EA031680B1 - Sand plug washout method - Google Patents
Sand plug washout method Download PDFInfo
- Publication number
- EA031680B1 EA031680B1 EA201800037A EA201800037A EA031680B1 EA 031680 B1 EA031680 B1 EA 031680B1 EA 201800037 A EA201800037 A EA 201800037A EA 201800037 A EA201800037 A EA 201800037A EA 031680 B1 EA031680 B1 EA 031680B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- snkx
- reagent
- aluminum nanoparticles
- sand
- aqueous solution
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, применяется для выноса частиц песка и механических примесей в эксплуатационных скважинах, осложненных пескопроявлением. Задачей данного изобретения является разработка способа для промывки песчаной пробки, способной обеспечить наиболее полный вынос частиц песка и механических примесей на поверхность. Поставленная задача решается тем, что способ промывки песчаной пробки в нефтяной скважине, включающий закачку водного раствора реагента SNKX-04, представляющего собой смесь карбоната натрия (45%), хлорида натрия (40%), моющего порошка (15%), перед закачкой водного раствора реагента SNKX-04 в него дополнительно вводят наночастицы алюминия размером 50-100 нм при следующем соотношении компонентов, мас.%: SNKX-04 - 0,2-0,4, наночастицы алюминия - 0,001-0,1, морская или техническая вода - остальное.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, используется для выноса частиц песка и механических примесей в эксплуатационных скважинах, осложненных пескопроявлением.
Известен способ промывки песчаной пробки, заключающийся в приготовлении промывочной жидкости, который ведут в два этапа: первоначально смешивают техническую воду в количестве 70-75об.% с одноатомным спиртом в количестве 20-30об.%, затем в полученный раствор добавляют неонол водорастворимый в количестве 1,0-1,5% и после этого осуществляют промывку скважины в зоне образования песчаной пробки [1].
Недостатком указанного способа является сложность процесса приготовления промывочной пенообразующей жидкости, а также возможность поглощения части промывочной жидкости.
Известен способ промывки песчаной пробки путем пенообразования непосредственно в стволе скважины в присутствии поверхностно-активных веществ, где в качестве поверхностно-активных веществ используют смесь водного раствора лигносульфоната (8,0-9,0%) и моющего порошка (0,7-2,0%) [2].
В связи с тем, что скважины, длительное время находящиеся в эксплуатации, обладают высокой поглотительной способностью, применение указанного способа сопровождается поглощением части указанной смеси пластом. Это приводит к повышению себестоимости добываемой продукции вследствие увеличения срока освоения и восстановления первоначального режима работы скважины.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ промывки песчаной пробки путем закачки реагента SNKX-04 концентрацией 0,2-0,4% и воды [3]. Способ, принятый за прототип, включает закачку водного раствора реагента SNKX-04, состоящего из смеси карбоната натрия (45%), хлорида натрия (40%) и моющего порошка (15%).
Однако применение указанного способа в глубоких вертикальных и наклонных скважинах не может обеспечить наиболее полный вынос частиц песка и механических примесей на поверхность, так как созданная пенная система не обладает достаточной устойчивостью к разрушению.
Задачей данного изобретения является разработка способа для промывки песчаной пробки, способного обеспечить наиболее полный вынос частиц песка и механических примесей на поверхность.
Способ промывки песчаной пробки, включающий закачку водного раствора реагента SNKX-04, заключается в том, что перед закачкой водного раствора SNKX-04 в него дополнительно вводят наночастицы алюминия размером 50-100 нм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
SNKX-04 0,2 - 0,4
Наночастицы алюминия 0,001-0,1
Морская или техническая вода остальное
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при смешивании наночастиц алюминия с водным раствором реагента SNKX-04 образуется стабильная, устойчивая к разрушению пенная система, обладающая вязкопластичными свойствами. Добавка наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04 приводит к увеличению вязкости раствора и предотвращению проникновения жидкости в продуктивный пласт, способствует также снижению гидравлических сопротивлений. Закачиваемый водный раствор реагента SNKX-04 с добавлением наночастиц алюминия обладает синергетическим эффектом, достигаемым в результате способности к созданию стабильной пенной системы каждого из указанных компонентов. В результате осуществления предложенного способа в течение длительного промежутка времени частицы песка и механических примесей находятся во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок.
