[1]Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к технологиям глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором, а также нефтяных и газовых скважин, вскрывших пласты с аномально-низким или аномально-высоким пластовым давлением.
[2]В соответствии с требованиями безопасности работ с целью предупреждения газонефтеводопроявлений и открытых фонтанов при текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин перед началом работ скважина должна быть заглушена. Основным условием возникновения газонефтеводопроявлений в ходе ремонтных работ является поступление пластового флюида в ствол скважины вследствие превышения пластовым давлением забойного.
[3]Глушению подлежат все скважины с пластовым давлением выше гидростатического и скважины, в которых сохраняются условия фонтанирования и газонефтеводопроявлений при пластовых давлениях ниже гидростатического. Исключение составляют скважины, где в соответствии с технологией работы проводятся без глушения по специальному плану с обвязкой устья превенторной установкой и лубрикатором.
[4]Нефтяные скважины с высоким газовым фактором - это скважины, в которых содержание газа в нефти превышает 600 м3/т.
[5]Аномально-высокое пластовое давление - это пластовое давление, превышающее на 10 и более процентов давление гидростатическое. Условия глушения в данном случае будут соблюдены при создании противодавления на пласт жидкостью с гораздо большей плотностью, чем в случае с нормальным пластовым давлением. Недостатком применения жидкостей высокой плотности является их фильтрация в пласт в процессе глушения, где при контакте с пластовыми водами происходит выпадение осадков солей и гидрофилизация горной породы.
[6]Аномально-низкое пластовое давление является одной из основных причин поглощений жидкостей глушения. Скважины с аномально-низким пластовым давлением не могут быть заглушены традиционными жидкостями глушения в связи с их низкой вязкостью, низкой способностью к тампонированию и повышенной плотностью. Для борьбы с такого рода
[7]осложнением необходимо применять технологические жидкости, которые обладают повышенными вязкостными свойствами и относительно невысокой плотностью.
[8]Основным общим недостатком всех традиционных жидкостей глушения на водной основе является ухудшение фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) после проведения операций по глушению.
[9]Под традиционными жидкостями глушения понимаются наиболее широко применяемые для глушения скважин солевые растворы хлористого калия и хлористого кальция. При необходимости глушения скважин с аномальными условиями применение только традиционных жидкостей глушения неэффективно. В связи с этим для глушения скважин с аномальными условиями применяются особые технологические жидкости, называемые блокирующими составами или блокирующими пачками, физико-химические свойства которых отличаются от свойств традиционных жидкостей глушения.
[10]Степень проявления процессов, осложняющих глушение, зависит от горногеологических условий месторождения, геолого-физических параметров ПЗП и геолого-технических параметров скважины. Наиболее интенсивно осложняющие факторы проявляются в следующих условиях:
[11]- при глушении скважины, на которой проводился гидравлический разрыв пласта (ГРП), или имеется развитая естественная трещиноватость;
[12]- в ходе глушения более легкие пластовые нефть и газ по созданным трещинам быстро проникают из пласта в скважину, что сопровождается нефтегазопроявлениями, а более тяжелая жидкость глушения поглощается пластом;
[13]- при глушении скважин, расположенных в зонах с пластовым давлением ниже гидростатического (в этих условиях происходит поглощение жидкости глушения в больших объемах, сопровождаемое последующей кольматацией ПЗП, ухудшением фазовой проницаемости по нефти и длительным выводом скважины на режим после ремонта);
[14]- при глушении скважин, расположенных в зонах с повышенным пластовым давлением относительно гидростатического (применение в этих условиях тяжелых водных растворов хлористого натрия или хлористого кальция приводит к необратимому ухудшению фильтрационных свойств ПЗП из-за невысокого коэффициента восстановления проницаемости по нефти после закачки больших объемов водных растворов);
[15]- при глушении скважин, эксплуатирующих объекты с высоким газовым фактором и высоким давлением насыщения;
[16]- при глушении скважин, эксплуатирующих объекты с интервалом перфорации большой протяженности.
[17]Для решения задачи глушения скважин, осложненных аномальными условиями, необходимо применение технологических жидкостей с особыми реологическими и поверхностно-активными свойствами, которые могут противоречить одному или нескольким пунктам требований, предъявляемых к традиционным жидкостям глушения.
