RU2157880C1

RU2157880C1 - Composition for insulation of water inflow in well

Info

Publication number: RU2157880C1
Application number: RU99104824A
Authority: RU
Inventors: С.В. Евстифеев; В.А. Котельников
Original assignee: Евстифеев Сергей Владиленович
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-10-20

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: composition based on bentonite clay suspension is supplemented by electrolyte and hydrophobic filler and so contains, wt %: bentonite clay 0.1-75.0, hydrophobic filler 0.1-75.0, electrolyte 1.0-22.0, and hydrocarbon liquid - the balance. EFFECT: increased water-insulation capacity with no loss in permeability of bottom zone of oil formation within wide formation temperature range. 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтяных и газовых скважинах. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to compositions for isolating water inflow in oil and gas wells.

Одним из основных методов извлечения нефти из пластов на поздних стадиях разработки месторождений является принудительное вытеснение ее водой, закачиваемой под давлением в пласт через нагнетательные скважины. В процессе вытеснения нефти происходит изменение фильтрационных характеристик пластов, которые приводят к возникновению прорывов воды и заколонных перетоков, в результате чего снижается дебит нефти и увеличивается ее обводненность. One of the main methods for extracting oil from formations in the late stages of field development is to force it out by water pumped under pressure into the formation through injection wells. In the process of oil displacement, there is a change in the filtration characteristics of the reservoirs, which lead to breakthroughs of water and behind-the-casing flows, as a result of which the oil production rate decreases and its water cut increases.

При гидроизоляционных работах в скважине применяются различные составы, которые закрывают водоприток, но при этом также перекрывают проход нефти к забою скважины. Поэтому после проведения таких работ, необходим долгий период освоения скважины, часто даже с повторной перфорацией, которая в свою очередь за счет высоких давлений в призабойной зоне пласта может привести к нарушению герметичности и возобновлению водопритока при низких дебитах нефти. When waterproofing works in the well, various compositions are used that close the water flow, but also block the oil passage to the bottom of the well. Therefore, after carrying out such work, a long period of well development is necessary, often even with repeated perforation, which, in turn, due to high pressures in the bottom-hole formation zone, can lead to leakage and the resumption of water inflow at low oil flow rates.

Известны различные составы для ликвидации водопритоков, например, такие как, фенол-формальдегидные смолы, цементные растворы, водные растворы полимеров и т.п., Г.З. Ибрагимов и др. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. М. Недра, 1991 г. стр. 46-63. Данные составы предназначены для ликвидации различных видов осложнений, связанных с прорывами воды в добывающие скважины. Various compositions are known for liquidating water inflows, for example, such as phenol-formaldehyde resins, cement mortars, aqueous polymer solutions, etc., G.Z. Ibragimov et al. The use of chemical reagents to intensify oil production. M. Nedra, 1991, pp. 46-63. These formulations are designed to eliminate various types of complications associated with breakthroughs of water into producing wells.

Среди них:
- смолы применяются для ликвидации нарушений обсадной колонны и в меньшей степени для ликвидации заколонных перетоков, но не ликвидируют прорывов воды из нагнетательной скважины в добывающую;
- цементные растворы также в основном применяются для ликвидации нарушений обсадной колонны и для ликвидации заколонных перетоков, но не ликвидируют прорывов воды из нагнетательной скважины в добывающую;
- водорастворимые полимеры при изоляции прорывов воды лишь частично изолируют воду и в течение короткого времени вымываются из пласта.Among them:
- resins are used to eliminate violations of the casing string and to a lesser extent to eliminate annular overflows, but they do not eliminate water breakthroughs from the injection well into the producing well;
- cement mortars are also mainly used to eliminate violations of the casing string and to eliminate annulus flows, but they do not eliminate water breakthroughs from the injection well into the producing well;
- water-soluble polymers when isolating water breakthroughs only partially isolate water and are washed out of the formation for a short time.

Наиболее близким к заявляемому составу является способ тампонирования пласта путем ввода в поглощающий горизонт суспензии бентонитовой глины в углеводородной жидкости (соляробентонитовая смесь), которая при контакте с водой гидратирует и увеличивается в объеме, перекрывая трещины и поры в поглощающем горизонте (прототип), А.И. Комисаров, Э.В. Соколовский и Р.Х. Моллаев, а.с. СССР N 751967, кл. Е 21 В 33/138, опублик. 30.07.80. Данный способ позволяет изолировать пласт от поступления воды как из скважины в пласт, так и в обратном направлении при условии низкой проницаемости пласта. В этом случае, при взаимодействии бентонитовой глины с водой происходит кристаллическое набухание глины, что приводит к увеличению ее объема в 2 раза. Недостатками данного способа является то, что он может быть применим при температурах от 70^oC и выше. Также этот состав, изолируя водоприток, одновременно и перекрывает доступ нефти к забою скважины.Closest to the claimed composition is a method of plugging the formation by introducing into the absorbing horizon a suspension of bentonite clay in a hydrocarbon liquid (salt-bentonite mixture), which when in contact with water hydrates and increases in volume, blocking cracks and pores in the absorbing horizon (prototype), A.I. . Komisarov, E.V. Sokolovsky and R.Kh. Mollaev, A.S. USSR N 751967, class E 21 B 33/138, published. 07/30/80. This method allows you to isolate the reservoir from the flow of water from the well into the reservoir, and in the opposite direction, provided the low permeability of the reservoir. In this case, during the interaction of bentonite clay with water, crystalline swelling of the clay occurs, which leads to a 2-fold increase in its volume. The disadvantages of this method is that it can be used at temperatures from 70 ^o C and above. Also, this composition, isolating water inflow, at the same time blocks the access of oil to the bottom of the well.