Способ осуществляют следующим способом.
Перед промывкой скважины проводятся необходимые подготовительные работы. Наземные коммуникации проверяются на герметичность, выбираются и проверяются промывочные трубы и промывочный насос, замеряется глубина забоя. В качестве промывочных труб используют насоснокомпрессорные трубы, тип и диаметр которых выбирают в зависимости от конструкции скважины. Перед промывкой песчаной пробки всю систему необходимо промыть водой и опрессовать на давление, которое должно быть не менее ожидаемого давления в 1,5 раз.
Устье скважины оборудуется по стандартной схеме, предусмотренной для промывок песчаных пробок скважин пенными системами. Все узлы и агрегаты соединяют трубопроводами. Готовят промывочную пенообразующую смесь, состоящую из водного раствора реагента SNKX-04 и наночастиц алюминия. Готовая смесь тщательно перемешивается для равномерного распределения наночастиц алюминия и заливается в технологическую емкость в количестве, рассчитанном для каждого конкретного случая. Спускают колонну промывочных труб таким образом, чтобы насадка, установленная в их нижней части, находилась не выше 10 м от начала песчаной пробки. Включают насос промывочного агрегата.
Осуществляют прямую циркуляцию пенной системы, созданной путем смешивания водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия, которая подается к песчаной пробке через колонну промывочных труб, спущенных в скважину. Столб жидкости в скважине заменяется образованной пенной системой, состоящей из смеси водного раствора реагента SNKX-04 и наночастиц алюминия. После
- 1 031680 создания циркуляции пенной системы - водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия начинают с помощью подъемника спускать в скважину колонну промывочных труб. Спуск проводят на минимальной скорости. При этом необходимо контролировать, чтобы колонна промывочных труб не встала на песчаную пробку. Одновременно фиксируются показания манометра, установленного на нагнетательной линии промывочного насоса. Твердые частицы песка и механических примесей, составляющие размываемую песчаную пробку, выносятся на поверхность по кольцевому пространству между эксплуатационной колонной и колонной промывочных труб.
Промывка скважины при постоянной циркуляции пенной системы - одного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия продолжается до тех пор, пока песок и механические примеси, находящиеся во взвешенном состоянии в кольцевом пространстве между НКТ и промывочными трубами, не будут вынесены на поверхность.
Для испытания предложенного способа были проведены эксперименты в лабораторных условиях. Разработка способа при различных соотношениях компонентов смеси, состоящей из наночастиц алюминия и водного раствора реагента SNKX-04, осуществлялась в следующей последовательности.
Реагент SNKX-04 растворяют в воде (морской или технической). Затем на аналитических весах взвешивают наночастицы алюминия. К приготовленному водному раствору SNKX-04 добавляют навеску наночастиц алюминия. В целях обеспечения равномерного распределения наночастиц алюминия в водном растворе SNKX-04 смесь тщательно перемешивают.
Как известно, устойчивость образованной пенной системы обусловлена временем существования пены. Время, прошедшее с момента образования пены до момента ее полного разрушения, характеризует степень устойчивости пенной системы. С помощью секундомера определяется время образования и время устойчивости (стабильности) созданной пенной системы. Однако закачиваемая в скважину пенная система эффективна в тот период времени, при котором сохраняются ее структурно-механические свойства. Поэтому в лабораторных исследованиях устойчивость определяют по скорости выделения из пены 50% пенообразующей жидкости.
В фарфоровый стакан вместимостью 0,0005-0,0007 м3 наливают 0,25%-ный раствор реагента SNKX-04 с добавлением наночастиц алюминия в количестве 0,0001 м3. Включают секундомер и отсчитывают время продолжительности жизни пены, а пену переводят в градуированный отстойник, где определяют ее начальный объем, который соответствует пенообразующей способности смеси, состоящей из реагента SNKX-04 с добавлением наночастиц алюминия. Далее определяется время выделения 0,00005 м3 пенообразующей жидкости, содержащей водный раствор реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия.
Средняя скорость выделения жидкости будет равна половине взятого ее количества (в м3/с) vcp = 0,00005/т5();
где τ50 - время выделения 50% пенообразующей жидкости, то есть время полураспада пенной системы, созданной путем смешивания водного раствора реагента SNKX-04 с добавлением наночастиц алюминия.
