RU2083815C1

RU2083815C1 - Method for treating down-hole zone of injection well

Info

Publication number: RU2083815C1
Application number: RU95110067A
Authority: RU
Inventors: А.В. Сорокин; Р.А. Максутов; А.Я. Хавкин; Г.Ф. Колесников; В.С. Акинчин; В.А. Смирнов; Ю.А. Ельцов
Original assignee: Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: according to method, prior to injection of water solution of surface-active matter it is aerated at pressure of at least 4.5 reservoir pressure values, and forcing it into reservoir is effected under pressure not below 1.7 r.p. - h.p., where r.p. - reservoir pressure, r.p. - hydrostatic pressure. EFFECT: high efficiency.

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может найти применение, в частности, при обработке призабойных зон нагнетательных скважин путем закупорки водопроницаемых пропластков. The invention relates to the oil and gas industry and may find application, in particular, in the treatment of bottom-hole zones of injection wells by blocking permeable interlayers.

Известен способ обработки призабойной зоны нагнетательной скважины, включающий закачку изолирующего раствора в скважину, выдержку освоение скважины [1]
Недостатком способа является низкая эффективность изоляции.A known method of processing the bottom-hole zone of the injection well, including the injection of an insulating solution into the well, shutter well development [1]
The disadvantage of this method is the low efficiency of isolation.

Наиболее близким по технической сущности является способ обработки призабойной зоны нагнетательной скважины, включающий закачку в скважину аэрированного раствора поверхностно-активного вещества в воде и последующее ее освоение [2]
Раствор состоит из сульфатного щелока 85-95 (мас.) и силиката натрия 5-15 (мас.).The closest in technical essence is the method of processing the bottom-hole zone of the injection well, including the injection into the well of an aerated solution of a surfactant in water and its subsequent development [2]
The solution consists of sulfate liquor 85-95 (wt.) And sodium silicate 5-15 (wt.).

Этот раствор через аэратор с кратностью аэрации (1,5-3) при пластовом давлении P_пл закачивается в призабойную зону пласта.This solution through an aerator with aeration ratio (1.5-3) at a reservoir pressure P _{PL is} pumped into the bottomhole formation zone.

Сульфатный щелок является отходом целлюлозно-бумажного производства и содержит щелочной лигнин, натриевые соли смоляных и жирных кислот. Сульфатный щелок является хорошим пенообразователем и в технологическом процессе изоляционных работ служит стабилизатором пены. Sulphate liquor is a waste of pulp and paper production and contains alkaline lignin, sodium salts of tar and fatty acids. Sulphate liquor is a good foaming agent and serves as a foam stabilizer in the technological process of insulation.

Силикат натрия добавляется для дополнительной стабилизации пены за счет упрочнения разделительной пленки между пузырьками газа. Упрочнение разделительной пленки происходит в результате процесса структурирования силиката натрия под действием катионов жестковости пластовой воды. Sodium silicate is added to further stabilize the foam by hardening the separation film between the gas bubbles. Hardening of the separation film occurs as a result of the process of structuring sodium silicate under the action of stiffness cations of produced water.

Недостатком способа является его низкая эффективность, т.к. при кратности аэрации 1,5-3 (при пластовых условиях) раствор находится в состоянии газовой эмульсии со степенью дисперсности меньше размеров поровых капилляров пород пласта, что не позволяет эффективно изолировать промытые прослои и пропласки. The disadvantage of this method is its low efficiency, because when the aeration ratio is 1.5-3 (under reservoir conditions), the solution is in a state of gas emulsion with a degree of dispersion less than the size of the pore capillaries of the formation rocks, which does not allow to effectively isolate the washed interlayers and floats.

Целью изобретения является повышение его эффективности. The aim of the invention is to increase its effectiveness.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе обработки призайбоной зоны нагнетательной скважины, включающем закачку в скважину аэрированного раствора поверхностно-активного вещества в воде и последующее освоение скважины, согласно изобретению перед закачкой в скважину водного раствора поверхностно-активного вещества в воде его аэрацию осуществляют с кратностью не менее 4,5 при пластовых условиях, а закачку в призабойную зону
под давлением не ниже разницы между величинами 1,7 P_пл и гидростатическим давлением аэрированного раствора, где P_пл-пластовое давление.This goal is achieved by the fact that in the known method for processing the near-zone zone of an injection well, which involves injecting an aerated solution of a surfactant in water into a well and then developing a well, according to the invention, before an aqueous solution of a surfactant in water is injected into the well, it is aerated multiplicity of at least 4.5 under reservoir conditions, and injection into the bottomhole zone
under a pressure not less than the difference between the values of 1.7 _pl and P hydrostatic pressure aerated solution where P _pl -plastovoe pressure.

Сущность способа. The essence of the method.

В основу способа положены физико-химические свойства пенных систем. 0гетерогенная смесь газ-жидкость в зависимости от объемного соотношения фаз, может находиться в принципиально различных фазовых состояниях газовая эмульсия, пена, аэрозоль. The method is based on the physicochemical properties of foam systems. A heterogeneous gas-liquid mixture, depending on the volume ratio of phases, can be in fundamentally different phase states, gas emulsion, foam, aerosol.