[18]Из уровня техники известен способ глушения нефтяных и газовых скважин (патент РФ на изобретение №2047745, МПК Е21В 43/12, C09K 7/06, опубликован 10.11.1995), включающий последовательную закачку в призабойную зону пласта буферной жидкости, блокирующей жидкости и жидкости для глушения. При этом в качестве буферной жидкости используют поверхностно-активное вещество (далее - ПАВ) или водоуглеводородную эмульсию с содержанием ПАВ. В качестве блокирующей жидкости используют гидрофобно-эмульсионный раствор, содержащий нефть, солевой раствор, эмульгатор, стабилизатор. В качестве жидкости для глушения используют минерализованную воду или солевой раствор. Недостатком способа является отсутствие в технологических жидкостях тампонирующих частиц. В связи с этим, применение способа будет неэффективно в высокопроницаемых коллекторах, т.к. реологические свойства углеводородных эмульсий не обеспечат достаточную для затухания процесса фильтрации блокировку трещин и других высокопроницаемых каналов фильтрации в ПЗП.
[19]Из патента РФ на изобретение №2616632 (МПК E21B 43/12, C09K 8/48, C09K 8/493, опубликован 18.04.2017) известен способ глушения скважин после гидравлического разрыва пласта, включающий последовательную закачку в призабойную зону пласта солевого раствора на основе хлористого калия, вязкоупругого состава (солевой раствор на основе хлористого калия, каустическая сода и полимер-загуститель с наполнителем) и солевого раствора. Недостатком способа является применение полимера-загустителя с содержанием ксантановой камеди и вермикулита для создания вязкоупругого состава. Применение полимеров-загустителей с содержанием вермикулита приводит к неконтролируемому снижению проницаемости принимающих интервалов и невыполнению одного из основных условий глушения скважин - временное снижение фильтрационно-емкостных характеристик ПЗП. Также закачка в продуктивный пласт водного раствора хлористого калия на первом этапе реализации способа и его продавка вглубь ПЗП на второй и третьей стадиях отрицательно влияет на фазовую проницаемость продуктивного пласта.
[20]Из патента РФ на изобретение №2184839 (МПК E21B 43/12, опубликован 10.07.2002) известен способ глушения скважин, включающий закачку в призабойную зону пласта инвертной эмульсионно-суспензионной системы, содержащей минерализованную водную дисперсную фазу, углеводородную дисперсионную фазу - в частности, нефть или продукты ее переработки, эмульгатор, стабилизатор - гидрофобный модифицированный парами диметилдихлорсилана кремнезем. Недостатком способа является то, что добавка химически модифицированного кремнезема не изменяет фазовую проницаемость поверхности поровых каналов, а лишь увеличивает стабильность эмульсионно-суспензионной системы. А также недостатком является отсутствие в инвертной эмульсионно-суспензионной системе тампонирующих частиц, применяющихся для снижения фильтрационно-емкостных характеристик трещиноватых высокопроницаемых коллекторов.
[21]Из патента СА 2765192 (МПК C09K 8/36, C09K 8/467, E21B 7/00, опубликован 23.12.2010) известен способ приготовления инвертной эмульсии для глушения скважин. Эмульсия содержит углеводороды, водный раствор, эмульгатор, разлагаемые частицы и тампонирующие частицы. Недостатком способа является технологически необоснованное объемное содержание в инвертной эмульсии водной фазы в интервале от 1 до 70% об. Содержание водной фазы в указанном интервале не обеспечит эмульсии вязкость, достаточную для блокировки высокопроницаемых интервалов ПЗП. Также применение волокнистых материалов в совокупности с крупными частицами со средним диаметром от 1 до 1500 мкм неэффективно в коллекторах со средними и низкими фильтрационно-емкостными характеристиками, т.к. диаметр крупных частиц не обеспечит достаточное проникновение эмульсии вглубь ПЗП для предотвращения перетоков в системе пласт-скважина.
[22]Из патента РФ на изобретение №2441975 (МПК E21B 43/12, опубликован 10.02.2012) известен способ глушения в осложненных условиях газовых и газоконденсатных скважин, включающий последовательную закачку в призабойную зону пласта блокирующей композиции с последующей ее продавкой продавочной жидкостью, жидкости глушения, технической воды, тампонирующего состава с последующей продавкой, и снова жидкости глушения, вымывающей из затрубного пространства скважины остатки тампонирующего состава, продавочной жидкости и технической воды. В качестве блокирующей композиции используют, в частности, загущенный инвертно-эмульсионный раствор. В качестве продавочной жидкости используют водометанольный раствор, в качестве жидкости глушения - эмульсионный раствор или водный раствор хлорида натрия. В качестве тампонирующего состава используют глинистый раствор. Недостатком способа является технологическая сложность осуществления способа - технологические жидкости закачиваются в 4 стадии, что увеличивает продолжительность проведения операции по глушению, количество агрегатов и стоимость операции по глушению. Также недостатком является применение глинистого раствора в качестве тампонирующего раствора, т.к. набухающая способность субкапиллярных частиц глины при взаимодействии с пластовыми и закачиваемыми водами приведет к кольматации фильтрационных каналов ПЗП на длительный период времени.