Чем меньше скорость выделения жидкости, тем выше устойчивость пены. Она выражается величиной, обратной скорости выделения пенообразующей жидкости
где S - устойчивость пены.
Результаты экспериментальных исследований по определению устойчивости пенной системы, созданной с помощью 0,25%-го водного раствора реагента SNKX-04 без добавки наночастиц алюминия и с добавлением наночастиц алюминия концентрациями, соответственно, 0,001%; 0,0085%; 0,0650% и 0,1% приведены в табл. 1.
Как видно из табл. 1, устойчивость пенной системы, созданной путем смешивания водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия выше по сравнению с прототипом. При этом с увеличением концентрации наночастиц алюминия повышается устойчивость созданной пенной системы.
Оптимальная концентрация наночастиц алюминия, добавленная в водный раствор реагента SNKX04, при которой созданная пенная система приобретает наибольшую устойчивость, составляет 0,0010,1%.
- 2 031680
Таблица 1
Дальнейшее увеличение концентрации наночастиц алюминия не приводит к повышению устойчивости пенной системы. Это объясняется тем, что устойчивость пенной системы (структура пенного каркаса) не определяется только механической прочностью. Максимальная устойчивость наблюдается только при плотности адсорбционного слоя до его насыщения, когда еще не потеряна способность адсорбционного слоя к восстановлению при нарушении равновесия и молекулы сохраняют подвижность, которая теряется в насыщенном мономолекулярном адсорбционном слое. Таким образом, оптимальная концентрация наночастиц алюминия в водном растворе SNKX-04 соответствует недонасыщенному адсорбционному слою и этим достигается высокая устойчивость созданной пенной системы (гибкая структура пенного каркаса).
Для определения устойчивости пенной системы, созданной путем добавления наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04, были проведены опытные работы на стендовой скважине. Пенная система была создана на поверхности путем смешивания 0,25%-го водного раствора реагента SNKX04 с наночастицами алюминия в технологической емкости.
Устойчивость созданной пенной системы, состоящей из смеси водного раствора реагента SNKX-04 и наночастиц алюминия, была изучена при циркуляции в скважине диаметром 168 мм и глубиной 1500 м. Движение пенной системы - водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия осуществлялось вначале вниз по насосно-компрессорным трубам диаметром 63,5 мм, а затем по затрубному пространству вверх до устья скважины. Циркуляция осуществлялась при расходе жидкости 0,003 м3/с. Соответствующие эксперименты были проведены для 0,25%-го водного раствора реагента SNKX-04 без добавки наночастиц алюминия и с добавлением наночастиц алюминия концентрациями, соответственно, 0,001%; 0,0085%; 0,0650%; 0,1% и 0,130%.
Результаты проведенных экспериментов по изучению устойчивости пенной системы, циркулирующей в стендовой скважине, приведены в табл. 2.
Таблица 2
Как можно видеть по представленной таблице, добавка наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04 приводит к увеличению устойчивости созданной пенной системы по сравнению с прототипом. Устойчивость образованной пенной системы повышается при увеличении концентрации наночастиц алюминия в смеси. Однако увеличение концентрации наночастиц алюминия выше 0,1% не приводит к существенному повышению устойчивости созданной пенной системы. При этом величина устойчивости созданной пенной системы после ее выхода из скважины значительно выше, чем при образовании ее в лабораторных условиях. Следовательно, в результате турбулизации потока и интенсивного диспергирования пузырьков происходит дополнительная стабилизация пенной системы, созданной пу
- 3 031680 тем смешивания водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия.
В лабораторных условиях плотность пенной системы, созданной путем смешивания водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия, определяли с помощью пикнометра.
Плотность пены составляет
Рп = Рп/Рж;
где рп - плотность пены;
Рп - масса пены в объеме пикнометра;
Рж - масса пенообразующей жидкости, состоящей из водного раствора реагента SNKX-04 с наночастицами алюминия.
Реологические свойства смеси, образованной путем добавления наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04, определяли на ротационном вискозиметре Реотест-2.1 при температуре 298 К. Необходимый объем полученной смеси заливают в измерительное устройство вискозиметра и прово дят измерения напряжения сдвига при разных значениях скорости сдвига.
