Жидкость глушения для ремонта скважин

Реферат

 

Жидкость может быть использована: в качестве технологической жидкости для глушения, перфорации и дострела при заканчивании и капитальном ремонте скважин. Цель снижение межфазного натяжения на границе с керосином до 4 6 мН/м; обеспечение невысокого процента увлажнения глин - меньше 3% за 4 ч; кратно меньшей скорости коррозии металла по сравнению с солевыми растворами; сохранности цементного камня от растрескивания, что достигается при применении фильтрата технического пентаэритрита в качестве жидкости глушения для ремонта скважин при температуре не ниже минус 15°С. 8 табл.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технологическим жидкостям, используемым при заканчивании и капитальном ремонте скважин.

Известно применение технической или пластовой воды в качестве жидкости глушения для ремонта скважин [1] Этой технологической жидкости для глушения скважин присущи комплекс недостатков: невысокая плотность; неморозостойкость; оказывает отрицательное влияние на фильтрационные свойства нефтенасыщенных коллекторов из-за того, что имеет высокое межфазное натяжение на границе с углеводородной жидкостью и способствует набуханию глинистых включений в продуктивном пласте, представленных песчаником, а значит увеличивает сроки освоения скважин и выход скважин на режим, предшествующий глушению, с потерями дебита нефти; вызывает коррозию цементного камня в кольцевом пространстве скважины, что снижает надежность изоляции в затрубном пространстве от других горизонтов и способствует перетокам жидкостей.

Известно также применение солевых растворов в качестве жидкости глушения для ремонта скважин [2] Недостатком водных растворов неорганических солей является то, что они все же отрицательно влияют на коллекторские свойства продуктивных пластов. Это обусловлено тем, что они недостаточно снижают межфазное натяжение на границе с углеводородной жидкостью, меньше, чем пресная вода, но все же способствуют набуханию глинистых включений. Кроме того солевые растворы вызывают коррозию обсадной колонны, что при многократном применении и длительных периодах ремонта сокращает сроки эксплуатации скважин.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве жидкости глушения для ремонта скважин при температуре не ниже минус 15оС применяют фильтрат технического пентаэритрита.

Цель изобретения эффективное снижение поверхностного натяжения на границах раздела сред при незначительном набухании глинистых включений продуктивных пластов; пониженной коррозионной активности.

Фильтрат технического пентаэритрита (ФТП) выпускается по ТУ 6-05-2051-87. ФТП является отходом производства пентаэритрита и представляет собой водный раствор веществ: формиата натрия, пентаэритрита и его производных, незначительного количества сахаров, бисульфатного производного формальдегида, бисульфата натрия. Физико-химические показатели ФТП представлены в табл. 1. ФТП относится к веществам 3 класса опасности по ГОСТ 12.1.007-76. ФТП не является огнеопасным, по ГОСТ 19433-81 не классифицируется.

В лабораторных условиях исследовали совместимость ФТП с различными, наиболее часто применяемыми, технологическими жидкостями при 20оС и 80оС (табл. 2). ФТП смешивали с другими растворами в соотношении 1:1. Исследовалось также состояние ФТП при отрицательных температурах (табл.3). Отмечено, что при снижении температуры до минус 15оС в растворе появляются единичные кристаллы и при 18оС ФТП он становится вязким, однако при обратном растеплении уже до минус 10оС ФТП приобретает прежний вид и вязкостные свойства. Поэтому предусмотрено ограничение применения ФТП по температуре до минус 15оС.

Межфазное натяжение на границе с керосином определяли на сталагмометре. Данные с пробой ФТП плотностью 1210 кг/м3 представлены в табл.4, а данные с пробой ФТП плотностью 1256 кг/м3 из другой партии представлены в табл.5. Кроме того в табл.5 представлены результаты влияния на поверхностное натяжение смешения ФТП с водой. ФТП проявляет лучшие поверхностно-активные свойства и будет легче вытесняться из призабойной зоны после ремонта скважин, чем известные жидкости глушения, такие как водные растворы CaCl2, NaCl и MgCl2.