[23]Для решения указанных проблем разработки нефтяных и газовых месторождений предлагается способ глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором или нефтяных и газовых скважин, вскрывших пласты с аномально-низким или аномально-высоким пластовым
[24]давлением, основанный на последовательной закачке в ПЗП эмульсионной системы, эмульсионно-суспензионной системы и водного раствора хлористого кальция или хлористого калия с содержанием ПАВ.
[25]Сущность изобретения заключается в том, что способ согласно первому варианту выполнения, применяющийся при приемистости скважин ниже 350 м3/сут., включает последовательную закачку в призабойную зону пласта блокирующей пачки, закрепляющей пачки и продавочной жидкости, при этом в качестве блокирующей пачки используют эмульсионную систему, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 20-30, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное, в качестве закрепляющей пачки используют эмульсионно-суспензионную систему, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 10-20, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния с размером частиц от 5 до 100 нм - 0.5-1, сухую аморфную двуокись кремния с размером частиц от 5 до 500 нм - 1-3, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное, в качестве продавочной жидкости используют водный раствор хлористого кальция или хлористого калия с содержанием поверхностно-активного вещества -гидрофобизатора марок ИВВ-1 или ЧАС-М с содержанием 1-2% об., причем в блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве эмульгатора используют композицию, содержащую (% об.): эфиры высших ненасыщенных кислот жирного ряда и смоляных кислот - 40-42, окись амина - 0.7-1, высокомолекулярный органический термостабилизатор - 0.5-1, дизельное топливо - остальное, в блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве коллоидного раствора наночастиц двуокиси кремния используют композицию, содержащую (% об.): двуокись кремния - 31-32.5 в монометиловом эфире пропиленгликоля - 67-69, вода -остальное, или двуокись кремния - 30-31 в изопропаноле - 67-69 и метиловом спирте -остальное, или двуокись кремния - 29-31 в этиленгликоле - остальное.
[26]Способ согласно второму варианту выполнения, применяющийся при приемистости скважин выше 350 м3/сут., включающий последовательную закачку в призабойную зону пласта блокирующей пачки, закрепляющей пачки и продавочной жидкости, при этом в качестве блокирующей пачки используют эмульсионную систему, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 20-30, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное, в качестве закрепляющей пачки используют эмульсионно-суспензионную систему, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 10-20, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния с размером частиц от 5 до 100 нм - 0.5-1,
[27]микрочастицы ильменита или тетраоксида тримарганца с размером от 0.2 до 4 мкм - 3-8, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное, в качестве продавочной жидкости используют водный раствор хлористого кальция или хлористого калия с содержанием поверхностно-активного вещества - гидрофобизатора марок ИВВ-1 или ЧАС-М с содержанием 1-2% об., причем в блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве эмульгатора используют композицию, содержащую (% об.): эфиры высших ненасыщенных кислот жирного ряда и смоляных кислот - 40-42, окись амина - 0.7-1, высокомолекулярный органический термостабилизатор - 0.5-1, дизельное топливо - остальное, в блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве коллоидного раствора наночастиц двуокиси кремния используют композицию, содержащую (% об.): двуокись кремния - 31-32.5 в монометиловом эфире пропиленгликоля - 67-69, вода - остальное, или двуокись кремния - 30-31 в изопропаноле - 67-69 и метиловом спирте - остальное, или двуокись кремния - 29-31 в этиленгликоле - остальное.
[28]Техническим результатом изобретения является повышение технологической эффективности работ по глушению нефтяных скважин с высоким газовым фактором и нефтяных и газовых скважин, осложненных аномально-низким или аномально-высоким пластовым давлением.
[29]Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.
[30]На фиг. 1 приведена таблица, раскрывающая технику и оборудование для приготовления и закачки технологических жидкостей.
[31]На фиг. 2 приведена таблица, иллюстрирующая результаты измерений плотности систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3).
[32]На фиг. 3 приведена таблица, иллюстрирующая результаты измерений плотности систем, применяемых для глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-низким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1050 кг/м3).
[33]На фиг. 4 приведена таблица, иллюстрирующая результаты измерений агрегативной устойчивости систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3).
