 5%-ный раствор NaOH.

В качестве осадкообразующего вещества используют водный раствор гидролизованных акриловых полимеров и соли поливалентных металлов.

В качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидродлиза не менее 30% и в качестве указанной соли – CaCL₂.

В качестве гелеобразующего вещества используют водные растворы частично гидролизованных акриловых полимеров.

В качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидролиза не менее 30%.

В предложенном способе в качестве кольматирующих веществ целесообразно использовать резиновую крошку, или измельченный керамзит, или асбест, или древесные опилки.

В качестве коркоудаляющей жидкости может быть использован 5%-ный раствор NaOH, или 10-15%-ный раствор НС1, или 20%-ный раствор сульфаминовой кислоты.

Подача бурового раствора с кольматирующими веществами необходима для уплотнения (закупорки) негерметичных участков пакеруемой зоны.

Подача коркоудаляющего вещества и выдержка его в течение 5-15 мин позволяет очистить трещины и поры водоносного пласта от глинистых корок для последующего более прочного сцепления с вязкопластичным тампонирующим материалом.

Подача осадкообразующего вещества необходима для закрытия трещин с большим углом раскрытия, а гелеобразующего – для мелких трещин и пор.

Таким образом, предлагаемый способ характеризуется новой совокупностью действий, а также новой последовательностью их выполнения, что позволяет надежно закрыть любого размера трещины и поры водоносного пласта и создать изолирующее покрытие, равномерное по глубине и толщине, не задевающее нефтеносный пласт.

Пример осуществления предлагаемого способа.

Исходные данные:
– диаметр скважины Д_скв.=216 мм;
– диаметр эксплуатационной колонны d_нк=146 мм, спускается на глубину 2000 м;
– глубина кровли продуктивного пласта – 1945 м;
– глубина подошвы продуктивного пласта – 1950 м;
– кровля верхнего и подошва нижнего водоносных пластов расположены на глубине 1935 и 1956 м соответственно;
– толщина водоносных пластов – 4 и 5 м;
– пористость пластов – 0,2 (20%), давление гидростатическое – 19,5 МПа, скважина не поглощает глинистый раствор;
– планируемая глубина нагнетания гелеобразующего вещества – 1 м, объем (V) гелеобразующего вещества – 9 м³.

В компоновку обсадной колонны включили известное устройство для изоляции пластов по а. с. СССР 1488437 с расстоянием между пакерующими узлами 5 м. Колонну с устройством спустили в скважину, установили против продуктивного пласта и произвели пакеровку. Промыли заколонное пространство буровым раствором с добавкой резиновой крошки с размерами частиц 0,1-5 мм в количестве 30 кг на 1 м³ при давлении на устье 8-10 МПа.

Затем в заколонное пространство закачали 0,8 м³ 5%-ного раствора NaOH. Раствор NaOH продавили пресной водой на глубину 1930…1960 м и выдержали в течение 10 мин. После выдержки ванны промыли осадки пресной водой в объеме 8 м³ и, закрыв заколонное пространство, определили приемистость водоносных пластов, которая составила 2 м за 2 мин при давлении 6,0 МПа, что свидетельствует о наличии трещин в пласте. В заколонное пространство, а затем – в водоносные пласты при закрытом устье закачали и продавили осадкообразующее вещество – гидролизованный полиакриламид марки ПААС Ленинск-Кузнецкого завода объемом 1 м³ с концентрацией полимера 0,5% и затем 1 м³ осадителя – 10 %-ного раствора СаСl₂.

Через 10-15 мин определили приемистость, она составила 1,0 ³ за 2 мин при давлении на устье 9,0 МПа, что свидетельствует о закрытии трещин. Затем в заколонное пространство закачали гелеобразующее вещество на основе полиакриламида марки В 615 Г производства ГУП “Саратовский НИИ полимеров” с концентраций 1% при давлении 8,0 МПа в количестве 9,0 м³ и оставили ее на 2 ч для наступления начала загустевания геля. Затем промыли заколонное пространство и произвели цементирование в обычном порядке.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить приток воды на 30-50% и увеличить дебит скважины по нефти не менее чем на 30%.

Формула изобретения

1. Способ изоляции пластов, включающий спуск колонны обсадных труб, оборудованной устройством для изоляции продуктивного пласта, размещение устройства в скважине против продуктивного пласта, сообщение заколонного пространства скважины выше и ниже интервала продуктивного пласта посредством обводного канала вышеупомянутого устройства, нагнетание в заколонное пространство тампонирующего вязкопластичного материала, промывку скважины и проведение после нее цементирования, отличающийся тем, что перед нагнетанием вязкопластичного тампонирующего материала заколонное пространство промывают буровым раствором с кольматирующими добавками и подают коркоудаляющую жидкость, которую выдерживают в течение 5-15 мин, при этом в качестве вязкопластичного тампонирующего материала используют осадкообразующее и гелеобразующее вещества, причем сначала нагнетают в водоносный пласт осадкообразующее вещество при давлении, меньшем давления гидроразрыва пласта, а затем гелеобразующее вещество под давлением, меньшем давления нагнетания осадкообразующего вещества, при этом вязкопластичный тампонирующий материал выдерживают в заколонном пространстве до наступления начала гелеобразования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кольматирующих добавок используют резиновую крошку.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве коркоудаляющей жидкости используют 5%-ный раствор NaOH.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве осадкообразующего вещества используют водный раствор гидролизованных акриловых полимеров и соли поливалентных металлов.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидролиза не менее 30% и в качестве указанной соли – CaCl₂.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве гелеобразующего вещества используют водные растворы частично гидролизованных акриловых полимеров.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве указанных полимеров используют полиакриламид со степенью гидролиза не менее 30%.

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: 03.03.2007

Извещение опубликовано: 7.01.2008 БИ: 03/2008