Экспериментальные исследования по определению показателей пенной системы, созданной путем добавления наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04 проводились при атмосферном давлении и температуре 293-298 К. Ниже приводятся примеры проведенных экспериментов.
Пример 1. Наночастицы алюминия концентрацией 0,0008% добавляют в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,30% (опыт № 1).
Время появления пены - мгновенное, устойчивость пенной системы составляет 89,5%, время затухания пены составляет 5500 с, объем 0,9 м3, а плотность пенной системы составляет 0,480 кг/м3.
Пример 2. Наночастицы алюминия концентрацией 0,001% добавляют в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,30% (опыт № 2). Время появления пены - мгновенное, устойчивость пенной системы составляет 92,6%, время затухания пены составляет 7812 с, объем 1,2 м3, а плотность пенной системы составляет 0,522 кг/м3.
Пример 3. Наночастицы алюминия концентрацией 0,1% добавляют в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,30% (опыт № 4). Время появления пены - мгновенное, устойчивость пенной системы составляет 93,5%, время затухания пены составляет 8318 с, объем 1,4 м3, а плотность пенной системы составляет 0,526 кг/м3.
Пример 4. Наночастицы алюминия концентрацией 0,130% добавляют в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,35% (опыт № 6). Время появления пены - мгновенное, устойчивость пенной системы составляет 92,3%, время затухания пены составляет 7800 с, объем 1,3 м3, а плотность пенной системы составляет 0,522 кг/м3.
Таблица 3
В табл. 3 приведены результаты проведенных экспериментальных исследований.
Как видно из таблицы, добавка наночастиц алюминия в водный раствор реагента SNKX-04 сопровождается улучшением показателей созданной пенной системы по сравнению с прототипом. Вместе с тем, при добавлении наночастиц алюминия концентрацией 0,0008% в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,20% образуется пенная система, которая обладает недостаточной устойчивостью для того, чтобы частицы песка и механических примесей находились в растворе во взвешенном состоянии. Таким образом, созданная пенная система не обеспечивает условия для наиболее полного выноса кольматирующих частиц на поверхность. В свою очередь при добавлении наночастиц алюминия концентрацией 0,145% в водный раствор реагента SNKX-04 концентрацией 0,4% повышения устойчивости образованной пенной системы не наблюдается. В дальнейших экспериментах, проведенных с увеличением концентрации наночастиц алюминия больше 0,1%, наблюдается последовательная продолжительность указанного процесса.
Результаты проведенных экспериментальных исследований по разработке способа свидетельствуют о том, что добавление наночастиц алюминия концентрацией меньше 0,001% приводит к образованию пенной системы, показатели которой не могут обеспечить удержания частиц песка и механических при
- 4 031680 месей во взвешенном состоянии длительное время. Увеличение концентрации наночастиц алюминия больше 0,1% также не приводит к улучшению показателей, характеризующих устойчивость созданной пенной системы. Разработанный способ наиболее оптимален при концентрациях наночастиц алюминия 0,001-0,1%.
Литература.
1. Патент RU 2188304, Е21В 37/00, Е21В 19/22, 2002.
2. Azorbaycan Respublikasimn Patenti ί 20050153, Ε21Β 21/14, 2005.
3. Azerbaycan Respublikasimn Patenti ί 2012 0020, E21B 21/14, 2008.
The invention relates to the oil industry, in particular, is used for the removal of sand particles and mechanical impurities in production wells, complicated by sand formation. The objective of this invention is to develop a method for washing sand plug, capable of providing the most complete removal of particles of sand and mechanical impurities to the surface. The problem is solved in that a method of washing a sand plug in an oil well, which involves injecting an aqueous solution of SNKX-04 reagent, which is a mixture of sodium carbonate (45%), sodium chloride (40%), washing powder (15%), before pumping water The solution of the SNKX-04 reagent is additionally injected with aluminum nanoparticles with a size of 50-100 nm in the following ratio, wt.%: SNKX-04 - 0.2-0.4, aluminum nanoparticles - 0.001-0.1, sea or industrial water - the rest.
The invention relates to the oil industry, in particular, is used for the removal of sand particles and mechanical impurities in production wells, complicated by sand formation.
