Жидкость глушения нефтяных и газовых скважин

Жидкость глушения нефтяных и газовых скважин

Реферат

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в глушении скважин при проведении подземных и капитальных ремонтов, в том числе в условиях высокой проницаемости пласта в эксплуатируемом продуктивном пласте, сверхпоглощений скважинной жидкости, высокого газового фактора.

Известна жидкость, используемая при глушении нефтяных и газовых скважин, включающая радиализованный γ-облучением полиакриламид ПАА, который получают из водного раствора ПАА, содержащего 0,4-0,8 мас.% основного вещества, путем его облучения с дозой 0,5-2,5 Мрад, после которой раствор ПАА приобретает нетекучую гелеобразную структуру, способную набухать в воде, не растворяясь в ней [1].

Известна также жидкость глушения скважин, содержащая, мас.%: полигликоли 40-45, денатурированный спирт 30-35, вода - остальное [2].

Наиболее близким аналогом для заявленной жидкости является жидкость глушения нефтяных и газовых скважин, содержащая, мас.%: соль - азотнокислый кальций - 30-50, радиализованный γ-облучением с дозой 0,5-2,5 Мрад ПАА - 0,5-0,8, вода - остальное, при этом указанный ПАА является продуктом, полученным путем облучения указанной дозой водного раствора ПАА, содержащего 6-10 мас.% основного вещества [3].

Недостатком этих известных жидкостей является высокая фильтруемость в пласт.

Задачей изобретения является снижение фильтрации жидкости глушения в пласт в реальных условиях.

Поставленная задача решается тем, что жидкость глушения нефтяных и газовых скважин, включающая продукт обработки полиакриламида ПАА излучением и воду, содержит в качестве указанного продукта продукт твердофазной обработки порошкообразного безводного частично гидролизованного ПАА с размером частиц 0,1-5,0 мм ионизирующим излучением с дозой 2,7-10 Мрад и дополнительно - по крайней мере, один из низших одно-, двух-, трехатомных спиртов и дисперсный мел или древесную муку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный продукт	1,0-3,0
указанный, по крайней мере, один спирт	10,0-60,0
дисперсный мел или древесная мука	0,5-10,0
вода	остальное.

Гели ПАА, получаемые с использованием предлагаемой рецептуры, обладают многократно более высокой прочностью за счет более высокой концентрации ПАА (почти в 10 раз) и более высокой поглощенной дозы ионизирующего излучения (почти в 5-10 раз) в процессе радиационной обработки, чем в прототипе. Еще одним дополнительным параметром, обеспечивающим прочность гелей, является использование частично гидролизованного 10-30% анионного ПАА. Гидролизованный ПАА имеет в составе макромолекулы звенья, которые вследствие диссоциации приобретают отрицательный заряд. Взаимное отталкивание зарядов приводит к дополнительному набуханию гелей без ухудшения их прочностных свойств из-за наличия противоионов в растворе. В то же время гели, входящие в состав жидкости глушения, являются дисперсными с размером частиц 2-10 мм. Дисперсность гелей обеспечивает сочетание высокой прочности при сохранении низкой эффективной (кажущейся) вязкости. В прототипе эти гели сплошные, вследствие чего система приобретает отличное от нуля статическое напряжение сдвига.

Выбранные пределы доз ионизирующего излучения оптимальны. При обработке ПАА дозой 2,7 Мрад (27 КГр) прочность гелей недостаточна для предотвращения их разрушения при фильтрации в пласт. При дозе свыше 10 Мрад (100 КГр) гели становятся настолько жесткими, что на границе с пластом образуют высокопроницаемый осадок геля, через который происходит фильтрация жидкости глушения даже лучше, чем через породы пласта.

Для жидкости глушения с высокой концентрацией полимера целесообразно часть геля подвергнуть дополнительной механической обработке с целью дезинтеграции, при содержании полимера 1,2-3,0 мас.% 20-80 мас.% ее подвергают дополнительной механической обработке в течение 5-20 минут.