Только пенные системы как вязкие неньютоновские жидкости со значительным напряжением сдвига могут выполнить роль кольматанта, в промытых пропластках или прослоях. Only foam systems like viscous non-Newtonian fluids with significant shear stress can play the role of a co-fluid in washed interlayers or interlayers.

Нижняя граница существования газожидкостной смеси в пенном состоянии определяется содержанием газовой фазы (кратность 4,5 5,6) [3] Поэтому в способе раствор поверхностно-активного вещества аэрируют с кратностью не менее 4,5 в пластовых условиях, а затем продавливаются в пласт. The lower boundary of the existence of a gas-liquid mixture in the foam state is determined by the content of the gas phase (multiplicity 4.5–5.6) [3] Therefore, in the method, a solution of a surfactant is aerated with a multiplicity of at least 4.5 under reservoir conditions, and then pressed into the reservoir.

Таким образом, по сравнению с прототипом в процессе изоляции высокопроницаемых пропластков будет участвовать другое агрегатное состояние гетерогенной газожидкостной смеси (пена) с вязкостью существенно большей по сравнению с газовой эмульсией, что будет способствовать увеличению эффективности способа. Thus, in comparison with the prototype, another aggregate state of a heterogeneous gas-liquid mixture (foam) with a viscosity significantly higher than the gas emulsion will participate in the process of isolation of highly permeable layers, which will increase the efficiency of the method.

В способе продавка газожидкостного аэрированного раствора из ствола скважины в пласт осуществляется под давлением P_пр, при котором в стволе скважины переходит в состояние газовой эмульсии, с диаметром газовых пузырей d_гп меньше диаметра поровых каналов пласта d_пл.In the method, the delivery of a gas-liquid aerated solution from the wellbore into the formation is carried out under pressure P _ol , at which the wellbore transitions to a state of gas emulsion with a diameter of gas bubbles d _gp less than the diameter of the pore channels of the formation d _pl .

Для закачки газовой эмульсии в пласт для малопроницаемых коллекторов соотношение d_пл/d_гп (где d_пл диаметр порового пространства, а d_гп диаметр газового пузыря) не менее 2,6, а для коллекторов с хорошей проницаемостью не менее 1,2 (согласно лабораторным данным).To the gas injection of the emulsion into the formation for a tight reservoirs _mp ratio d / d _rn (where _pl diameter d of the pore space, and d _r the diameter of the gas bubble) is not less than 2.6, and for collectors with good permeability of at least 1.2 (according to laboratory data).

Поэтому при практических расчетах для определения давления продавки закачиваемой смеси в пласт принимают соотношение диаметров порового пространства пласта и газового пузырька (d_пл/d_гп)=1.2.Therefore, in practical calculations, to determine the pressure of the injection of the injected mixture into the reservoir, the ratio of the diameters of the pore space of the reservoir and the gas bubble (d _PL / d _GP ) = 1.2.

Вывод формулы осуществляется при рассмотрении поведения газового пузырька на забое скважины и в пластовых условиях, допуская, что данная система подчиняется уравнению состояния идеального газа (P v=const). The derivation of the formula is carried out when considering the behavior of a gas bubble at the bottom of the well and in reservoir conditions, assuming that this system obeys the equation of state of an ideal gas (P v = const).

Так как P_пл V_пл=P_зак V_зак; откуда P_зак P_пл(V_пл/V_зак)(где V_пл объем газового пузырька в пласте,
где
P_пл пластовое давление,
V_зак объем газового пузырька на забое скважины,
R_зак давление, на забое скважины.Since P _PL V _PL = P _Zak V _Zak ; from where P _Zack P _PL (V _PL / V _ZAK ) (where V _{PL the} volume of the gas bubble in the reservoir,
Where
P _pl reservoir pressure
V _{Zack the} volume of the gas bubble at the bottom of the well,
R _zak pressure, at the bottom of the well.

Учитывая шарообразную форму газового пузырька на забое скважины и в пласте имея
V_пл = 4/3πR $\binom{3}{пл}$ ; V_зак = 4/3πR $\binom{3}{гп}$ ;
откуда путем несложных преобразований получим
P_зак P_пл(R_пл/R_гп)³,
что аналогично отношению диаметров.Given the spherical shape of the gas bubble at the bottom of the well and in the reservoir having
V _PL = 4 / 3πR $\binom{3}{pl}$ ; V _Zak = 4 / 3πR $\binom{3}{gp}$ ;
whence by simple transformations we get
P _Zack P _PL (R _PL / R _GP ) ³ ,
which is similar to the ratio of diameters.

С учетом вышеприведенных данных минимальное давление продавки должно быть не менее P_пр=(1.2)³ P_пл 1,7 P_пл
Контроль за эффективностью обработки ведут по общепринятым критериям ( процент обводненности, дебит скважины, динамический уровень, и т.п.) с учетом изменения химического состава попутноизвлекаемой воды.In view of the above data prodavki minimum pressure should be at least P _ave = (1.2) ³ 1.7 P P _pl _pl
Monitoring the effectiveness of processing is carried out according to generally accepted criteria (percentage of water cut, well flow rate, dynamic level, etc.), taking into account changes in the chemical composition of the water recovered.

