Способ изоляции водопритоков

1 Изобретение относится к усовершенствованному способу изоляции водоносных зон с помощью закачки в них изолирующих растворов, в состав которых входят производные кремниевой кислоты, который может быть использован в нефте- и газодобывающей отраслях промышленности и др. Известны способы изоляции водоносных зон с помощью растворов, содержащих производные кремниевой кислоты. Так, например, известен способ изоляции водоносных зон путем закачки в пласт последовательно щелочного раствора, раствора натриевой соли кремниевой кислоты, воды и раствора хлорида кальция в количестве, эквивалентном количеству натриевой соли кремниевой кислоты[1]. Изоляция достигается за счет образования нерастворимой в воде кальциевой соли кремниевой кислоты. Недостатком указанного способа является большой расход натриевой соли кремниевой кислоты и, соответственно, сложность изоляции больших объемов. Известны способы изоляции водопритоков с помощью закачки в пласт изолирующих композиций, в состав которых входят соли щелочных металлов кремниевой кислоты и гелирующие агенты, например, алифатические диалкиловые эфиры, ди- и трифосфаты, лактоны или их смеси [2] или олигосахариды [3]. Известен также способ изоляции водопритоков с помощью закачивания в пласт растворов солей щелочных металлов кремниевой кислоты с вязкостью 20 = 1,0 - 10,0 мПас и рН 13,5[4]. В этом способе гелирующими агентами служат кислота, которой регулируется рН раствора, и порода пласта. Согласно указанному способу, по окончании введения всего количества изолирующего раствора необходима выдержка в течение длительного времени, необходимого для полного гелирования последних порций раствора. Это является недостатком указанного способа, так как длительная выдержка ведет к простою скважины и экономически невыгодна. Кроме того, поскольку процесс закачки растянут во времени, гелеобразование первых закаченных в пласт порций может начаться под влиянием породы пласта до закачки всего необходимого количества изолирующего раствора,что приводит к преждевременному тампонированию, возрастанию давления закачки и невозможности закачать весь требуемый объем изолирующего раствора. Наиболее близким по технической сущности заявленному способу является способ изоляции водопритоков, заключающийся в закачке изолирующего гелеобразующего водного раствора солей щелочных металлов кремниевой кислоты, подкисленного до рН 1-10 и представляющего вследствие этого 1-70 мас.% двуокиси кремния в виде коллоидного раствора с диамет 002316 2 ром частиц 4 -100 нм и остаточным количеством силиката натрия и хлористого натра [5]. В соответствии с указанным способом время сохранения композиции в состоянии коллоидного раствора (до наступления гелеобразования) колеблется от 0 до 3700 ч, причем время начала гелеобразования строго не удается фиксировать(табл. 1 [5]). На практике, если необходимо закачать 200 м.куб. композиции при скорости закачки 25 м.куб./ч, то время закачки составит не менее 8 ч,при которых гелеобразующая композиция должна находиться в состоянии коллоидного раствора. В противном случае первые порции композиции превратятся в гель и заблокируют дальнейшую закачку. Наиболее оптимальная композиция, удовлетворяющая этому требованию, представлена в примере (28-1, табл. 1 [5]). Ее время гелеобразования 20-28 ч. Таким образом, последние закачиваемые порции композиции перейдут в гель через 20-28 ч, и минимальный простой скважины составит 20-28 ч. Таким образом, недостатком указанной композиции является длительный простой скважины до завершения гелеобразования, незначительное же отклонение величины рН композиции может привести к спонтанному преждевременному гелеобразованию. Целью изобретения является снижение времени простоя скважины, повышение надежности способа и создание условий для закачки всего требуемого объема гелирующего раствора без риска преждевременного тампонирования. Указанная цель достигается описываемым способом изоляции водопритоков, заключающимся в том, что сначала в пласт закачивают 5 10%-ный водный раствор жидкого стекла с кремнеземным модулем 1,5 - 3,5, а затем закачивают изолирующее гелеобразующее жидкое стекло, оттитрованное кислотой до рН 9,1 - 11,4,при этом объемное соотношение 5-10%-ного водного раствора жидкого стекла к изолирующему гелеобразующему жидкому стеклу, оттитрованному кислотой до рН 9,1 - 11,4, составляет 0,01 - 0,25. В описываемом способе изоляции водопритоков благодаря предварительной закачке 5 10%-ного водного раствора жидкого стекла,которое само по себе в пласте не способно гелироваться, с последующей закачкой изолирующего гелеобразующего раствора жидкого стекла, оттитрованного, например, соляной кислотой до рН 9,1 - 11,4, на границе раздела двух закачиваемых растворов начинается их смешение и изменение рН с образованием растущего гелеобразующего слоя. Негелеобразующий раствор жидкого стекла постепенно превращается в гелеобразующий с более длительным временем гелеобразования,чем исходный гелеобразующий раствор. Это приводит в результате к созданию на каждом участке пласта гелеобразующих композиций с разными рН и соответственно с разным временем гелеобразования: с наибольшим временем гелеобразования более глубоких партий и наименьшим временем гелеобразования у последних, попадающих в пласт партий изолирующего раствора. Таким образом, создается градиент инкубационных периодов, т.