RU2035586C1

RU2035586C1 - Compound for isolation of formations

Info

Publication number: RU2035586C1
Application number: RU93029486A
Authority: RU
Inventors: С.И. Долганская; А.У. Шарипов
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1993-06-15
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: drilling of gas and oil wells. SUBSTANCE: compound for isolation of formations contains, mas.%: polyethylene oxide 0.5-1.5; calcium chloride 25.9-42.9; the balance, water. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобыче и может найти применение при бурении скважин в проницаемых пластах. The invention relates to oil and gas production and may find application in drilling wells in permeable formations.

Известен тампонажный состав [1] содержащий, мас. сланцевые алкилрезорцины 15-20, формилирующий агент 5-10, хлористый натрий 60-70, хлористый магний 0,1-0,5, сернокислый кальций 2-5, вода остальное. Known grouting composition [1] containing, by weight. shale alkylresorcinol 15-20, formative agent 5-10, sodium chloride 60-70, magnesium chloride 0.1-0.5, calcium sulfate 2-5, the rest is water.

Недостаток этого состава невысокая степень изоляции из-за образования пористой структуры камня. The disadvantage of this composition is the low degree of isolation due to the formation of the porous structure of the stone.

Известен также состав [2] для изоляции поглощающих пластов, содержащий, мас. хлористый кальций 52,4-61,5, сульфат натрия, меди, железа, алюминия или цинка 0,2-4,4, вода остальное. Also known composition [2] for the isolation of absorbing layers, containing, by weight. calcium chloride 52.4-61.5, sodium, copper, iron, aluminum or zinc sulfate 0.2-4.4, the rest is water.

Недостаток известного состава невысокая степень изоляции пласта, связанная с тем, что образуемая изолирующая корка легко и быстро размывается водой. The disadvantage of this composition is the low degree of formation isolation, due to the fact that the formed insulating crust is easily and quickly washed out by water.

Наиболее близким техническим решением к заявленному по целям и достигаемому результату является тампонажный состав [2] для изоляции пластов, содержащий, мас. хлористый кальций 52,4-61,5, КМЦ или ПАА 0,1-2,8, вода остальное. The closest technical solution to the declared goals and the achieved result is a grouting composition [2] for isolation of formations, containing, by weight. calcium chloride 52.4-61.5, CMC or PAA 0.1-2.8, the rest is water.

Недостаток известного состава недостаточная степень изоляции пласта, связанная с размываемостью корки. The disadvantage of this composition is the insufficient degree of isolation of the reservoir associated with erosion of the crust.

Цель изобретения повышение эффективности и качества изоляции. The purpose of the invention is improving the efficiency and quality of insulation.

Состав для изоляции пластов, содержащий полимер, хлорид кальция и воду, в качестве полимера содержит полиэтиленоксид при следующем соотношении компонентов, мас. полиэтиленоксид 0,5-1,5, хлорид кальция 25,9-42,9, вода остальное. The composition for isolation of formations containing polymer, calcium chloride and water, as the polymer contains polyethylene oxide in the following ratio, wt. polyethylene oxide 0.5-1.5, calcium chloride 25.9-42.9, the rest is water.

Сущность изобретения состоит в том, что для снижения проницаемости пласта применяют раствор полиэтиленоксида (ПЭО) и хлористого кальция в воде. Раствор хлористого кальция в водном растворе ПЭО отличается от обычного водного раствора хлористого кальция следующими свойствами:
в водном растворе ПЭО количество растворенного хлорида кальция превышает количество этой соли, которое может раствориться в воде в отсутствие ПЭО при аналогичных условиях (температура, давле- ние);
при различных концентрациях ПЭО количество соли (хлорида кальция), являющееся насыщающим, различно и при определенном давлении может выпасть в осадок вместе с ПЭО.The essence of the invention lies in the fact that to reduce the permeability of the formation, a solution of polyethylene oxide (PEO) and calcium chloride in water is used. A solution of calcium chloride in an aqueous solution of PEO differs from a conventional aqueous solution of calcium chloride in the following properties:
in an aqueous PEO solution, the amount of dissolved calcium chloride exceeds the amount of this salt, which can dissolve in water in the absence of PEO under similar conditions (temperature, pressure);
at various concentrations of PEO, the amount of salt (calcium chloride), which is saturating, is different and at a certain pressure can precipitate together with PEO.

Таким образом, подобрав определенную концентрацию ПЭО, можно получить перенасыщенный фактически раствор хлорида кальция в нем и при определенных давлениях добиться выпадения осадка ПЭО + СaCl₂ с целью закупорки поверхности стенки скважины, куда этот раствор закачивается при ее обработке.Thus, having selected a certain concentration of PEO, one can actually obtain a supersaturated solution of calcium chloride in it and, at certain pressures, precipitate PEO + CaCl ₂ in order to clog the surface of the well wall, where this solution is pumped during its processing.

Свойства водных растворов ПЭО и хлорида кальция исследованы и наблюдались впервые. The properties of aqueous solutions of PEO and calcium chloride are investigated and observed for the first time.

В отличие от состава по прототипу предлагаемый состав образует осадок некристаллической аморфной структуры, что является причиной его незначительной размываемости буровыми растворами и обусловливает прочность изоляции пласта. Unlike the composition of the prototype, the proposed composition forms a precipitate of a non-crystalline amorphous structure, which is the reason for its slight erosion by drilling fluids and determines the strength of the isolation of the formation.

