RU2014444C1

RU2014444C1 - Method of isolation of water influx into well

Info

Publication number: RU2014444C1
Authority: RU
Inventors: Т.-К. Хошанов; В.А. Аннабаев
Original assignee: Туркменский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: oil-and-gas production industry. SUBSTANCE: polyamide 6 at a 5-11 mass per cent ratio is added to 48-96% sulfuric acid, which is then simultaneously and separately pumped into treated well interval along with oil. EFFECT: enhanced efficiency.

Description

Изобретение относится к нефте- и газодобывающей промышленности, в частности к способам изоляции водопритоков в скважинах, и может быть использовано для повышения производительности нефтяных и газовых скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods for isolating water inflows in wells, and can be used to increase the productivity of oil and gas wells.

Известны способы ограничения притока вод в скважинах путем закачки в обрабатываемый интервал фенолформальдегидной смолы, полиакрилонитрила, гидролизованного полиакриламида, кремнеорганических соединений и др. (Петухов В. К. , Газизов А.Ш. Применение водорастворимых полимеров для изоляции притока вод в добывающие скважины. - М.: ВНИИОНГ, 1982, с. 34). Known methods for limiting the flow of water in wells by injecting phenol-formaldehyde resin, polyacrylonitrile, hydrolyzed polyacrylamide, organosilicon compounds, etc. into the treatment interval (Petukhov V.K., Gazizov A.Sh. The use of water-soluble polymers to isolate the flow of water into production wells. - M .: VNIIONG, 1982, p. 34).

Недостатком способов является их низкая эффективность в пластах, содержащих слабоминерализованные воды. The disadvantage of these methods is their low efficiency in formations containing weakly saline water.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ ограничения притока пластовых вод в скважину, включающий закачку серной кислоты и нефти в призабойную зону пласта в соотношении 1 : 1 [1]. Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of limiting the flow of formation water into the well, including the injection of sulfuric acid and oil into the bottomhole formation zone in a ratio of 1: 1 [1].

Сущность способа основана на образовании органоминерального закупоривающего материала в результате реакции серной кислоты с нефтью и катионами кальция. При взаимодействии серной кислоты с нефтью образуется органическая закупоривающая структура - кислый гудрон. Эта структура насыщается гипсом - продуктом взаимодействия серной кислоты с катионом кальция. В результате образуется органоминеральная закупоривающая масса. The essence of the method is based on the formation of organic mineral blocking material as a result of the reaction of sulfuric acid with oil and calcium cations. The interaction of sulfuric acid with oil forms an organic clogging structure - acid tar. This structure is saturated with gypsum - the product of the interaction of sulfuric acid with a calcium cation. As a result, an organomineral clogging mass is formed.

Основными недостатками способа являются:
- быстрое снижение концентрации серной кислоты ниже 78% из-за разбавления пластовой водой и взаимодействия с компонентами пласта, приводящее к прекращению образования кислого гудрона - органической закупоривающей структуры;
- ограниченная глубина воздействия из-за интенсивного снижения реакционной способности серной кислоты по мере продвижения ее по пласту;
- зависимость эффективности способа от химического состава пластовой нефти и воды.The main disadvantages of the method are:
- a rapid decrease in the concentration of sulfuric acid below 78% due to dilution with formation water and interaction with the components of the formation, leading to the cessation of the formation of acid tar - an organic clogging structure;
- limited exposure depth due to an intense decrease in the reactivity of sulfuric acid as it moves through the formation;
- the dependence of the effectiveness of the method on the chemical composition of the reservoir oil and water.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет увеличения глубины воздействия и обеспечения необходимого качества и количества тампонирующего материала. The aim of the invention is to increase the efficiency of the method by increasing the depth of exposure and ensuring the necessary quality and quantity of plugging material.

