Состав для крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ, включающий цемент, песок, хлористый натрий, воду, отличающийся тем, что, с целью создания в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости, он дополнительно содержит полимер полиакриламид (ПАЛ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Цемент20-30 Песок25-40 ПАА0,5-3,25 Хлористыйнатрий 5-20 (Л ВодаОстальное
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИНЕСКИХ
РЕСПУБЛИК. (l9j (l() 4(5() Е 21 В 33/138
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
20-30
25-40
0,5-3,25
Цемент
Песок
ПАА
Хлористый натрий 5-20
Остальное
Вода
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3636742/22-03 (22) 19.08 ° 83 (46) 07.05.85. Бюл. К - 17 (72) А,P.Ò. Рзаев, Д.А. Рагимов и И.Ю. Эфендиев (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.245(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
М- 836336, кл. E 21 В 33/138, 1981.
2. "Азербайджанское нефтяное хозяйство", 1963, Ф 11, с. 32-34 (прототип). (54) (5 7) СОСТАВ ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПРИ—
ЗАБОЙНОЙ ЗОНК СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЪ|Х
ПЛАСТОВ, включающий цемент, песок, хлористьй натрий, воду, о т л и— ч ающийс я тем, что, с целью создания в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости, он дополнительно содержит полимер— полиакриламид (ПАА) при следующем соотношении компонентов, мас.7.:
1154435
Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к технологии крепления призабойной зоны слабосцементированных нефтяных пластов. 5
Известен тампонажный материал для крепления призабойной зоны скважины (ij, содержащий, 7.:
Сланцевые алкилрезорцины (смола ТС-10) 20
Формалин или уротропин
6-12
50-65
Хлористый натрий
Вода
Остальное
Недостатками этого состава являются применение токсичных материа20 ло в .(состав ТС- i 0), вредно влияющих на обслуживающий персонал, необходимость дополнительных работ для очистки оборудования и техники от остатков ТС-10, опасность прихвата заливочных труб при нарушении технологии закачки.
Наиболее близким к предлагаемому веществу по составу ингредиентов является состав для крепления приэабойной зоны слабосцементированных пластов, включающий цемент песок, хлористьй натрий и воду (2g, При эксплуатации скважины, по мере растворения соли, содержащейся в смеси после затвердения це- 33 мента, образуются дополнительные поры, увеличивающие пористость и проницаемость создаваемой преграды.
При подборе крепящего материала для слабосцементированных пластов с 40 низким пластовым давлением и дебитом необходимо учитывать значения пористости и проницаемости созданного барьера в призабойиой зоне пласта. Известно, что при низких 4э пористости и проницаемости поступление жидкости из пласта уменьшается или совсем прекращается. Поэтому возникает необходимость создания в призабойной зоне пласта барьера с заданной пористостьв и проницаемостью.
Однако существующий состав крепления пород не позволяет создать в призабойной зоне пласта барьер с за- >> данными пористостью и проницаемостью. . Это обусловлено тем, что эа период приготовления и закачки цементно-со-. левой смеси в пласт определенные частицы солей растворяются полностью, не доходя до пласта. Тем самым соли теряют свои первоначальные объемы, Следовательно, урегулировать заданные конечные пористость и проницаемость созданного барьера становится невозможно.
Цель изобретения — создание в пластовых условиях прочного барьера с более высокими значениями пористости и проницаемости.
Укаэанная цель достигается тем, что состав для крепления нризабойной эоны слабосцементированных пластов, включающий цемент, песок, хлористый натрий и воду, дополнительно содержит полимер — полиакриламид (ПАА) при следующем соотношении компонентов, мас.7:
20-30
25-40
0,5-3,25
5-20
Цемент
Песок
Хлористый натрий
Вода
Остальное
Процесс крепления призабойной зоны пласта с предлагаемым составом производится в следующей последовательности.
Скважину промывают до забоя, приподнимают промывочные трубы, а конец их оставляют на уровне верхних отверстий фильтра.
Устье скважины оборудуют заливочной головкой и соединяют с агрегатами АН-300 или АН-400.
На смесительном агрегате приготавливают цементно-песчаный раствор и смесь хлористого натрия с полимером. Их перемешивают:и закачивают в приэабойною зону пласта. Закачку производят до заполнения камеры призабойной зоны. Резкое повышение давления показывает заполнение приэабойной эоны пласта закрепляющим материалом. Наращиванием заливочУказанный состав получают путем простого перемешивания компонентов, а затем — с водой (щелочной). Состав указан в табл.
Щелочную воду испольэовали с целью предотвращения преждевременного растворения хлористого натрия в процессах при приготовлении и закачке крепящего состава. з 11 ных труб вымывают излишки крепящего материала из ствола скважины. Трубы
) припо"нимают на 20-30 м выше фильтра г и скважину оставляют для затвердения крепящего материала.
По истечении 24 ч — начала схватывания крепящего материала — медленным повышением давления до 10 МПа продавливают пресную воду иэ колонны в пласт. Цель указанного процесса продавки заключается в промывке полимерных оболочек и в растворении частиц хлористого натрия.
Когда давление продавки снижается и стабилизируется, закачку воды прекращают, и скважину оставляют еще на 24 ч для полного затвердения крепящего материала. Затем плавным запуском скважину пускают в эксплуатацию.