[34]На фиг. 5 приведена таблица, иллюстрирующая результаты измерений агрегативной устойчивости систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-низким пластовым давлением.
[35]На фиг. 6 приведена таблица, иллюстрирующая результаты измерений кинематической вязкости систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором
[36]и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3).
[37]Положенная в основу способа последовательность радиального размещения двух видов пачек в ПЗП предусматривает усиление их блокирующих свойств по мере приближения к околоскважинной зоне пласта из глубины ПЗП, т.к. по мере приближения к околоскважинной зоне пласта увеличивается действующая депрессия. В удаленной части ПЗП депрессия минимальна и на определенном расстоянии от скважины стремится к нулю. Для блокировки этой зоны пласта применяется блокирующая пачка, представленная эмульсионной системой (ЭС) с содержанием наночастиц коллоидной двуокиси кремния, которая обладает градиентом сдвига, достаточным, чтобы препятствовать прорыву закачиваемых следом рабочих агентов вглубь пласта и наоборот при репрессии препятствующая прорыву пластовых флюидов по высокопроницаемым интервалам из глубины пласта в околоскважинную зону пласта. По мере увеличения депрессии при приближении к околоскважинной зоне пласта требования к прочности закрепления блокирующей пачки возрастают, поэтому в ПЗП вслед за блокирующей пачкой закачивается закрепляющая пачка, представленная ЭСС с содержанием коллоидного раствора наночастиц двуокиси кремния и сухой аморфной двуокиси кремния с размером частиц от 5 до 500 нм. или микрочастиц, представленных ильменитом или тетраоксидом тримарганца, которая обладает повышенным градиентом сдвига.
[38]Содержание сухой аморфной двуокиси кремния составляет 92-99% масс., оставшаяся часть - это примеси, остающиеся после выработки. В качестве примесей могут быть, в частности, следующие вещества (% масс.): нелетучие с фтористо-водородной кислотой вещества (0.2-0.5), нитраты (0.002-0.005), сульфаты (0.015), хлориды (0.001-0.005), железо (0.002-0.005), тяжелые металлы (0.003-0.007) и др. согласно ГОСТ 9428-73 «Реактивы. Кремний (IV) оксид. Технические условия (с Изменениями N 1, 2)». Какие именно содержатся примеси в сухой аморфной двуокиси кремния в настоящем изобретении - не является его существенным признаком, поскольку не влияет на достижение его технического результата.
[39]Закрепляющая пачка формирует экран, который благодаря комплексу высоких адгезионных и реологических характеристик способен противостоять высокому перепаду давлений (до 200 атм.) без прорыва пластового флюида и поглощения технологических жидкостей. Кроме того, селективность воздействия ЭС и ЭСС на наиболее проницаемые интервалы ПЗП и большие радиальные размеры блокирующей пачки, которая закреплена высоковязкой пачкой, препятствует выносу эмульсионных систем из ПЗП при освоении и эксплуатации скважины после ремонта, что обеспечивает эксплуатацию скважины без прорывов газа по наиболее проницаемым интервалам ПЗП, перераспределение фильтрационных потоков и высокую длительность технологического эффекта.
[40]При движении ЭС и ЭСС в пористой среде ее эффективная вязкость зависит от объемного водосодержания в системе и скорости фильтрации системы в пористой среде, увеличиваясь с ростом объемного водосодержания и снижением скорости фильтрации. Это приводит к тому, что при движении ЭС и ЭСС в пористой среде происходит саморегулирование вязкостных свойств, скорости и направления фильтрации в глубь пласта. Эти реологические свойства ЭС и ЭСС позволяют сформировать радиальный экран, который преимущественно блокирует наиболее проницаемые интервалы ПЗП.
[41]Выбор скважины и требования к объекту воздействия
[42]Для осуществления способа выбираются следующие скважины:
[43]- нефтяные скважины с высоким газовым фактором (выше 600 м3/т);
[44]- нефтяные скважины с высоким буферным давлением (выше 50 атм.), вследствие прорыва газа по наиболее проницаемым пропласткам (образование конуса газа в монолитном пласте);
[45]- нефтяные и газовые скважины, вскрывшие пласты с аномально-низким пластовым давлением;
[46]- нефтяные и газовые скважины, вскрывшие пласты с аномально-высоким пластовым давлением.