В лабораторных условиях готовились растворы, содержащие ПЭО и хлорид кальция в воде в различных концентрациях. Затем эти растворы испытывались на условиях испытания кернов УИПК-1М по обычной методике. Оценивалась степень изоляции керна (закупорки его) и отмечалось то постоянное давление Р, после которого начинается фильтрация через керн, и время установления этого давления τ. Величины Р и τ являются характерными величинами для каждого конкретного раствора ПЭО + +CaCl₂ + вода, обладающего определенными концентрациями компонентов и контактирующего с керном определенной проницаемости. И именно величина Р покажет тот перепад давления, который необходимо создать в скважине, чтобы произошла закупорка скважины за счет осаждения на них ПЭО и CaCl₂.In laboratory conditions, solutions were prepared containing PEO and calcium chloride in water in various concentrations. Then, these solutions were tested under the test conditions of the UIPK-1M core according to the usual method. The degree of core isolation (blocking it) was estimated and that constant pressure P was noted, after which filtration through the core begins, and the time of establishment of this pressure τ. The values of P and τ are characteristic values for each specific solution of PEO + + CaCl ₂ + water, which has certain concentrations of components and is in contact with a core of a certain permeability. And it is precisely the P value that will show the pressure drop that must be created in the well in order for the well to clog due to the deposition of PEO and CaCl ₂ on them.

Реагенты, использованные в работе, соответствовали госстандартам: полиэтиленоксид ТУ 6-05-231-311-83; хлорид кальция плавленый ГОСТ 450-77. The reagents used in the work corresponded to state standards: TU 6-05-231-311-83 polyethylene oxide; fused calcium chloride GOST 450-77.

П р и м е р 1. Приготовили 1 л раствора, содержащего 5 г (0,5%) ПЭО и 259 г (25,9% ) хлорида кальция. Плотность этого раствора 1,145 г/см³, условная вязкость 12 с. Поместили раствор в УИПК+1М, куда был вставлен керн с проницаемостью 144,55 мД. Через 1 мин 7 с установился постоянный перепад давлений 4,7 МПа, который держался до конца фильтрации жидкости. Затем керн извлекли и определили степень его закупорки: (144,55-6,91):144,55 х 100 95,22%
П р и м е р 2. Приготовили 1 л раствора, содержащего 10 г (1%) ПЭО и 333 г (33,3%) хлорида кальция. Плотность его 1,297 г/см³, раствор очень вязкий. На установке УИПК-1М этот раствор привели в контакт с керном, имеющим проницаемость 438,00 мД. Через 38 с установился постоянный перепад давления 2,8 МПа и началась фильтрация. По мере протекания процесса фильтрации давление росло, по окончании его давление упало. Керн извлекли, его проницаемость составила 32,85 мД. Степень закупорки 92,50%
П р и м е р 3. Приготовили 1 л раствора, содержащего 15 г (1,5%) ПЭО и 429 г (42,9%) хлорида кальция. На установке УИПК-1М привели в контакт с керном проницаемости 2548,00 мД. Через 12 с установился перепад давления 1,8 МПа. По окончании фильтрации проницаемость керна составила 66,25 мД. Таким образом, степень закупорки керна составляет 97,4%
Остальные примеры показаны в таблице. Из их рассмотрения следует, что: предлагаемый способ снижения проницаемости пласта является более эффективным, чем способ по прототипу; концентрации компонентов должны укладываться в указанный диапазон, а именно: ПЭО 0,5-1,5% хлорид кальция 25,9-42,9% При снижении концентраций ниже указанных минимальных возникает необходимость резко поднять давление для получения эффекта закупорки. При увеличении концентраций компонентов выше максимальных имеется опасность выпадения осадка ПЭО + CaCl₂ до попадания раствора в скважину.PRI me R 1. Prepared 1 liter of a solution containing 5 g (0.5%) of PEO and 259 g (25.9%) of calcium chloride. The density of this solution is 1.145 g / cm ³ , the conditional viscosity is 12 s. The solution was placed in UIPK + 1M, where a core with a permeability of 144.55 mD was inserted. After 1 min 7 s, a constant pressure drop of 4.7 MPa was established, which remained until the end of the liquid filtration. Then the core was removed and the degree of blockage was determined: (144.55-6.91): 144.55 x 100 95.22%
PRI me R 2. Prepared 1 l of a solution containing 10 g (1%) of PEO and 333 g (33.3%) of calcium chloride. Its density is 1.297 g / cm ³ , the solution is very viscous. At the UIPK-1M installation, this solution was brought into contact with a core having a permeability of 438.00 mD. After 38 s, a constant differential pressure of 2.8 MPa was established and filtration began. As the filtration process progressed, the pressure increased, at the end of its pressure fell. The core was removed, its permeability was 32.85 mD. Clogging rate 92.50%
PRI me R 3. Prepared 1 liter of a solution containing 15 g (1.5%) of PEO and 429 g (42.9%) of calcium chloride. At the UIPK-1M installation, 2548.00 mD permeability was brought into contact with the core. After 12 s, a pressure drop of 1.8 MPa was established. At the end of the filtration, the core permeability was 66.25 mD. Thus, the degree of blockage of the core is 97.4%
Other examples are shown in the table. From their consideration it follows that: the proposed method of reducing the permeability of the reservoir is more effective than the method of the prototype; the concentration of the components should fall within the specified range, namely: PEO 0.5-1.5% calcium chloride 25.9-42.9%. When the concentration decreases below the specified minimum, there is a need to sharply increase the pressure to obtain the effect of clogging. With an increase in component concentrations above the maximum, there is a risk of precipitation of PEO + CaCl ₂ before the solution enters the well.

Использование предлагаемого состава позволит повысить эффективность и качество изоляции. Using the proposed composition will improve the efficiency and quality of insulation.

Claims

COMPOSITION FOR INSULATION OF LAYERS, containing polymer, calcium chloride and water, characterized in that it contains polyethylene oxide as a polymer in the following ratio of ingredients, wt.

Polyethylene oxide 0.5-1.5
Calcium Chloride 25.9-42.9
Water Else