При этом улучшение фильтрационных свойств достигается за счет расширения фракционного состава дисперсной гелевой фазы. Более мелкие гелевые частицы заполняют поровое пространство среди более крупных гелевых частиц, снижая тем самым фильтрацию жидкости в пласт. Аналогичный эффект может быть достигнут путем добавки инертного дисперсного наполнителя - дисперсного мела, например, типа МТД-2 или древесной муки. Дисперсный наполнитель располагается в пространстве между частицами геля и поэтому не оседает внутри гелевой фазы. Использование мела предпочтительнее, так как при вводе скважины в эксплуатацию он может быть растворен в ходе кислотной обработки. Отличием заявленной жидкости является седиментационная неустойчивость дисперсной гелевой системы при низких концентрациях гелевой фазы. Однако это не является препятствием к ее использованию по указанному назначению. Осевший гель является равновесной системой. В осевшем состоянии он занимает от 20 до 90% объема системы и имеет реологические параметры, соответствующие концентрации геля до 3%, что не является препятствием для проведения ремонтных работ. Слой жидкости над гелем обеспечивает создание необходимого статического давления на пласт. При создании циркуляции жидкости в скважине гель снова переходит во взвешенное состояние.

В качестве водных растворов целесообразно использовать растворы на основе низших одно-, двух- и трехатомных спиртов, например, метанола, диэтиленгликоля или глицерина или их смесей. Это обеспечивает сохранение качества гелевых частиц при пластовых условиях.

Пример 1.

К 10 г (1%) порошкообразного полиакриламида со степенью гидролиза 25% и со смесью фракций с размером частиц 0,1-5,0 мм, обработанного ионизирующим излучением дозой 5 Мрад (50 кГр), добавляют 5 г (0,5%) дисперсного мела МТД-2, 700 г (70%) воды и 285 г (28,5%) диэтиленгликоля, перемешивают 30 минут до полного набухания полимера. Полученная жидкость глушения имеет вязкость 64 мПа·с, фильтруемость 7,5 мл.

Пример 2.

К 30 г (3%) порошкообразного ПАА со степенью гидролиза 25% и с размером частиц 0,1-5,0 мм, обработанного ионизирующим излучением дозой 10 Мрад (100 кГр), добавляют Юг (1%) дисперсного мела, 650 г (65%) воды и 310 г (31%) этанола, перемешивают в течение 30 минут до полного набухания полимера. Результаты испытаний приведены в таблице.

Источники информации

1. Патент РФ №2111345, Е 21 В 43/12, опубл. 20.05.1998

2. Патент РФ №2187532, Е 21 В 43/12, опубл. 20.08.2002

3. Патент РФ №1743249, Е 21 В 33/138, опубл. 27.01.1995

Таблица
Жидкость глушения нефтяных и газовых скважин
п/п	продукт твердофазной обработки безводного частично* гидролизованного ПАА ионизирующим излучением	вода (мас.%)	низший спирт (мас %)	Наполнитель/(мас %)	Вязкость эффективная мПа·с	Фильтрация, мл
ПАА, мас %.(размер частиц мм)	Доза Мрад
1	1,0 (1,0)	3,0	85,5	10-ДЭГ-диэтиленгли-коль	Мел/0,5	50	9,2
2	1,0 (1,0)	5,0	69,0	20-ДЭГ	Мел/5.0	56	5,8
3	2,0 (5)	5,0	60	30-ЭГ-этилен-гликоль	Мука древ./3.0	64	2,1
4	1,5 (2,5)	5,0	63,5	30-метанол	Мел/1	70	8,8
5	1,3 (3)	10,0	78,7	10-глицерин	Мука древ. 0,5	67	9,5
6	3,0 (3)	5,0	31	60-этанол	Мел/1	81	7,1
*Степень гидролиза ПАА в примерах:
1 - 10%
2 - 25%
3 - 18%
4 - 23%
5 - 23%
6 - 30%

Жидкость глушения нефтяных и газовых скважин, включающая продукт обработки полиакриламида ПАА излучением и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве указанного продукта продукт твердофазной обработки порошкообразного безводного частично гидролизованного ПАА с размером частиц 0,1-5,0 мм ионизирующим излучением с дозой 2,7-10 Мрад и дополнительно по крайней мере один из низших одно-, двух-, трехатомных спиртов и дисперсный мел или древесную муку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанный продукт	1,0-3,0
Указанный, по крайней мере, один спирт	10,0-60,0
Дисперсный мел или древесная мука	0,5-10,0
Вода	Остальное