Достигается это тем, что в способе изоляции водопритоков в скважинах, заключающемся в одновременно-раздельной закачке нефти и серной кислоты в обрабатываемый интервал пласта, перед закачкой в пласт 48-96%-ной концентрации серной кислоты в нее вводят полиамид - 6 с концентрацией 6-11 мас.%. This is achieved by the fact that in the method of isolating water inflows in wells, which consists in simultaneously simultaneously injecting oil and sulfuric acid into the treated interval of the formation, polyamide - 6 with a concentration of 6- is introduced into the formation before a 48-96% sulfuric acid concentration is injected into it 11 wt.%.

Сущность способа заключается в следующем. Вначале в серной кислоте с концентрацией 48-96 мас.% растворяют полиамид - 6 в количестве 6-11 мас.%. Затем в обрабатываемый интервал одновременно-раздельно закачивают нефть и раствор полиамида в серной кислоте в объемном соотношении 1 : 1. The essence of the method is as follows. First, in sulfuric acid with a concentration of 48-96 wt.% Dissolve polyamide-6 in the amount of 6-11 wt.%. Then, oil and a solution of polyamide in sulfuric acid in a volume ratio of 1: 1 are simultaneously and separately pumped into the processed interval.

В основе способа лежат физико-химические превращения, происходящие в пласте при контакте раствора полиамида в серной кислоте с нефтью и пластовой водой. В пределах концентрации серной кислоты от 96 до 78% закупорка водопроницаемых зон происходит как за счет образования кислого гудрона и гипса, так и за счет выделения твердого полиамида из раствора. В пределах концентрации серной кислоты от 77 до 48% закупорка происходит только за счет выделения твердого полиамида. В результате независимо от концентрации серной кислоты в поровом пространстве постоянно образуется органическая закупоривающая структура: гудрон - полиамид. The method is based on physicochemical transformations occurring in the formation upon contact of a solution of polyamide in sulfuric acid with oil and formation water. In the range of sulfuric acid concentration from 96 to 78%, blockage of permeable zones occurs both due to the formation of acid tar and gypsum, and due to the release of solid polyamide from the solution. In the range of sulfuric acid concentration from 77 to 48%, blockage occurs only due to the release of solid polyamide. As a result, regardless of the concentration of sulfuric acid in the pore space, an organic clogging structure is constantly formed: tar - polyamide.

Отличительной особенностью нового способа от известного является то, что в известном способе неизбежное снижение концентрации серной кислоты в результате взаимодействия ее с компонентами пласта и разбавления водой приводит к уменьшению объема закупоривающей массы, а в предлагаемом способе - к увеличению объема закупоривающей массы, что обуславливает положительный эффект. A distinctive feature of the new method from the known one is that in the known method the inevitable decrease in the concentration of sulfuric acid as a result of its interaction with the formation components and dilution with water leads to a decrease in the volume of the clogging mass, and in the proposed method to increase the volume of the clogging mass, which leads to a positive effect .

Полиамиды содержат в составе основного звена амидную группу -СОNH₂или -CO-NH-. Обладают высокой прочностью к ударным нагрузкам. Они не растворимы в обычных растворителях (спирты, сложные эфиры, кетоны, углеводороды), но хорошо растворяются в товарных сортах серной кислоты. Однако при смешении с водой, т.е. при снижении концентрации кислоты из раствора выделяются твердые полиамиды. Полная характеристика полиамидов приведена в кн.: А.Ф.Николаев. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. - М.-Л.: Химия, 1966.Polyamides contain an amide group —CONH ₂ or —CO — NH— in the main unit. They have high impact resistance. They are not soluble in common solvents (alcohols, esters, ketones, hydrocarbons), but are well soluble in commercial grades of sulfuric acid. However, when mixed with water, i.e. when the acid concentration decreases, solid polyamides are released from the solution. A complete description of polyamides is given in the book: A.F. Nikolayev. Synthetic polymers and plastics based on them. - M.-L .: Chemistry, 1966.