There is a method of washing the sand plug, which consists in preparing a washing liquid, which is carried out in two stages: initially 70 to 75% by volume industrial water is mixed with 20 to 30% by monohydric alcohol, then neonol is soluble in the resulting solution in an amount of 1 , 0-1,5% and after this, the well is washed in the zone of formation of a sand plug [1].
The disadvantage of this method is the complexity of the process of preparation of the washing foaming liquid, as well as the possibility of absorption of part of the washing liquid.
There is a method of washing the sand plug by foaming directly in the wellbore in the presence of surfactants, where a mixture of an aqueous solution of lignosulfonate (8.0–9.0%) and detergent powder (0.7–2, 0%) [2].
Due to the fact that wells that have been in operation for a long time, have a high absorptive capacity, the use of this method is accompanied by the absorption of a part of the specified mixture. This leads to an increase in the cost of production due to the increase in the development period and the restoration of the original mode of operation of the well.
Closest to the proposed technical solution is the method of washing the sand plug by injecting reagent SNKX-04 with a concentration of 0.2-0.4% and water [3]. The method adopted for the prototype involves the injection of an aqueous solution of the reagent SNKX-04, consisting of a mixture of sodium carbonate (45%), sodium chloride (40%) and detergent powder (15%).
However, the application of this method in deep vertical and inclined wells cannot provide the most complete removal of particles of sand and mechanical impurities to the surface, since the foam system created is not sufficiently resistant to destruction.
The objective of this invention is to develop a method for washing a sand plug, capable of providing the most complete removal of sand particles and mechanical impurities to the surface.
The method of washing the sand plug, including the injection of an aqueous solution of the SNKX-04 reagent, is that, before the injection of the aqueous solution of SNKX-04, aluminum nanoparticles of 50–100 nm are additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:
SNKX-04 0.2 - 0.4
Aluminum nanoparticles 0.001-0.1
Sea or industrial water the rest
The essence of the invention lies in the fact that when aluminum nanoparticles are mixed with an aqueous solution of the SNKX-04 reagent, a foamy system that is stable to breakage and which has viscoplastic properties is formed. The addition of aluminum nanoparticles to an aqueous solution of the SNKX-04 reagent increases the viscosity of the solution and prevents the penetration of fluid into the reservoir, and also contributes to the reduction of hydraulic resistance. The injected aqueous solution of SNKX-04 reagent with the addition of aluminum nanoparticles has a synergistic effect achieved as a result of the ability to create a stable foam system of each of these components. As a result of the implementation of the proposed method for a long period of time, particles of sand and mechanical impurities are suspended and do not precipitate.
The method is carried out in the following way.
Before flushing the well, the necessary preparatory work is carried out. Ground communications are checked for tightness, flushing pipes and flushing pump are selected and checked, the bottomhole depth is measured. As flushing pipes, pump-compressor pipes are used, the type and diameter of which are chosen depending on the well design. Before washing the sand plug, the entire system must be washed with water and pressurized to a pressure that must be at least 1.5 times the expected pressure.
The wellhead is equipped according to the standard scheme provided for flushing sand plugs with foam systems. All components and assemblies are connected by pipelines. Prepare a wash foam mixture consisting of an aqueous solution of SNKX-04 reagent and aluminum nanoparticles. The finished mixture is thoroughly mixed for uniform distribution of aluminum nanoparticles and poured into the process tank in an amount calculated for each case. Down the column wash pipes so that the nozzle installed in their lower part, was no higher than 10 m from the beginning of the sand plug. Turn on the pump flushing unit.
The foam system is directly circulated; it is created by mixing an aqueous solution of SNKX-04 reagent with aluminum nanoparticles, which is supplied to the sand plug through a column of flushing pipes lowered into the well. The column of fluid in the well is replaced by the formed foam system consisting of a mixture of an aqueous solution of the SNKX-04 reagent and aluminum nanoparticles. After
- 1 031680 create circulation foam system - an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with aluminum nanoparticles begin using the lift to lower into the well the column of flushing pipes. The descent is carried out at minimum speed. At the same time it is necessary to control that the column of flushing pipes does not stand on the sand plug. At the same time, the readings of a pressure gauge mounted on the discharge line of the flushing pump are recorded. Solid particles of sand and mechanical impurities that make up the eroded sand plug are brought to the surface through the annular space between the production casing and the column washing pipes.