[47]К скважинам-кандидатам предъявляются следующие основные требования:
[48]- интервал перфорации и зумпф скважины должны быть свободны от осадков и посторонних предметов;
[49]- обсадная колонна должна быть герметична;
[50]- пластовая температура не лимитируется, но должна быть определена до начала работ;
[51]- приемистость скважины по воде должна быть не менее 150 м3/сут. при давлении нагнетания на устье не более 120 атм, при недостаточной приемистости проводят обработку ПЗП одним из стандартных методов увеличения приемистости скважины;
[52]- верхний предел приемистости не лимитируется.
[53]Приготовление ЭС и ЭСС производится на установках приготовления растворов: блок приготовления растворов «БПР» (емкость с лопастной мешалкой и внешним центробежным насосом). Необходимое оборудование для приготовления эмульсионных систем представлено на фиг. 1.
[54]В емкость для приготовления систем набирается дизельное топливо или подготовленная нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 20-30% об. Далее запускается центробежный насос на циркуляцию и лопастной перемешиватель. После этого последовательно в дизельном топливе диспергируются эмульгатор - 2-3% об., коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1% об. и водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное.
[55]Приготовление закрепляющей пачки производится на установке «БПР».
[56]В емкость для приготовления систем набирается дизельное топливо или подготовленная нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 10-20% об. Далее запускается центробежный насос на циркуляцию и лопастной перемешиватель. После этого последовательно в дизельном топливе диспергируются эмульгатор - 2-3% об., коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1% об., сухая аморфная двуокись кремния с размером частиц от 5 до 500 нм. - 1-3% об. или микрочастицы ильменита или тетраоксида тримарганца размером от 0.2 до 4 мкм -3-8, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное.
[57]Ввод составляющих в углеводородную основу производится через эжектор с помощью вакуумного шланга. Скорость загрузки составляющих лимитируется всасывающей производительностью эжектора.
[58]Технологические емкости должны быть оборудованы лопастными, обеспечивающими постоянное и равномерное распределение реагентов по всему объему. Для обеспечения получения и поддержания свойств стабильности систем рекомендуется применять лопастные мешалки с реверсивным направлением вращения.
[59]Качество приготовления и стабильность свойств систем зависит от полноты охвата перемешиванием всего объема емкости приготовления, чистоты емкостей, скорости ввода составляющих и времени диспергирования. Рекомендуется использовать емкость со «скошенными» углами (форма близкая к цилиндрической).
[60]Контроль качества приготовления ЭС и ЭСС проводится путем проверки седиментационной устойчивости систем. Тест считается положительным, если при выдержке систем при комнатной температуре в течение 2 ч произошло отделение водной или углеводородной фазы не более 2% от объема эмульсионной системы.
[61]Количество и вид специальной техники и оборудования для проведения работ на скважине представлены на фиг. 1. Расчет произведен при условии приготовления систем на растворном узле «БПР». Представленный перечень оборудования и специальной техники является базовым и может включать в себя дополнительные наименования в зависимости от условий проведения работ, месторасположения растворного узла, технологических параметров и особенностей конструкции скважины.
[62]Осуществляют следующие подготовительные работы на скважине:
[63]- До начала глушения останавливают скважину, производят ее разрядку, проверяют исправность запорной арматуры на устьевом оборудовании.
[64]- Проверяют наличие циркуляции в скважине и принимают решение по варианту закачки технологических жидкостей.
[65]- Определяют величину текущего пластового давления.
[66]- Производят расстановку техники для глушения согласно утвержденной схемы.
[67]- Производят обвязку оборудования и опрессовку нагнетательной линии на давление, превышающее ожидаемое рабочее в 1.5 раза, соблюдая меры безопасности. Нагнетательную линию оборудуют обратным клапаном.
[68]Для поддержания непрерывности глушения, комплекс по глушению на кустовой площадке должен иметь достаточное количество автоцистерн, с необходимым объемом жидкостей для глушения конкретной скважины.
[69]При полном отсутствии циркуляции в скважине восстановление циркуляции и глушение скважины производят по специально разработанным планам. Способ осуществляют следующим образом.
[70]Порядок закачки технологических жидкостей при глушении нефтяных и газовых скважин следующий:
[71]1) Производят закачку в ПЗП ЭС в качестве блокирующей пачки в объеме 5-20 м3 на метр перфорированной мощности пласта (м3/м). ЭС содержит дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти, эмульгатор, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия.
[72]2) Производят закачку в ПЗП ЭСС в качестве закрепляющей пачки в объеме 3-10 м3/м. ЭСС содержит дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти, эмульгатор, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния, сухую аморфную двуокись кремния, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия.
[73]3) Производят продавку блокирующей и закрепляющей пачек и заполнение скважины продавочной жидкостью - водным раствором хлористого кальция или хлористого калия с содержанием поверхностно-активного вещества - в частности, гидрофобизатора марок ИВВ-1 или ЧАС-М в объеме 2-7 м3/м.