Техническим результатом данного изобретения является улучшение водоизолирующей способности суспензии бентонитовой глины в углеводородной жидкости при ликвидации прорывов воды без снижения проницаемости призабойной зоны пласта по нефти в широком интервале пластовых температур. The technical result of this invention is to improve the water-insulating ability of a suspension of bentonite clay in a hydrocarbon liquid during the elimination of water breakthroughs without reducing the permeability of the bottom-hole formation zone in oil over a wide range of formation temperatures.

Технический результат достигается тем, что в высушенная исходная бентонитовая глина дополнительно содержит электролит (например, хлористый натрий) и гидрофобный наполнитель (например, модифицированные аэросил, белая сажа и т.п.) в следующем массовом соотношении, %:
- бентонитовая глина 0,1-75,0;
- гидрофобный наполнитель 0,1 - 75,0;
- электролит 1,0 - 20,0;
- углеводородная жидкость остальное.The technical result is achieved by the fact that the dried initial bentonite clay additionally contains an electrolyte (e.g. sodium chloride) and a hydrophobic filler (e.g. modified aerosil, white carbon black, etc.) in the following weight ratio,%:
- bentonite clay 0.1-75.0;
- hydrophobic filler 0.1 - 75.0;
- electrolyte 1.0 to 20.0;
- hydrocarbon liquid rest.

Концентрационные пределы состава и его количество подбирается в зависимости от вида осложнения в скважине, пористости, проницаемости пласта, дебита и степени обводненности. Перед использованием в скважине подбирается необходимый объем бентонитовой глины, гидрофобного наполнителя и электролита. Данный состав тщательно перемешивается, при необходимости производится дополнительный помол и в углеводородной жидкости закачивается в пласт. В качестве углеводородной жидкости может служить: нестабильный бензин, дизельное топливо, гексан, нефть и т.п. The concentration limits of the composition and its amount are selected depending on the type of complications in the well, porosity, permeability of the formation, flow rate and the degree of water cut. Before using in the well, the required volume of bentonite clay, hydrophobic filler and electrolyte is selected. This composition is thoroughly mixed, if necessary, additional grinding is performed and pumped into the reservoir in a hydrocarbon fluid. The hydrocarbon liquid can be: unstable gasoline, diesel fuel, hexane, oil, etc.

Введение в бентонитовую глину электролита позволяет перевести кристаллическое набухание глины в осмотическое. Как известно, осмотическое набухание по сравнению с кристаллическим приводит к значительно большему увеличению общего объема. Так, натриевый монтмориллонит при кристаллическом набухании адсорбирует 0,5 г воды на 1 г глины и его объем удваивается, а при осмотическом набухании он адсорбирует около 10 г воды на 1 г сухой глины, т.е. его объем возрастает в 20 раз, Д.Р.Грей, Г.С.Г.Дарли, Состав и свойства буровых агентов. - М.: Недра, 1985, с. 151. The introduction of electrolyte into bentonite clay allows the crystalline swelling of clay to be converted to osmotic. As is known, osmotic swelling compared to crystalline leads to a significantly larger increase in total volume. So, sodium montmorillonite adsorbs 0.5 g of water per 1 g of clay during crystalline swelling and doubles its volume, and with osmotic swelling it adsorbs about 10 g of water per 1 g of dry clay, i.e. its volume increases 20 times, D.R. Gray, G.S.G. Darley, Composition and properties of drilling agents. - M .: Nedra, 1985, p. 151.

Введение в состав гидрофобного наполнителя улучшает гидроизоляционные свойства состава и при этом не ухудшает проницаемость призабойной зоны пласта по нефти, В.И.Грайфер и др. Новые технологии АО РИТЭК повышают эффективность нефтедобывающего комплекса. Нефтепромысловое дело N 9-10, 1998 г., стр. 7-8. Introduction to the composition of a hydrophobic filler improves the waterproofing properties of the composition and does not affect the permeability of the bottom-hole formation zone by oil, V. I. Graifer, etc. New technologies of RITEK JSC increase the efficiency of the oil production complex. Oilfield business N 9-10, 1998, pp. 7-8.