е. времени, в течение которого гелеобразующая композиция находится все еще в виде раствора, причем разница между инкубационным периодом раствора,полученного в результате смешения в отдельных частях пласта, и инкубационным периодом раствора, образующегося в пласте на конечной стадии закачки, соизмерима с соответствующим временем закачки всего изолирующего раствора. В итоге по всему объему закачки идет гелеобразование в приблизительно одно и то же время, что приводит к снижению времени выдержки скважины до полного гелеобразования и исключению опасности преждевременного тампонирования. В случае, если соотношение количества предварительно закачиваемого 5 - 10%-ного водного раствора жидкого стекла к количеству закачиваемого затем изолирующего гелеобразующего раствора менее 0,01, появляется риск спонтанного гелеобразования, а при соотношении более 0,25 процесс гелеобразования смещается в сторону увеличения выдержки раствора и не достигается желаемого эффекта сокращения времени простоя скважины. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Изоляция водопритока в добывающей нефтяной скважине. Объектом испытания служила нефтедобывающая скважина со следующими характеристиками: толщина продуктивного пласта 14 м,пласт расположен на глубине 916 м, температура пласта 35 С. До изоляции водопритока суточный дебит скважины по жидкости составлял 78 м.куб./сутки при водонасыщенности 95%. Количество изолирующего раствора, которое необходимо закачать в скважину для ее изоляции, обычно составляет приблизительно 1,5 2,0 суточного дебита скважины. В данном случае, всего необходимо закачать 78 х 1,5 = 117 м.куб. изолирующей жидкости. В скважину начинают подавать 7%-ный водный раствор жидкого стекла с модулем 2,8 со скоростью 20 м.куб./ч. Всего за 0,6 ч было закачано 11,7 м.куб. жидкого стекла. Затем начинают подавать изолирующий гелеобразующий раствор,представляющий собой водный раствор натриевой соли кремниевой кислоты, оттитрованный соляной кислотой до рН = 10,9. Скорость закачки 20 м.куб./ч. За 5,5 ч при постоянной скорости закачки было закачано 105,3 м.куб. изолирую 4 щего раствора без увеличения давления. При выдержке в течение не менее 5 ч скважина была готова к эксплуатации. Остальные примеры приведены в таблице. Таблица Показатели процесса 2 6 899 60 Толщина пласта (м) Глубина залегания (м) Температура пласта (С) Суточный дебит скважины 94 122 26 по жидкости (м.куб./сутки) Водонасыщенность (%) 90 98 90 Необходимое количество закачиваемой изолирующей 141 183 39 жидкости (м.куб.) Характеристики изолируюрН=11,2 рН=11,4 рН=9,1 щего гелеобразующего водконц. конц. конц.10 ного раствора натриевой 5% 7%% соли кремниевой кислоты Количество закачиваемого изолирующего гелеобразую 126,9 146,4 38,6 щего водного раствора(м.куб.) Концентрация водного рас 5 10 7 твора жидкого стекла (%) Количество закачиваемого водного раствора жидкого 14,1 36,6 0,39 стекла (м.куб.) Модуль раствора жидкого 3,5 1,5 2,8 стекла Скорость закачки раствора 25 20 20 жидкого стекла (м.куб./ч) Соотношение раствора жид 0,1 0,25 0,01 кого стекла и изолирующего гелеобразующего раствора Общее время закачки раство 0,6 1,83 0,02 ра жидкого стекла (ч) Скорость закачки изолирую 20 25 25 щего раствора (м.куб./ч) Общее время закачки изоли 7,05 7,32 1,56 рующего гелеобразующего раствора (ч) Время выдержки (ч) не 5 не 5 не 5 Список литературы 1. US, 3871 452, А, Е 21 В 43/22, 18.03.75. 2. US, 4665985, А, Е 21 В 33/138, 1967. 3. ЕР, А 1, 0230 725, Е 21 В 33/138, 05.08.87. 4. RU, 2 065 442, С 1, С 07F 7/04, 20.08.96. 5. ЕР, А 2, 0260 888, Е 21 В 33/138, 23.03.88. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ изоляции водопритоков путем закачки в пласт изолирующего гелеобразующего водного раствора жидкого стекла, оттитрованного кислотой, отличающийся тем, что предварительно в пласт закачивают 5-10% водный раствор жидкого стекла с кремнеземным модулем 1,5-3,5, а изолирующее гелеобразующее жидкое стекло оттитровывают соляной кислотой до рН 9,1-11,4, при этом объемное соотношение указанных последовательно закачиваемых растворов жидкого стекла составляет от 0,01 до 0,25.