[74]Гидрофобизатор «ИВВ-1» выпускается по ТУ 2482-111-56856807-2016 и представляет собой смесь алкилдиметилбензиламоний хлорида и четвертичной амониевой соли третичного амина, получаемый путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида.
[75]Гидрофобизатор «ЧАС-М» выпускается по ТУ 20.41.20-125-56856807-2017 и представляет собой водно-спиртовой раствор четвертичных аммониевых солей алкилдиметиламина.
[76]При глушении нефтяной скважины с высоким газовым фактором и глушении нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением в качестве водной составляющей систем и продавочной жидкости выбирается водный раствор хлористого кальция или хлористого калия с плотностью не менее 1250 кг/м3.
[77]При глушении нефтяных и газовых скважин с аномально-низким пластовым давлением в качестве водной составляющей систем и продавочной жидкости выбирается водный раствор хлористого кальция или хлористого калия с плотностью не более 1100 кг/м3.
[78]Конкретный объем закачиваемых в ПЗП блокирующей, закрепляющей пачек и продавочной жидкости находится в зависимости от приемистости скважины.
[79]При приемистости скважин ниже 350 м3/сут. в качестве блокирующей пачки можно использовать ЭС, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 20-30, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия -остальное. В качестве закрепляющей пачки можно использовать ЭСС, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 10-20, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния с размером частиц от 5 до 100 нм - 0.5-1, сухую аморфную двуокись кремния с размером частиц от 5 до 500 нм - 1-3, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное. В блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве эмульгатора можно использовать композицию, содержащую (% об.): эфиры высших ненасыщенных кислот жирного ряда и смоляных кислот - 40-42, окись амина - 0.7-1, высокомолекулярный органический термостабилизатор - 0.5-1, дизельное топливо - остальное. В блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве коллоидного раствора наночастиц двуокиси кремния можно использовать:
[80]- двуокись кремния - 31-32.5% об. в монометиловом эфире пропиленгликоля - 67-69% об., вода - остальное, или
[81]- двуокись кремния - 30-31% об. в изопропаноле - 67-69% об. и метиловом спирте -остальное, или
[82]- двуокись кремния - 29-31% об. в этиленгликоле - 69-71% об.
[83]В продавочной жидкости в качестве поверхностно-активного вещества можно использовать гидрофобизатор марок ИВВ-1 или ЧАС-М с содержанием 1-2% об.
[84]При приемистости скважин выше 350 м3/сут. в качестве блокирующей пачки можно использовать ЭС, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 20-30, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния - 0.5-1, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия остальное. В качестве закрепляющей пачки можно использовать ЭСС, содержащую (% об.): дизельное топливо или подготовленную нефть с пункта подготовки и перекачки нефти - 10-20, эмульгатор - 2-3, коллоидный раствор наночастиц двуокиси кремния с размером частиц от 5 до 100 нм - 0.5-1, микрочастицы ильменита или тетраоксида тримарганца с размером от 0.2 до 4 мкм - 3-8, водный раствор хлористого кальция или хлористого калия - остальное. В блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве эмульгатора можно использовать
[85]композицию, содержащую (% об.): эфиры высших ненасыщенных кислот жирного ряда и смоляных кислот - 40-42, окись амина - 0.7-1, высокомолекулярный органический термостабилизатор - 0.5-1, дизельное топливо - остальное. В блокирующей пачке и в закрепляющей пачке в качестве коллоидного раствора наночастиц двуокиси кремния можно использовать:
[86]- двуокись кремния - 31-32.5% об. в монометиловом эфире пропиленгликоля - 67-69% об., вода - остальное, или
[87]- двуокись кремния - 30-31% об. в изопропаноле - 67-69% об. и метиловом спирте - остальное, или
[88]- двуокись кремния - 29-31% об. в этиленгликоле - 69-71% об.
[89]В продавочной жидкости в качестве поверхностно-активного вещества можно использовать гидрофобизатор марок ИВВ-1 или ЧАС-М с содержанием 1-2% об.
[90]Регулирование основных физических параметров систем и водных растворов солей производится на основе расчета плотности, обеспечивающем необходимое противодавление на пласт с учетом результатов лабораторных экспериментов на совместимость с минералами коллектора, пластовыми флюидами (пластовой водой, нефтью, попутным газом).
[91]Кроме основных физических свойств технологических жидкостей необходимо определить:
[93]- способ закачки технологических жидкостей;
[94]- скорости закачки технологических жидкостей.