Предлагаемый состав крепления призабойной зоны слабосцементированных пластов качественно изменяет физические свойства созданного барьера благодаря покрытию частиц хлористого натрия полимерной оболочкой, обеспечивающей большой диапазон проницаемости (16-22 мк м ), пористости (25-32X) и прочйости (5,57,5 МПа) за счет предотвращения преждевременного растворения частиц хлористого натрия.
Предлагаемый состав нриготавливают на дневной поверхности непосредственно перед применением.
С целью определения оптимального варианта показателей созданного барьера в фильтровой части скважины были проведены серии экспериментальных работ при различных соотношениях веществ, входящих в крепящий состав.
Пример 1. В отдельных емкостях готовят цементно-песчаную смесь, состоящую, мас.X: цемент 2, песок 40 (с фракцией 0,4-1,2 мм); щелочная вода 20,5, и смесь хлористого натрия (с фракцией 0,30-1,0 мм в количестве 157) с 50Х-цым раствором водорастворимого ПАА в количестве 4,5Х.
54435 зец. При завершении отмыва определяют проницаемость образца. Снова образец помещают в ванну еще на 24 ч для полного отвердения. Затем снова определяют проницаемость, пористость и прочность образца. Так как полученные значения проницаемости образца после отмыва, а также после отвердения почти одинаковые, в других опы1О тах проницаемость образца после затвердения не определяют.
В результате исследования указанного образца получены следующие данные:
Пористость, Х
32,3
21,5
Проницаемость, мк.м
Пористость, Проницаемость, мк м, 26,8
12,45
Предел прочности при сжатии, МПа 6,25
Пример 3. Образец барьера в фильтровой части скважин готовят перемешиванием цементно-песчаной смеси состава, мас.Х: цемент 20; песок 25; щелочная вода 28,5 с хлористым натрием (20X), покрытым оболочкой ПАА (6,5X). Исследования проводят в указанной последовательности и получают следующие результаты:
Предел прочности при сжатии МПа 5,5
Пример 2. Цементно-песчаный раствор содержит, мас. : цемент 25; песок 32,5; щелочная вода 26,5.
Хлористый натрий в количестве
25 12,5 смешивают с 50 -ным ПАА в количестве 3,5Х. Затем все указанные компоненты смешивают в течение 5 мин.
После 24 ч затвердения производят отмыв оболочки ПАА, растворение хлористого натрия фильтрацией пресной воды через образец и снова помещают
его в водяную ванну на 24 ч для полного затвердения. Затем определяют пористость и предел прочности на сжатие и получают следующие результаты:
Полученные растворы перемешивают в течение 5 мин и затвердевают в водяной ванне при 20-25 С в течение
24 ч. После этого производят отмыв полимерной оболочки с поверхности частиц NaC1 и растворение NaC1 путем фильтрации пресной воды через обраПористость, X
29,5
Проницаемость, мк м 19,50
55 Предел прочности при сжатии, МПа 5,8
Пример 4. Образец созданного барьера в фильтровой части сква» 54435 жины готовят перемешиванием цементно-песчаной смеси с хлористым натри-, ем покрытым 507-ным раствором ПАА
Ф и щелочной водой в следующих соотношениях, мас.Ж: цемент 30; песок 25; хлористый натрий 5; ПАА 1.
Результаты исследования следующие:
20i0
Пористость, Х
1,30 10
7,5
Таблица 1
Эквивалентные значения
Данные анализа, 100 г воды
47,92
Na, К, Ва
0,0300
Первая соленость
S =61,64
Са 0,0072
0,0003
0,48
Ng 0,0127
Сумма катионов
CI 0,6775
0,0010
0,0313
0,0191
1,60
50, 00
30,50
Первичная щелочность
A=34,20
0,32
15,50
1,92
Вторичная щелочность
1,44 а=4, 16
0 32
50, 00
100;00
Проницаемость, мк м
Предел прочности на сжатие, ИПа
so" 0,0»О
НСО 0,5340 з
ОК О, 1304
НВ10 0,0423
Сумма катионов
0,0009
0,0097
0,0012
0,0002
0,0002
0,0313
Сравнительные данные предлагаемого состава с известным сведены в табл. 2.
Как видно из табл. 2, вводя в состав полимер ПАА, можно увеличить проницаемость и пористость состава за счет предотвращения преждевременного растворения частиц хлористого . натрия.
Экономический эффект от применения состава крепления в 100 скважинах составит около 400 тыс. руб.
Эквивалентность, Характеристика
X по Пальмеру
Вторичная соленость
s=oo
Таблица 2
1154435
Содержание в составе, мас.7.
Характеристики за- . твердевшего состава
Состав
Предел прочности
ПрониПористость
Вода
Хлористый натрий
Цемент цаемость, мк.м при сжатии, MIIa
1,43 7,0
1,75 6,5
25 22 0
Известный
25,0
20
Предлагаемый
7,5
1,30
0,5
1,25
45
2,0
45
20
3,25
34,50 20,5
28,75 26,5
23,00 28,0
16,75 32,3
Составитель В.Булыгин
Редактор В.Иванова ТехредЛ.Микеш Корректор А.Обручар
Заказ 2653/30 Тираж 540 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4
9,65 6,2
16,25 6,4
31,50 5,5