Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам герметизации нарушений эксплуатационной колонны, ликвидации негерметичности цементного кольца в малопроницаемых пластах и ограничения водопритока в скважине.

Известен способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (АС №933948, МПК E21B 33/138, опубл. 07.06.1982 г., бюл. №21), включающий закачку вязкоупругого тампонирующего раствора при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Недостатком указанного способа является то, что в тампонажном растворе используют 2%-ный водный раствор полиакриламида и 5%-ный раствор КМЦ-600, которые имеют высокую вязкость. Такой раствор применим для закачивания только в высокопроницаемые и трещиноватые коллекторы. Длительное время гелеобразования в течение 1-20 сут. приводит к удорожанию ремонтных работ, что также относится к недостаткам известного способа.

Наиболее близким к данному предложению является способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (патент RU №2525079, МПК E21B 33/138, опубл. 10.08.2014 г., бюл. №22), включающий закачку в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из кремнийсодержащего полимера (жидкое стекло) и гелеобразователя. Предварительно готовят 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177, добавляют его в жидкое стекло и перемешивают до получения однородной смеси, затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования, разделяя их буфером из пресной воды, при следующем соотношении реагентов, об.%:

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF (полиалюминия хлорид).

Недостатком известного способа является то, что смешение состава происходит в скважине не полностью, поэтому тампонирующая масса будет образовываться только на границе смешения указанных компонентов, а этого недостаточно для надежной герметизации эксплуатационных колонн и долговременного перекрытия трещин в цементном кольце, по которым вода поступает в скважину.

Технической задачей предложения является повышение эффективности способа ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважине за счет повышения качества ремонтных работ.

Техническая задача решается способом ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающим закачивание в зону изоляции водоизоляционной композиции, состоящей из неорганического кремнийсодержащего полимера и гелеобразователя.

Новым является то, что в водоизоляционной композиции в качестве неорганического кремнийсодержащего полимера используют гидрозоль диоксида кремния плотностью 1196-1220 кг/м³, а в качестве гелеобразователя применяют раствор хлорида натрия плотностью 1012-1030 кг/м³, которые смешивают на поверхности и закачивают в интервал нарушения при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:

при удельной приемистости изолируемого интервала более 0,8 м³/(ч·МПа) осуществляют последовательную закачку водоизоляционной композиции, буфера из пресной воды и пластовой минерализованной воды плотностью 1180-1190 кг/м³ при следующих соотношениях компонентов, об.ч.:

Гидрозоль диоксида кремния представляет собой опалесцирующий раствор желтоватого цвета с массовой концентрацией диоксида кремния в пределах 29-31%, силикатным модулем в пределах 4,1-9,4, pH в пределах 9-10,5, кинематической вязкостью не более 10 мм²/с и плотностью в пределах 1196-1220 кг/м³.

Хлорид натрия по ГОСТ Ρ 51574-2000 Соль поваренная пищевая. Технические условия.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Определяют приемистость изолируемого интервала. Непосредственно перед закачиванием в скважину готовится водоизоляционная композиция, состоящая из гидрозоля диоксида кремния и гелеобразователя, и закачивается в скважину.

Водоизоляционная композиция для герметизации нарушений эксплуатационной колонны при удельной приемистости изолируемого интервала 0,1-0,5 м³/(ч·МПа) или ликвидации негерметичности цементного кольца при 0,5-0,8 м³/(ч·МПа) готовится в чистом, пропаренном мернике цементировочного агрегата, куда набирается расчетное количество гидрозоля диоксида кремния. Работой цементировочного агрегата «на себя» создается циркуляция гидрозоля диоксида кремния по схеме насос-мерник-насос, а затем в циркулирующий гидрозоль диоксида кремния постепенно небольшими порциями вводится расчетное количество хлорида натрия, водоизоляционная композиция перемешивается в течение 10-15 мин и закачивается в интервал нарушения. Время образования геля зависит от соотношения компонентов водоизоляционной композиции и составляет от 2 до 6 ч.

Водоизоляционная композиция для ликвидации негерметичности цементного кольца и ограничения водопритока при удельной приемистости изолируемого интервала более 0,8 м³/(ч·МПа) готовится аналогично вышеописанной. Для предотвращения размывания водоизоляционной композиции, получения более плотного геля и водоизоляционного экрана, стойкого к перепадам давления, в интервал нарушения после закачивания водоизоляционной композиции закачивают буфер из пресной воды в объеме 0,2-0,3 м и 100 об.ч. пластовой минерализованной воды плотностью 1180-1190 кг/м³.

Необходимый объем водоизоляционной композиции в зависимости от удельной приемистости изолируемого интервала установлен из опыта промысловых работ и приведен в таблице 1 (из расчета на одну скважину).

С целью установления оптимального соотношения компонентов водоизолирующего состава для герметизации нарушений эксплуатационной колонны при удельной приемистости изолируемого интервала 0,1-0,5 м³/(ч·МПа), ликвидации негерметичности цементного кольца при 0,5-0,8 м³/(ч·МПа), а также для ограничения водопритока и ликвидации негерметичности цементного кольца при удельной приемистости изолируемого интервала >0,8 м³/(ч·МПа) определяли время гелеобразования состава и его водоизолирующую способность. Водоизолирующую способность предлагаемого способа и наиболее близкого аналога проверяли на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку реагентов в пласт. Модель пласта насыщали пресной водой, после этого закачивали водоизолирующую композицию согласно предлагаемому способу и наиболее близкому аналогу и оставляли на реагирование. Количество закачанного состава равнялось поровому объему модели пласта. Через 12 ч, 24 ч и 6 мес закачивали воду и определяли давление прорыва воды. Усредненные результаты модельных испытаний водоизолирующей способности предлагаемого способа и наиболее близкого аналога представлены в табл. 2.

По результатам модельных испытаний установлена лучшая изолирующая способность водоизоляционной композиции по предлагаемому способу по сравнению с наиболее близким аналогом, что определено по величинам давления прорыва воды в моделях через 12 ч, 24 ч и 6 мес. С учетом времени гелеобразования был выбран оптимальный диапазон соотношения компонентов водоизолирующего состава (№2-5, 7-9), об.ч.:

Для ликвидации негерметичности цементного кольца и ограничения водопритока при удельной приемистости изолируемого интервала более 0,8 м³/(ч·МПа) после закачивания водоизоляционной композиции дополнительно закачивают буфер из пресной воды в объеме 0,2-0,3 м³ и 100 об.ч. пластовой минерализованной воды плотностью 1180-1190 кг/м³. Гелеобразование в этом случае происходит при контакте водоизолирующего состава и пластовой минерализованной воды плотностью 1180-1190 кг/м³, а давление прорыва полученного геля уже через 12 ч выше, чем давление прорыва геля, полученного по наиболее близкому аналогу через 24 ч, что свидетельствует о лучшей водоизолирующей способности водоизоляционной композиции по предлагаемому способу и, следовательно, о повышении качества ремонтных работ.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение эффективности герметизации нарушений эксплуатационных колонн, негерметичности цементного кольца и ограничения водопритока в малопроницаемых пластах за счет повышения качества ремонтных работ, которое определяется надежностью герметизации и увеличением времени межремонтного периода эксплуатации скважины.