Способ осуществляют следующим образом. После проведения комплекса подготовительных работ (проверка состояния эксплуатационной колонны, очистка НКТ и ПЗП, определение приемистости) на устье скважины устанавливают оборудование, применяемое обычно при обработке ПЗП раствором кислоты. Доставляют на скважину необходимый объем нефти, серной кислоты и полиамида. The method is as follows. After a set of preparatory work is carried out (checking the condition of the production string, cleaning the tubing and the bottomhole formation zone, determining the injectivity), equipment used in the processing of the bottom hole zone with an acid solution is installed at the wellhead. The required volume of oil, sulfuric acid and polyamide are delivered to the well.

Потребный объем раствора полиамида в серной кислоте определяют по формуле
V_к = n π h (R²m - r²), где n - объемная доля раствора полиамида в рабочей смеси; при объемном соотношении нефти и кислоты 1 : 1 она равна 0,5;
h - толщина обрабатываемого интервала, м;
R - радиус обработки, м;
m - эффективная пористость;
r - радиус скважины, м.The required volume of a solution of polyamide in sulfuric acid is determined by the formula
V _to = n π h (R ² m - r ² ), where n is the volume fraction of the polyamide solution in the working mixture; when the volume ratio of oil and acid is 1: 1, it is 0.5;
h is the thickness of the processed interval, m;
R is the radius of processing, m;
m is the effective porosity;
r is the radius of the well, m

Потребное количество полиамида определяют по формуле:
q_п = СV_к, где С - концентрация полиамида в серной кислоте, доли ед.The required amount of polyamide is determined by the formula:
q _p = CV _k , where C is the concentration of polyamide in sulfuric acid, fractions of units.

Потребный объем нефти определяют по формуле:
V_п = (1 - n) V_к.The required amount of oil is determined by the formula:
V _p = (1 - n) V _k .

Полиамид растворяют в серной кислоте механическим перемешиванием. Далее приступают одновременно к раздельной закачке раствора полиамида в серной кислоте по НКТ (или по кольцевому пространству) и нефти по кольцевому пространству (или по НКТ) в соотношении 1 : 1. Закачку ведут на максимальной скорости агрегата АН-300. Polyamide is dissolved in sulfuric acid by mechanical stirring. Then they simultaneously proceed to separate injection of a solution of polyamide in sulfuric acid through the tubing (or along the annular space) and oil through the annular space (or along the tubing) in a 1: 1 ratio. They are injected at the maximum speed of the AN-300 unit.

По окончании закачки скважину оставляют в покое на одни сутки. За это время образуется водоизолирующая масса и происходит сцепление ее с поверхностью породы. После завершения воздействия скважину осваивают и вводят в эксплуатацию. At the end of the injection, the well is left alone for one day. During this time, a water-insulating mass is formed and its adhesion to the rock surface occurs. After completion of the impact, the well is mastered and put into operation.

П р и м е р. Эффективность способа оценена на линейной модели высокопроницаемого обводненного пласта длиной 0,2 м и диаметром 0,03 м. Опыты проводились при комнатной температуре по следующей методике. Вначале модель пласта насыщалась пластовой водой под вакуумом. Затем после определения проницаемости в пористую среду одновременно-раздельно закачены нефть и раствор полиамида в серной кислоте по 0,5 объема пор. Далее модель пласта оставили на сутки в покое для реакции. По истечении суток опять возобновилась фильтрация воды через пористую среду и определялась проницаемость. Эффективность способа оценена по формуле:
Э =

100% , где Э - эффективность водоизоляции, %;
К₁, К₂ - водопроницаемость пористой среды до и после обработки, мкм².PRI me R. The effectiveness of the method was evaluated on a linear model of a highly permeable flooded formation with a length of 0.2 m and a diameter of 0.03 m. The experiments were carried out at room temperature according to the following procedure. Initially, the reservoir model was saturated with formation water under vacuum. Then, after determining the permeability into the porous medium, oil and a solution of polyamide in sulfuric acid, 0.5 pore volume, are simultaneously and separately injected. Next, the reservoir model was left alone for a day for a reaction. After a day, the filtration of water through the porous medium again resumed and the permeability was determined. The effectiveness of the method is estimated by the formula:
E =

100%, where E is the effectiveness of waterproofing,%;
K ₁ , K ₂ - water permeability of the porous medium before and after processing, μm ² .