Вязкость ФТП (табл.4) больше вязкости растворов CaCl2 и NaCl. Термостатирование в течение 3 ч при 95оС приводит к незначительному уменьшению вязкости.

Ингибирующие свойства жидкостей определяли по величине набухания образцов глинистых материалов согласно РД 39-2-213-82 (ВНИИКРнефть). Для определения увлажнения глин использовали образцы спрессованного при давлении 40 МПа в течение 5 мин в пресс-форме глинопорошка с влажностью 10% диаметром 20 мм и высотой 32 мм. Образцы выдерживались в исследуемой среде в течение 4 ч. По исходной массе и массе увлажнения образцов определяли процент увлажнения. Данные представлены в табл.6. ФТП в сравнении с солевыми растворами проявляет наилучшие свойства ингибитора гидратации глин, что при глушении скважин позволит сохранить пористость коллектора.

В табл.7 представлены результаты исследований коррозионной агрессивности различных сред на образцы из обсадной колонны со сталью марки "Д" в виде пластинок 15 х 15 мм и толщиной 2 мм. Отношение объема жидкости к площади поверхности пластинок приняли равным 7. Выявлена закономерность того, что коррозия металлических образцов в фильтрате технического пентаэритрита происходит только в первые часы контакта, затем на поверхности металла образуется коричневая, не смываемая водой и спирто-бензолом пленка, и процесс коррозии резко затормаживается. Начальная скорость коррозии металла в среде ФТП соизмерима со скоростью коррозии в солевых растворах, а при длительном процессе коррозии в ФТП кратно меньше, чем в солевом растворе. Существенное уменьшение коррозии обсадной колонны скажется на увеличении сроков эксплуатации скважины и уменьшении ремонтных работ по креплению призабойной зоны.

В табл. 8 представлены результаты влияния различных сред на коррозию цементного камня. Портландцементный раствор с В/Ц 0,5 в первые две недели твердения выдерживали при 80оС. Затем изготовили прямоугольные образцы с квадратным сечением 1 см2 и длиной 3 см. Образцы высушили при 105оС, взвесили и замерили площадь поверхности. Затем образцы поместили в различные среды, объем которых брали в соотношении к площади поверхности цементных образцов равным 3. После 30 дней выдерживания при нормальной температуре, образцы высушили при 105оС и вновь взвесили. Все образцы, кроме находившихся в дистиллированной воде, увеличили свой вес. Образцы цементного камня, находившиеся в среде ФТП, частично покрылись желто-бурой пленкой, видимых изменений образцов не произошло, тогда как образцы, находившиеся в растворах CaCl2 и MgCl2, потрескались. Трещинообразование в цементном камне является серьезным недостатком известных жидкостей глушения солевых растворов, поскольку это приводит к заколонным перетокам пластовых флюидов.

Таким образом на основании проведенных опытов можно сделать однозначный вывод о том, что ФТП в большей степени соответствует требованиям, предъявляемым к жидкости для качественного глушения скважин, чем пресная и минерализованная вода. ФТП имеет приемлемые значения плотности, вязкости и достаточную морозостойкость; хорошо совместим с широко применяемыми при глушении и обработках призабойных зон скважин реагентами; эффективно снижает межфазное натяжение на границе с углеводородной жидкостью до достаточно низких величин 4-6 мН/м; существенно снижает набухание глин и коррозионную агрессивность как по отношению к металлу, так и цементному камню. Все эти свойства в совокупности позволят в более короткие сроки освоить скважины после глушения и вывести их на доремонтный режим с меньшими потерями дебитов, а также продлить сроки эксплуатации скважины и предупредить заколонные перетоки пластовых флюидов.

Формула изобретения

Применение фильтрата технического пентаэритрита в качестве жидкости глушения для ремонта скважин при температуре не ниже -15oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4