Именно данное соотношение компонентов обеспечивает реализацию технического результата. It is this ratio of components that ensures the implementation of the technical result.

Примеры конкретного выполнения
Для определения тампонирующей способности предлагаемого состава были проведены лабораторные исследования. Методика исследований была следующей. Через насыпные модели различной проницаемости прокачивались суспензии соляробентонитовой смеси и предлагаемого состава, после чего производилась прокачка воды и нефти при перепаде давления 0,1 МПа. Соляробентонитовая смесь состояла из 50 г бентонита марки А и 200 мл дизельного топлива. Предлагаемый состав содержал 20 г бентонита марки А, 10 г хлористого натрия, 20 г гидрофобного наполнителя и 200 мл дизельного топлива. Данные исследований представлены в таб. 1.Case Studies
To determine the plugging ability of the proposed composition, laboratory studies were conducted. The research methodology was as follows. Suspensions of the salt-bentonite mixture and the proposed composition were pumped through bulk models of various permeabilities, after which water and oil were pumped at a pressure drop of 0.1 MPa. The salt-bentonite mixture consisted of 50 g of grade A bentonite and 200 ml of diesel fuel. The proposed composition contained 20 g of brand A bentonite, 10 g of sodium chloride, 20 g of hydrophobic filler and 200 ml of diesel fuel. Research data are presented in tab. 1.

Как видно из таблицы 1, применение предлагаемого состава в сравнении с соляробентонитовой смесью более эффективно. As can be seen from table 1, the use of the proposed composition in comparison with the salt-bentonite mixture is more effective.

Для определения водоизолирующей способности предлагаемой смеси были проведены лабораторные исследования фильтрации воды и нефти через насыпные модели проницаемостью 450...500 мДа при различных концентрациях ингредиентов. To determine the water-insulating ability of the proposed mixture, laboratory studies of water and oil filtration through bulk models with a permeability of 450 ... 500 mDa at various concentrations of ingredients were carried out.

Методика испытаний была следующая: были приготовлены образцы с разными концентрациями ингредиентов, каждый из образцов тщательно перемешивался и затворялся в дизельном топливе в количестве 200 мл. После чего приготовленные суспензии прокачивались через насыпные модели. После выдержки в течение 1 часа через насыпные модели прокачивались последовательно вода и нефть при перепаде давления 0,1 МПа. Результаты исследований приведены в табл. 2. The test procedure was as follows: samples with different concentrations of ingredients were prepared, each of the samples was thoroughly mixed and closed in diesel fuel in an amount of 200 ml. After that, the prepared suspensions were pumped through bulk models. After holding for 1 hour, water and oil were pumped sequentially through bulk models at a pressure drop of 0.1 MPa. The research results are given in table. 2.

Анализ результатов лабораторных работ показывает, что добавки в бентонитовую глину электролита и гидрофобного наполнителя повышают гидроизоляционную способность предлагаемого состава по сравнению с известными. Analysis of the results of laboratory work shows that additives in the bentonite clay of the electrolyte and hydrophobic filler increase the waterproofing ability of the proposed composition in comparison with the known ones.

Для проверки эффективности данного состава в промысловых условиях была проведена обработка скважины N 1604 на Барсуковском месторождении. Было приготовлено 350 кг состава, содержащего ингредиенты в следующем количестве: 250 кг бентонитовой глины, 50 кг электролита и 50 кг гидрофобного наполнителя. Затем приготовленный состав был размешан в 3 м³ дизельного топлива и закачан в пласт, продавка производилась технической водой в объеме 12 м³. После обработки обводненность скважины снизилась с 95% до 17% при увеличении дебита по нефти с 2,5 т/сут до 8,4 т/сут.To verify the effectiveness of this composition under field conditions, the well N 1604 was treated at the Barsukovsky field. 350 kg of a composition containing the following ingredients were prepared: 250 kg of bentonite clay, 50 kg of electrolyte and 50 kg of hydrophobic filler. Then, the prepared composition was mixed in 3 m ^{3 of} diesel fuel and pumped into the reservoir, selling was carried out with industrial water in a volume of 12 m ³ . After treatment, the water cut of the well decreased from 95% to 17% with an increase in oil production from 2.5 tons / day to 8.4 tons / day.

Claims

Composition for isolating water inflow in a well based on a suspension of bentonite clay in a hydrocarbon liquid, characterized in that the suspension additionally contains an electrolyte and a hydrophobic filler in the following weight ratio,%:
Bentonite clay - 0.1 - 75.0
Hydrophobic filler - 0.1 - 75.0
Electrolyte - 1.0 - 20.0
Hydrocarbon Fluid - Else