[95]Могут применяться два варианта закачки технологических жидкостей в скважину: прямой или обратный. Традиционно, процесс закачки жидкости глушения должен производиться в трубное пространство скважины (прямая закачка). Но для закачки блокирующей и закрепляющей пачек предпочтительным вариантом является обратная закачка через кольцевое межтрубное пространство. Не рекомендуется производить глушение прямой закачкой при наличии спущенного электроцентробежного насоса (ЭЦН)/штангового насоса (ШГН) в связи с риском обрыва колонны труб с ростом давления при передавливании блокирующего и закрепляющего составов через отверстие сбивного клапана.
[96]Прямая закачка осуществляется посредством нагнетания технологических жидкостей в трубное пространство насосно-компрессорных труб (НКТ) и обладает следующими преимуществами:
[97]- меньшая продолжительность операции;
[98]- меньшее рабочее давление, создаваемое насосным агрегатом;
[99]- отсутствие риска повреждения колонны при повышении давления закачки;
[100]- отсутствие риска поглощения через негерметичности колонны;
[101]- отсутствие эффекта смывания отложений с поверхности колонны и НКТ на забой;
[102]- отсутствие противодвижения жидкостей: закачиваемых технологических жидкостей и всплывающей скважинной жидкостью.
[103]Обратная закачка технологических жидкостей через затрубное пространство применяется при следующих условиях:
[104]- невозможности сбить сбивной клапан;
[105]- наличии пробок в НКТ (отсутствии циркуляции через НКТ);
[106]- рисках не прохождения технологических жидкостей через НКТ.
[107]Для глушения скважин с аномально-низким пластовым давлением при установке блокирующих пачек на вскрытый интервал возможно одновременное использование и прямого и обратного способа закачки.
[108]Блокирующий и закрепляющий составы с указанным в данном изобретении соотношением компонентов, составляющих систему, не предназначены для глушения скважин с негерметичностью эксплуатационной колонны.
[109]Закачка технологических жидкостей должна производиться непрерывно с производительностью, предотвращающей снижение плотности технологических жидкостей всплывающими газом и нефтью, а также при давлении на агрегате, исключающем поглощение жидкости. Процесс глушения в пределах одного цикла должен быть непрерывным.
[110]Скорость закачки технологических жидкостей определяется величиной пластового давления:
[111]- В случае высокого газового фактора и аномально высокого пластового давления скорость закачки должна быть максимальной, превышающей производительность скважины при условии, что давление при этом не превышает предельно допустимого (по условиям давления опрессовки колонны).
[112]- В случае аномально низкого пластового давления в целях минимизации репрессии на продуктивный пласт и снижения объемов поглощения скважинной жидкости продуктивным пластом оптимальна закачка от 200 до 500 литров раствора глушения в минуту (3-8 л/с).
[113]Требуемая плотность технологических жидкостей определяется на основе расчета исходя из условия создания столбом технологических жидкостей давления, превышающего текущее пластовое давление на коэффициент безопасности.
[114]Количество сухого хлористого калия или хлористого кальция, требуемого для приготовления необходимого объема водного раствора определенной плотности, рассчитывается по следующей формуле:
[115]
[117]Мр - количество реагента, кг;
[118]Yр - удельный вес реагента, г/см3;
[119]Yжг - удельный вес технологических жидкостей глушения, г/см3;
[120]Yв - удельный вес технической воды, применяемой для приготовления технологических жидкостей, г/см3;
[121]Vр - требуемый объем водного раствора, м3.
[122]Расчет необходимой плотности технологических жидкостей при полной замене скважинной жидкости определяется по следующей формуле:
[123]
[125]ρ - расчетная плотность технологических жидкостей, кг/м3;
[126]Рпл - пластовое давление, МПа;
[127]П - коэффициент безопасности удельного веса технологических жидкостей, определяемый Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденные приказом Ростехнадзора от 12.03.2013 №101;
[128]Н - расстояние от устья до кровли пласта по вертикали, м.
[129]Для скважины, в которой вскрыто несколько пластов с разными пластовыми давлениями, и расстояние между ними составляет более 50 м, в расчетах принимается величина Н от устья скважины до кровли пласта с более высоким пластовым давлением. Независимо от того, всплывает поднасосная жидкость или нет, или ее плотность и плотность технологических жидкостей изменятся при смешивании, расчетной плотности должно быть достаточно для глушения скважины.
