Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам, применяемым для изоляции водопритоков в скважину.

Известны способы изоляции зон водопритока в скважину путем закачки составов на основе жидкого стекла (силиката натрия) с добавками различных минеральных и органических веществ и воды (патент РФ №2494225, C09K 8/50, опубл. 27.09.2013, бюл. №27; №2494229, C09K 8/50, опубл. 27.09.2013, бюл. №27).

Общим недостатком этих способов является невысокая эффективность изоляции водопритока из-за низких структурно-механических свойств составов.

Известны способы изоляции зон водопритока, осуществляемые с помощью закачки в скважину составов на основе цементных растворов (патент РФ №2504640, E21B 33/138, опубл. 20.01.2014, бюл. №2; №2352766, E21B 33/138, опубл. 20.04.2009, бюл. №11; №2209928, E21B 33/13, опубл. 10.08.2003).

Недостатками этих способов являются низкая фильтруемость цементных растворов, малая глубина проникновения в пласт, а также недостаточная механическая прочность, приводящая зачастую к растрескиванию камня при повторной перфорации и др.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изоляции зон водопритока в скважину, включающий предварительную закачку коагулянта - 20% раствора хлористого кальция, с последующей прокачкой буферного слоя пресной воды и гидролизованных в щелочи отходов волокна или тканей полиакрилонитрила (гивпана), затем закачку пресной воды и солянокислотное воздействие (патент РФ №2270914, E21B 43/27, опубл. 27.02.206, бюл. №6). Полимерные составы на основе гивпана обладают небольшой плотностью, хорошей адгезией к металлу и к породе коллектора, устойчивы к коррозии, а также имеют высокую фильтрационную способность [Шайдуллин В.А. Применение полимер-кислотного воздействия в условиях низких атмосферных температур // Инженерная практика. - 7. - 2011. - С.72-74].

Недостатком прототипа является недостаточная эффективность способа, связанная с низкой исходной концентрацией коагулянта, не обеспечивающей в полной степени полимеризацию гивпана вследствие разбавления раствора буфером, а также незначительное снижение проницаемости породы при осуществлении способа.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности изоляции зон водопритока в скважину.

Поставленная задача решается тем, что в способе изоляции зон водопритока в скважину, включающем последовательную закачку коагулянта - раствора хлористого кальция, буферного слоя пресной воды и гидролизованных в щелочи отходов волокна или тканей полиакрилонитрила (гивпана), в качестве коагулянта используют 25% раствор хлористого кальция, дополнительно в качестве наполнителя в гивпан вводят отход производства полиэтилентерефталата (ПЭТФ) - ПЭТФ с малой степенью полимеризации из расчета 18-24 мас.%.

Отход ПЭТФ, представляющий собой продукт неполной полимеризации ПЭТФ, является нетоксичным, водонерастворимым и химически нейтральным по отношению к применяемым реагентам.

Гидролизованные в щелочи отходы волокна или тканей полиакрилонитрила выпускаются по ТУ 2216-001-04698227-99 под товарным названием "Гивпан". Физико-химические показатели на полимер гивпан приведены в табл.1.

Смесь гивпана с отходом ПЭТФ получают при их механическом перемешивании в мешалке в течение 10 мин.

Эффективность способа оценивали в лабораторных условиях путем фильтрации через образцы насыпных и искусственных кернов.

Для изучения фильтрационных процессов была сконструирована установка, позволяющая держать постоянный перепад давления, принципиальная схема которой приведена на чертеже. Установка содержит газовый баллон для прокачки исследуемых составов 1, газовый баллон для бокового обжима керна 2, редукторы 3, манометры 4, емкость для прокачиваемых жидкостей 5, кернодержатель 6, мерный цилиндр 7, вентили 8.

Давление на боковой обжим кернодержателя и на вход в кернодержатель через промежуточную емкость 5, содержащую исследуемые составы, создается при помощи азота из баллонов 1 и 2. Давление на выходе из кернодержателя 6 поддерживается на уровне атмосферного. Количество прошедшей через керн жидкости измеряется мерным цилиндром 7. При необходимости создания высоких температур кернодержатель может быть помещен в термошкаф. Фильтрация жидкостей через керн может осуществляться в прямом и обратном направлениях при постоянном перепаде давления на образце керна.

Насыпные керны готовили следующим образом: на выходной конец кернодержателя наворачивается пробка с краном для стока жидкости, далее устанавливается решетка и сетка для удерживания песка, затем набивается речной песок массой 118 г, тщательно уплотняется и на него устанавливается сетка с решеткой. В пустое пространство устанавливается упорное кольцо и наворачивается входная пробка с краном для подачи жидкости.

Пример 1. Для проведения исследования готовили образцы искусственных кернов с различной пористостью: 19, 24 и 27%. Пористость насыпных кернов составляла 34%. Водонасыщение кернов осуществляли пресной водой.

Через керны прокачивали последовательно 25 мас.% растворы хлористого кальция (33 мл), буфера (11 мл) и смеси гивпана (33 мл) с различным процентным содержанием отхода: 6, 18, 24, 30 мас.%. В качестве буфера использовали пресную воду. Эффективность обработки оценивали по снижению коэффициента проницаемости кернов. Расчет производили по формуле Дарси [Гиматудинов Ш.К. Физика нефтяного и газового пласта. - М.: "Недра", 1971]. Результаты исследования представлены в табл.2 и 3.

Как видно из табл.2 и 3, введение отхода ПЭТФ способствует значительному снижению проницаемости кернов за счет механического закупоривания пор. При этом оптимальное содержание отхода в гивпане составляет 18- 24 мас.%.

Пример 2. Опыт ставился по схеме примера 1. Через керны прокачивали последовательно растворы хлористого кальция, буфера и смеси гивпана с отходом (24 мас.%). Концентрация хлористого кальция в растворах составляла 20 и 25%. Результаты исследования представлены в табл.4 и 5.

Как видно из табл.4 и 5, увеличение концентрации хлористого кальция способствует снижению проницаемости кернов, что объясняется более полной полимеризацией гивпана.

Пример 3. Опыт ставился по схеме примера 1. Через керны прокачивали последовательно растворы хлористого кальция, буфера и смеси гивпана с отходом (24 мас.%). В качестве контроля исследовали образцы кернов, обработанные согласно способу, указанному в прототипе. Результаты исследования представлены в табл.6 и 7.

Как видно из табл.6 и 7, применение заявляемого способа изоляции зон водопритока в скважину позволяет добиться более высоких значений снижения проницаемости кернов по сравнению с прототипом.

Таким образом, на основании полученных данных, можно сделать выводы о том, что наиболее оптимальным является способ изоляции зон водопритока в скважину, включающий последовательную закачку коагулянта - 25% раствора хлористого кальция, пресной воды и смеси гивпана с отходом ПЭТФ (18-24 мас.%).