Flushing the well with a constant circulation of the foam system - one solution of SNKX-04 reagent with aluminum nanoparticles lasts until sand and mechanical impurities suspended in the annular space between the tubing and flushing pipes are brought to the surface.
For testing the proposed method, experiments were performed in the laboratory. The development of the method with different ratios of the components of the mixture consisting of aluminum nanoparticles and an aqueous solution of the SNKX-04 reagent was carried out in the following sequence.
Reagent SNKX-04 is dissolved in water (marine or technical). Then, aluminum nanoparticles are weighed on an analytical balance. To the prepared aqueous solution of SNKX-04 add a portion of aluminum nanoparticles. In order to ensure uniform distribution of aluminum nanoparticles in an aqueous solution of SNKX-04, the mixture is thoroughly mixed.
As is known, the stability of the formed foam system is due to the lifetime of the foam. The time elapsed from the moment of foam formation to the moment of its complete destruction characterizes the degree of stability of the foam system. With the help of a stopwatch, the time of formation and the time of stability (stability) of the created foam system are determined. However, the foam system injected into the well is effective in that period of time when its structural and mechanical properties are preserved. Therefore, in laboratory studies, the stability is determined by the rate of release of 50% of the foaming liquid from the foam.
In a porcelain cup with a capacity of 0.0005-0,0007 m 3 pour 0.25% solution of the reagent SNKX-04 with the addition of aluminum nanoparticles in the amount of 0.0001 m 3 . A stopwatch is turned on and the longevity time of the foam is counted, and the foam is transferred to a graduated sump, where its initial volume is determined, which corresponds to the foaming capacity of the mixture consisting of SNKX-04 reagent with the addition of aluminum nanoparticles. Next, determine the time of allocation 0,00005 m 3 foaming liquid containing an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with aluminum nanoparticles.
The average rate of fluid release will be equal to half of its quantity taken (in m 3 / s) v cp = 0.00005 / t5 () ;
where τ 50 is the time of separation of 50% of the foaming liquid, that is, the half-life of the foam system created by mixing an aqueous solution of the SNKX-04 reagent with the addition of aluminum nanoparticles.
The lower the rate of discharge of the liquid, the higher the stability of the foam. It is expressed by the reciprocal of the rate of release of the foaming liquid.
where S is the foam stability.
The results of experimental studies to determine the stability of the foam system, created using a 0.25% aqueous solution of the SNKX-04 reagent without the addition of aluminum nanoparticles and with the addition of aluminum nanoparticles with concentrations of, respectively, 0.001%; 0.0085%; 0.0650% and 0.1% are given in table. one.
As can be seen from the table. 1, the stability of the foam system created by mixing an aqueous solution of the SNKX-04 reagent with aluminum nanoparticles is higher compared to the prototype. At the same time, with an increase in the concentration of aluminum nanoparticles, the stability of the created foam system increases.
The optimal concentration of aluminum nanoparticles added to the aqueous solution of the SNKX04 reagent, at which the foam system created becomes the most stable, is 0.0010.1%.
- 2 031680
Table 1
A further increase in the concentration of aluminum nanoparticles does not increase the stability of the foam system. This is explained by the fact that the stability of the foam system (the structure of the foam frame) is not determined solely by mechanical strength. The maximum stability is observed only when the density of the adsorption layer is up to its saturation, when the ability of the adsorption layer to restore when there is an imbalance is not lost and the molecules retain mobility that is lost in the saturated monomolecular adsorption layer. Thus, the optimal concentration of aluminum nanoparticles in an aqueous solution of SNKX-04 corresponds to an undersaturated adsorption layer and this achieves a high stability of the created foam system (flexible structure of the foam frame).
To determine the stability of the foam system created by adding aluminum nanoparticles to an aqueous solution of SNKX-04 reagent, experimental work was carried out on a test well. A foam system was created on the surface by mixing a 0.25% aqueous solution of SNKX04 reagent with aluminum nanoparticles in a process tank.