Осуществление способа. The implementation of the method.

Перед закачкой в скважину раствора поверхностно-активного вещества в воде его предварительно аэрируют с кратностью не менее 4,5 в пластовых условиях. Далее закачивают его в призабойную зону скважины под давлением не ниже разницы между величинами 1.7 P_пл и гидростатическим давлением, где P_пл - пластовое давление.Before pumping a solution of a surfactant in water into the well, it is pre-aerated with a multiplicity of at least 4.5 under reservoir conditions. Then it is pumped into the bottomhole zone of the well at a pressure not lower than the difference between the values of 1.7 _Ppl and hydrostatic pressure, where _Ppl is the reservoir pressure.

При этом происходит сжатие газовых пузырьков на забое скважины до диаметра, меньше диаметра поровых каналов пласта, и эмульсия проникает в пласт. В момент проникновения аэрированной жидкости происходит понижение давления продавки. In this case, gas bubbles are compressed at the bottom of the well to a diameter smaller than the diameter of the pore channels of the formation, and the emulsion penetrates the formation. At the moment of penetration of the aerated liquid, a decrease in the selling pressure occurs.

В пластовых условиях, где пластовое давление существенно ниже забойного давления газовые пузырьки расширяются до размера поровых каналов, перекрывая промытые пропластки или прослои. In reservoir conditions, where reservoir pressure is significantly lower than the bottomhole pressure, gas bubbles expand to the size of the pore channels, blocking the washed interlayers or interlayers.

Пример реализации способа. An example implementation of the method.

В качестве экспериментального объекта была выбрана очаговая скважина N 1272 по пласту Тл2Б Москудинского месторождения (НГДУ Чернушканефть). Глубина залегания пласта 1400 метров, пластовое давление соответствует (7.0-7.5) МПа, откуда с учетом технологического регламента (при выбранном коэффициенте аэрации 5) общее количество воздуха 350-375 м³ на каждый кубометр пенообразователя.As an experimental object, the focal well N 1272 was selected for the T2B layer of the Moskudinsky field (NGDU Chernushkaneft). The depth of the formation is 1400 meters, the reservoir pressure corresponds to (7.0-7.5) MPa, whence, taking into account the technological regulations (with a selected aeration coefficient of 5), the total amount of air is 350-375 m ³ for each cubic meter of foaming agent.

Для приготовления раствора пенообразователя используют мерник качающего агрегата ЦА-320, который заполняют требуемым количеством раствора поверхностно-активного вещества. To prepare the foaming agent solution, the measuring device of the CA-320 pumping unit is used, which is filled with the required amount of a surfactant solution.

В качестве стабилизатора пены используют поверхностно-активное вещество ПО-6. Surfactant PO-6 is used as a foam stabilizer.

Предварительный расчет давления продавки производят с учетом следующих данных:
L_пл 1400 m 1,4•10⁵ см;
P_пл 7.0 МПа;
ρ_см ~ 236 кг/м³ = 2,3•10^-4 кг/см³ где ρ плотность закачиваемой смеси;
тогда P_гидр = ρgL~3,15 МПа где P_гидр гидростатическое давление столба тампонирующей жидкости, поэтому P_пр 1,7•P_пл P_гидр 8,75 MПa. (P_пр 1,7 • 7,0 -3,15 8,75 MПa).A preliminary calculation of the selling pressure is carried out taking into account the following data:
L _pl 1400 m 1.4 • 10 ⁵ cm;
P _PL 7.0 MPa;
ρ _cm ~ 236 kg / m ³ = 2.3 • 10 ^-4 kg / cm ³ where ρ is the density of the injected mixture;
then P _hydr = ρgL ~ 3.15 MPa where P _{hydr is the} hydrostatic pressure of the plugging fluid column, therefore P _pr 1.7 • P _pl P _hydr 8.75 MPa. (P _ol 1.7 • 7.0 -3.15 8.75 MPa).

Таким образом, раствор закачивают под давлением не менее 8,8 МПа. Thus, the solution is pumped under a pressure of at least 8.8 MPa.

Фактическое давление продавки соответствовало 13,о МПа. Actual selling pressure corresponded to 13, MPa.

После освоения скважины по данному очагу на реагирующей скважине суточный дебит нефти увеличился в 5 раз. After well development at a given focus in a reacting well, the daily oil production rate increased by 5 times.

Claims

A method of processing a bottom-hole zone of an injection well, comprising injecting an aerated solution of a surfactant in water into a well and then developing a well, characterized in that before a solution of a surfactant in water is injected into the well, aeration thereof is performed with a multiplicity of at least 4.5 at reservoir conditions, and injection into the bottom-hole zone is carried out under pressure not lower than the difference between the values of 1.7 R _p _l and the hydrostatistical pressure of the aerated solution, where R _p _{l is the} reservoir pressure.