В таблице даны сравнительные результаты испытаний предлагаемого и известного способов. Из описания изобретения [1] вытекает, что в пределах концентрации 78-98% серная кислота обеспечивает надежную закупорку обрабатываемой зоны за счет образования гудрона. В предлагаемом способе в указанных пределах концентрации одновременно с гудроном образуется твердый полиамид, что обеспечивает дополнительный положительный эффект. Считая этот факт бесспорным, в примерах осуществления нового способа не выделена 96%-ная серная кислота). The table gives comparative test results of the proposed and known methods. From the description of the invention [1] it follows that within a concentration of 78-98% sulfuric acid provides reliable blockage of the treated area due to the formation of tar. In the proposed method, in the specified concentration range, a solid polyamide is formed simultaneously with the tar, which provides an additional positive effect. Considering this fact indisputable, in examples of the new method, 96% sulfuric acid was not isolated).

Как показывает данные таблицы, снижение концентрации серной кислоты ниже 78% приводит к ухудшению процесса водоизоляции, т.е. к снижению эффективности известного способа. Однако добавление к разбавленной кислоте 5-11% полиамида увеличивает эффективность способа. При снижении концентрации полиамида ниже 5% достигаемый положительный эффект незначителен (водопроницаемость снижается по сравнению с известным способом всего лишь на 1,9% ). Увеличение концентрации полиамида выше 11% приводит к резкому увеличению вязкости серной кислоты, что затрудняет использование раствора в промысловых условиях. As the data in the table shows, a decrease in the concentration of sulfuric acid below 78% leads to a deterioration in the process of water isolation, i.e. to reduce the effectiveness of the known method. However, the addition of 5-11% polyamide to dilute acid increases the efficiency of the process. With a decrease in the concentration of polyamide below 5%, the achieved positive effect is negligible (water permeability decreases by only 1.9% compared to the known method). An increase in the concentration of polyamide above 11% leads to a sharp increase in the viscosity of sulfuric acid, which complicates the use of the solution in commercial conditions.

Таким образом, оптимальной концентрацией полиамида в серной кислоте является 5-11 мас.%. Thus, the optimal concentration of polyamide in sulfuric acid is 5-11 wt.%.

Использование способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
- неизбежное снижение концентрации (реакционной способности) серной кислоты в процессе закачки приводит к образованию дополнительного закупоривающего материала;
- процесс образования водоизолирующего материала практически не зависит от состава нефти и пластовой воды;
- образуется смешанная закупоривающая масса (кислый гудрон, гипс, твердый полиамид), обладающая улучшенными водоизолирующими свойствами;
- значительная глубина воздействия.Using the method provides compared with existing methods the following advantages:
- the inevitable decrease in the concentration (reactivity) of sulfuric acid during the injection process leads to the formation of additional clogging material;
- the process of formation of waterproofing material is practically independent of the composition of oil and produced water;
- a mixed clogging mass is formed (acid tar, gypsum, solid polyamide), which has improved water-insulating properties;
- significant exposure depth.

Claims

METHOD FOR ISOLATING WATER DEPOSITS IN WELLS, including simultaneous separate injection of oil and sulfuric acid into the treated interval of the formation, characterized in that, in order to increase the efficiency of the method by increasing the depth of exposure and ensuring the quality and quantity of plugging material, 48 - 96% - before injection into the formation sulfuric acid, polyamide-6 is introduced into it with a concentration of 6-11 wt.%.