The stability of the created foam system, consisting of a mixture of an aqueous solution of SNKX-04 reagent and aluminum nanoparticles, was studied when circulating in a well with a diameter of 168 mm and a depth of 1500 m. -Compressor pipes with a diameter of 63.5 mm, and then through the annulus up to the wellhead. Circulation was carried out at a flow rate of 0.003 m 3 / s. The corresponding experiments were carried out for a 0.25% aqueous solution of the SNKX-04 reagent without the addition of aluminum nanoparticles and with the addition of aluminum nanoparticles with concentrations of, respectively, 0.001%; 0.0085%; 0.0650%; 0.1% and 0.130%.
The results of the experiments to study the stability of the foam system circulating in the test well are shown in Table. 2
table 2
As you can see from the table, the addition of aluminum nanoparticles to an aqueous solution of SNKX-04 reagent leads to an increase in the stability of the foam system created compared to the prototype. The stability of the formed foam system increases with increasing concentration of aluminum nanoparticles in the mixture. However, increasing the concentration of aluminum nanoparticles above 0.1% does not lead to a significant increase in the stability of the created foam system. At the same time, the stability value of the created foam system after its exit from the well is much higher than when it is formed in laboratory conditions. Consequently, as a result of the flow turbulization and the intense dispersion of bubbles, the foam system created by
- 3 031680 order mixing an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with aluminum nanoparticles.
Under laboratory conditions, the density of the foam system, created by mixing an aqueous solution of SNKX-04 reagent with aluminum nanoparticles, was determined using a pycnometer.
The density of the foam is
Рп = Рп / Рж;
where p p - the density of the foam;
R p - the mass of foam in the volume of the pycnometer;
P W - the mass of the foaming liquid consisting of an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with aluminum nanoparticles.
The rheological properties of the mixture formed by adding aluminum nanoparticles to an aqueous solution of SNKX-04 were determined on a Reotest-2.1 rotational viscometer at a temperature of 298 K. The required volume of the mixture obtained is poured into the measuring device of the viscometer and the shear stress is measured at different shear rates.
Experimental studies to determine the performance of the foam system created by adding aluminum nanoparticles to an aqueous solution of SNKX-04 reagent were carried out at atmospheric pressure and a temperature of 293-298 K. Below are examples of the experiments performed.
Example 1. Aluminum nanoparticles with a concentration of 0.0008% are added to an aqueous solution of SNKX-04 reagent with a concentration of 0.30% (experiment no. 1).
The time of foam appearance is instantaneous, the stability of the foam system is 89.5%, the foam decay time is 5500 s, the volume is 0.9 m 3 , and the density of the foam system is 0.480 kg / m 3 .
Example 2. Aluminum nanoparticles with a concentration of 0.001% are added to an aqueous solution of the SNKX-04 reagent with a concentration of 0.30% (experiment No. 2). The time of foam appearance is instantaneous, the stability of the foam system is 92.6%, the foam decay time is 7812 s, the volume is 1.2 m 3 , and the density of the foam system is 0.522 kg / m 3 .
Example 3. Aluminum nanoparticles with a concentration of 0.1% is added to an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with a concentration of 0.30% (experiment No. 4). The time of foam appearance is instantaneous, the stability of the foam system is 93.5%, the foam decay time is 8318 s, the volume is 1.4 m 3 , and the density of the foam system is 0.526 kg / m 3 .
Example 4. Aluminum nanoparticles with a concentration of 0.130% are added to an aqueous solution of the reagent SNKX-04 with a concentration of 0.35% (experiment No. 6). The time of foam appearance is instantaneous, the stability of the foam system is 92.3%, the foam decay time is 7800 s, the volume is 1.3 m 3 , and the density of the foam system is 0.522 kg / m 3 .
Table 3
In tab. 3 shows the results of experimental studies.
As can be seen from the table, the addition of aluminum nanoparticles to an aqueous solution of the SNKX-04 reagent is accompanied by an improvement in the performance of the foam system created in comparison with the prototype. At the same time, when aluminum nanoparticles are added with a concentration of 0.0008% to an aqueous solution of SNKX-04 reagent with a concentration of 0.20%, a foam system is formed, which is not sufficiently stable for particles of sand and mechanical impurities to be in solution in suspension. Thus, the created foam system does not provide the conditions for the most complete removal of clogging particles to the surface. In turn, when adding aluminum nanoparticles with a concentration of 0.145% to an aqueous solution of the SNKX-04 reagent with a concentration of 0.4%, no increase in the stability of the formed foam system is observed. In further experiments carried out with an increase in the concentration of aluminum nanoparticles greater than 0.1%, a consistent duration of this process is observed.