[130]Для определения объема продавочной жидкости рассчитывается внутренний объем скважины с учетом толщины стенки труб, объема спущенных НКТ и глубины спуска глубинно-насосного оборудования (ГНО) (формулы 3-6). Требуемый объем продавочной жидкости V можно определить как разность между внутренним объемом скважины и объемом НКТ по телу трубы:
[131]
[133]Vэк - объем эксплуатационной колонны, м3;
[134]Vнкт - объем жидкости, вытесняемый металлом НКТ, м3;
[135]Vшт - объем жидкости, вытесняемый металлом штанг, м3 (при наличии);
[136]1,1 - коэффициент запаса.
[138]
[140]D - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м;
[141]Н - глубина скважины, м3.
[142]
[144]d и d1 - соответственно внешний и внутренний диаметры НКТ, м;
[145]Нсп - глубина спуска насоса, м.
[146]
[148]dшт.ср._ средневзвешенный диаметр штанг, определяется по формуле:
[149]
[151]dшт.1,2,3_ диаметры ступеней колонны штанг, м;
[152]hшт.1,2,3_ длины ступеней колонны штанг, м.
[153]В качестве заключительных мероприятий на скважине необходимо произвести следующие работы:
[154]1. Проверить закрытие всех задвижек на фонтанной арматуре.
[155]2. Разрядить нагнетательную линию, убедиться в отсутствии избыточного давления.
[156]3. Демонтировать нагнетательную линию, не допуская розливов технологической жидкости (использовать экологические поддоны).
[157]4. Разрядить давление до атмосферного в трубопроводе от скважины до групповой замерной установки (ГЗУ).
[158]Лабораторные исследования физических свойств систем (ЭС и ЭСС). Для исследования физических свойств ЭС и ЭСС были подготовлены образцы блокирующей и закрепляющей пачек с различным объемным содержанием компонентов.
[159]В результате проведения экспериментов определялись следующие параметры систем:
[161]- агрегативная устойчивость;
[162]- термостабильность;
[163]- кинематическая вязкость.
[164]После приготовления образцов систем производилась их выдержка не менее 4 часов при комнатной температуре до начала проведения экспериментов.
[165]Измерение плотности систем
[166]Результаты измерения плотности ЭС и ЭСС (пикнометрический метод), применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3), представлены на фиг. 2.
[167]Результаты измерения плотности ЭС и ЭСС, применяемых для глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-низким пластовым давлением (плотность водной составляющей -1050 кг/м3), представлены на фиг. 3.
[168]Измерение агрегативной устойчивости систем
[169]Агрегативная устойчивость - это способность систем сохранять степень дисперсности внутренней фазы.
[170]Оценку проводили по показателю электростабильности - измерений значений электрического напряжения, соответствующего моменту разрушения систем, заключенной между электродами измерительной ячейки прибора. Эксперименты проводились на приборе марки FANN.
[171]Результаты измерения агрегативной устойчивости систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3), представлены на фиг. 4.
[172]Измерение термостабильности систем
[173]Измерение термостабильности систем проводили путем их выдержки в мерных герметично закрытых цилиндрах в термошкафу в течение 24 часов при заданном температурном режиме 80°C. Тест считался положительным (образец стабилен), если после 6 ч термостатирования из эмульсионной системы отделилось не более 2 об. % воды от общего объема водной составляющей систем. В результате экспериментов на термостабильность определено, что все образцы стабильны в течение 24 часов.
[174]Измерение кинематической вязкости систем
[175]Результаты измерения кинематической вязкости систем, применяемых для глушения нефтяных скважин с высоким газовым фактором и глушения нефтяных и газовых скважин с аномально-высоким пластовым давлением (плотность водной составляющей - 1300 кг/м3), представлены на фиг. 5. Измерения проводились при температуре 20°C (погрешность измерения температуры ± 0,1°C) на вискозиметре ВПЖ-2 с константой вискозиметра - 0,09764. Перед экспериментами системы перемешивали в механической мешалке при заданной скорости 1200 об/мин в течение 20 минут.
[176]Результаты комплекса проведенных базовых лабораторных исследований физических свойств ЭС и ЭСС подтвердили высокие технологические свойства разработанных составов. Особенно важными параметрами являются высокая термостабильность и агрегативная устойчивость систем, а также возможность регулировать вязкостные свойства ЭС и ЭСС в зависимости от фильтрационно-емкостных характеристик ПЗП.
[177]Далее приведены примеры осуществления способа в нефтяных скважинах с высоким газовым фактором и нефтяных и газовых скважинах с аномально-высоким пластовым давлением при приемистости скважин ниже и выше 350 м3/сут.