The results of experimental studies on the development of the method show that the addition of aluminum nanoparticles with a concentration of less than 0.001% leads to the formation of a foam system, whose performance cannot ensure the retention of sand particles and mechanical particles.
- 4 031680 months in suspension for a long time. An increase in the concentration of aluminum nanoparticles greater than 0.1% also does not lead to an improvement in the indicators characterizing the stability of the created foam system. The developed method is the most optimal at concentrations of aluminum nanoparticles of 0.001-0.1%.
Literature.
1. Patent RU 2188304, Е21В 37/00, Е21В 19/22, 2002.
2. Azorbaycan Respublikasimn Patenti 2005 2005, 2121/14, 2005.
3. Azerbaycan Respublikasimn Patenti ί 2012 0020, E21B 21/14, 2008.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800037A EA031680B1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Sand plug washout method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201800037A EA031680B1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Sand plug washout method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201800037A1 EA201800037A1 (en) | 2019-01-31 |
| EA031680B1 true EA031680B1 (en) | 2019-02-28 |
Family
ID=65137775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201800037A EA031680B1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Sand plug washout method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA031680B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011675C1 (en) * | 1987-05-04 | 1994-04-30 | Сахалинский научно-исследовательский и проектный институт "СахалинНИПИморнефть" | Drilling solution for finishing wells |
| RU2434042C1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-11-20 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг) | Composition for treatment of bottomhole zone of oil reservoirs |
| US20140290958A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of Nanoparticles in Cleaning Well Bores |
-
2017
- 2017-10-05 EA EA201800037A patent/EA031680B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2011675C1 (en) * | 1987-05-04 | 1994-04-30 | Сахалинский научно-исследовательский и проектный институт "СахалинНИПИморнефть" | Drilling solution for finishing wells |
| RU2434042C1 (en) * | 2009-10-27 | 2011-11-20 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг) | Composition for treatment of bottomhole zone of oil reservoirs |
| US20140290958A1 (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of Nanoparticles in Cleaning Well Bores |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201800037A1 (en) | 2019-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3375872A (en) | Method of plugging or sealing formations with acidic silicic acid solution | |
| US11162023B2 (en) | Method for treatment of bottomhole formation zone | |
| WO2017095253A1 (en) | Method of treating a well with the formation of proppant structures (variants) | |
| RU2583104C1 (en) | Method for processing bottomhole formation zone | |
| CA3073489A1 (en) | Method for killing oil and gas wells | |
| Bello et al. | Proppant transport in hydraulic fractures by creating a capillary suspension | |
| RU2717012C1 (en) | Composition for bottom-hole formation treatment of oil formation | |
| US2713033A (en) | Acidizing oil-bearing formations | |
| EA031680B1 (en) | Sand plug washout method | |
| RU2720025C1 (en) | Casing string cementing method in well | |
| RU2397195C1 (en) | Gel-forming compositions for well water sealing | |
| RU2379474C2 (en) | Wells high intensity absorption intervals insulation method and aerated slurry for its execution | |
| RU2547025C1 (en) | Method of development of oil deposits with nonuniform permeability (versions) | |
| RU2252238C1 (en) | Foam forming composition for productive stratum perforation | |
| RU2620685C1 (en) | Hydrophobic emulsion for carbonate bed treatment | |
| RU2827721C1 (en) | Hydraulic fracturing fluid based on synthetic gelling agent and surface water, method of its preparation and method of treating formation using said fluid | |
| RU2118450C1 (en) | Method for treating bottom-hole zone of well | |
| US2122483A (en) | Method and means for acidizing wells | |
| RU2434042C1 (en) | Composition for treatment of bottomhole zone of oil reservoirs | |
| RU2244812C1 (en) | Method for oil bed extraction | |
| RU2754552C1 (en) | Production well killing method (options) | |
| RU2614997C1 (en) | Method of water inflow limitation in fractured carbone reservoirs | |
| US2327017A (en) | Treatment of wells producing mineral fluid | |
| RU2738544C1 (en) | Method for development of inhomogeneous oil formation | |
| RU2622573C2 (en) | Way of hydraulic seam fracture by means of ultra low mass proppant suspended mixtures and gas streams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |