RU2256776C1 - Method for restricting water influx into well - Google Patents
Method for restricting water influx into well Download PDFInfo
- Publication number
- RU2256776C1 RU2256776C1 RU2004101601/03A RU2004101601A RU2256776C1 RU 2256776 C1 RU2256776 C1 RU 2256776C1 RU 2004101601/03 A RU2004101601/03 A RU 2004101601/03A RU 2004101601 A RU2004101601 A RU 2004101601A RU 2256776 C1 RU2256776 C1 RU 2256776C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium silicate
- vol
- well
- polymerization initiator
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам ограничения и изоляции водопритока в газовых скважинах.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods for limiting and isolating water inflow in gas wells.
Известен способ ограничения водопритока в скважину, включающий последовательную закачку в скважину водного раствора силиката натрия и отвердителя (инициатора реакции полимеризации силиката натрия) [см. SU 1423726 А1, Е 21 В 33/13, 1988]. При этом водный раствор силиката натрия вступает в реакцию с отвердителем (раствор соляной кислоты), в результате которой образуется кремнезоль.A known method of limiting water inflow into a well, comprising sequentially injecting into the well an aqueous solution of sodium silicate and a hardener (initiator of the polymerization of sodium silicate) [see SU 1423726 A1, E 21 B 33/13, 1988]. In this case, an aqueous solution of sodium silicate reacts with a hardener (hydrochloric acid solution), as a result of which silica sol is formed.
К недостаткам этого способа относится то, что в процессе закачки происходит преждевременное смешение закачиваемых растворов, и ввиду ионного характера химической реакции между ними, характеризующейся практически мгновенным образованием кремнезоля в зоне контакта с образованием блокирующего экрана вблизи линии нагнетания и в стволе скважины.The disadvantages of this method include the fact that the injection process causes premature mixing of the injected solutions, and due to the ionic nature of the chemical reaction between them, characterized by almost instant formation of silica sol in the contact zone with the formation of a blocking screen near the injection line and in the wellbore.
Эти недостатки устранены в способе ограничения водопритока в скважину, выбранном нами в качестве прототипа [см. RU №2121570 С1, Е 21 В 43/32, 33/138, 1998], и включающем последовательную закачку в скважину водного раствора силиката натрия и 0,5-4,0%-ного раствора соляной кислоты на высокоминерализованной воде хлоркальциевого типа, при этом перед закачкой в скважину закачивают разделитель, в качестве которого предлагают использовать легкую нефть.These disadvantages are eliminated in the method of limiting water inflow into the well, which we selected as a prototype [see RU No. 2121570 C1, E 21 B 43/32, 33/138, 1998], and including the sequential injection into the well of an aqueous solution of sodium silicate and a 0.5-4.0% hydrochloric acid solution in highly mineralized water of calcium chloride type, with before the injection, a separator is pumped into the well, which is proposed to use light oil.
К недостаткам прототипа можно отнести то, что образующийся в результате реакции полимеризации кремнезоль недостаточно устойчив к размыву пластовой водой, что в свою очередь снижает срок эксплуатации изоляционного экрана.The disadvantages of the prototype include the fact that the silica formed as a result of the polymerization reaction is not sufficiently resistant to erosion by formation water, which in turn reduces the life of the insulating screen.
Следует также отметить, что в промысловой практике широко известны способы ограничения водопритока в скважину посредством обработки пласта гидрофобизирующей поровое пространство эмульсией на углеводородной основе [см. RU №2114990 С1, Е 21 В 43/32, 33/13, 1998]. Однако существенным недостатком известного способа является тот факт, что экранирующий состав под действием напора пластовых вод через некоторое время вытесняется обратно в ствол скважины.It should also be noted that in field practice, there are widely known methods of limiting water inflow into a well by treating a formation with a hydrophobizing pore space with a hydrocarbon-based emulsion [see RU No. 2114990 C1, E 21 B 43/32, 33/13, 1998]. However, a significant drawback of the known method is the fact that the shielding composition under the influence of the pressure of formation water after some time is pushed back into the wellbore.
Технический результат предлагаемого способа ограничения водопритока в скважину - повышение эффективности способа за счет дополнительной гидрофобизации порового пространства коллектора и создания более надежного изоляционного экрана.The technical result of the proposed method to limit water inflow into the well is to increase the efficiency of the method due to additional hydrophobization of the pore space of the reservoir and the creation of a more reliable insulating screen.
Этот результат достигается тем, что способ ограничения водопритока в скважину включает закачку инициатора полимеризации силиката натрия, затем разделителя и раствора силиката натрия, причем в качестве инициатора полимеризации используют гидрофобную инвертную эмульсию следующего состава, об.%: нефть - 20-35; конденсат - 5-40; азотная кислота 20-25% - 58; эмульгатор - 2, а в качестве разделителя применяют газовый конденсат.This result is achieved by the fact that the method of limiting water inflow into the well includes injecting a sodium silicate polymerization initiator, then a separator and a sodium silicate solution, and a hydrophobic invert emulsion of the following composition, vol.%: Oil - 20-35; condensate - 5-40; nitric acid 20-25% - 58; emulsifier - 2, and gas condensate is used as a separator.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что отличительные признаки нового способа изоляции водопритока являются необходимым и достаточным условием, характеризующим новизну объекта изобретения, а именно последовательность закачки и состав отверждающего силикат натрия реагента.Comparative analysis with the prototype shows that the distinguishing features of a new method of isolating water inflow are a necessary and sufficient condition characterizing the novelty of the object of the invention, namely, the injection sequence and the composition of the sodium silicate curing reagent.
Инвертная эмульсия на углеводородной основе способствует гидрофобизации порового пространства, снижая фазовую проницаемость для воды, и содержит в качестве дисперсной фазы раствор азотной кислоты, которая выступает инициатором реакции полимеризации силиката натрия с образованием водонерастворимого тампонирующего материала в виде кремнезоля в поровом пространстве коллектора.A hydrocarbon-based invert emulsion promotes hydrophobization of the pore space, reducing phase permeability to water, and contains a solution of nitric acid as a dispersed phase, which initiates the polymerization of sodium silicate with the formation of a water-insoluble plugging material in the form of silica sol in the pore space of the reservoir.
Для приготовления эмульсии используют 20-25%-ный раствор азотной кислоты – 58, нефть - 25, конденсат – 15 и эмульгатор – 2, позволяющий образовывать инвертную эмульсию типа “вода в нефти”. Раствор кислоты готовят из азотной кислоты неконцентрированной, изготовленной согласно OCT.113-03-270-90. Эмульгатор предварительно растворяют в небольшом количестве углеводородов, затем при интенсивном перемешивании добавляют к основной части нефти, через 10 минут добавляют раствор азотной кислоты и интенсивно перемешивают еще в течение 10 минут.To prepare the emulsion using a 20-25% solution of nitric acid - 58, oil - 25, condensate - 15 and emulsifier - 2, which allows the formation of an invert emulsion of the type "water in oil". The acid solution is prepared from non-concentrated nitric acid made according to OCT.113-03-270-90. The emulsifier is pre-dissolved in a small amount of hydrocarbons, then, with vigorous stirring, added to the main part of the oil, after 10 minutes, a solution of nitric acid is added and intensively mixed for another 10 minutes.
Раствор силиката натрия готовят из жидкого стекла натриевого плотностью 1300 кг/м3 с силикатным модулем 3, изготовленного согласно ГОСТ 13078-81. В качестве разделителя, предотвращающего преждевременной смешение реагентов в стволе скважины и вблизи линии нагнетания, используют газовый конденсат - смесь предельных углеводородов C5-C8 и выше.A solution of sodium silicate is prepared from liquid glass with a sodium density of 1300 kg / m 3 with a silicate module 3 made in accordance with GOST 13078-81. As a separator that prevents premature mixing of the reagents in the wellbore and near the injection line, gas condensate is used - a mixture of saturated hydrocarbons C 5 -C 8 and above.
Задачей предлагаемого изобретения является поочередная закачка в обводненный интервал пласта гидрофобной инвертной эмульсии, содержащей в качестве дисперсной фазы раствор азотной кислоты, выступающей в качестве инициатора реакции полимеризации для последующего раствора силиката натрия. При этом синергетический эффект обработки проявляется в гидрофобизации порового пространства в удаленной зоне пласта, благодаря наличию в составе эмульсии углеводородов, снижающих относительную фазовую проницаемость коллектора для воды, и создании изоляционного экрана при химической реакции взаимодействия азотной кислоты и силиката натрия. Для предотвращения преждевременного смешивания растворов реагентов предусматривается промежуточная закачка разделителя, химически инертного к данным реагентам, в частности, газового конденсата. Азотная кислота является дисперсной фазой обратной эмульсии типа “вода в нефти”. Присутствуя в составе углеводородной эмульсии в мицеллярном состоянии, кислота обладает меньшей коррозионной активностью по отношению к внутрискважинному оборудованию и максимально сохраняет заданную концентрацию. Раствор силиката натрия является эффективным материалом для закачки в водонасыщенные породы из-за высокой фильтруемости и высоких адгезионных свойств. В пластовых условиях силикат натрия практически не вступает в химическое взаимодействие с породами пласта, но обладает хорошей адгезией к ним. Реологические показатели эмульсии и раствора силиката натрия подбираются таким образом, чтобы при закачке в пласт происходила равномерная обработка зоны изоляции с максимальным внутрипоровым золеобразованием. Вязкость эмульсий регулируют соотношением нефти, конденсата и кислоты. Золеобразование происходит при взаимодействии азотной кислоты и силиката натрия по схеме:The objective of the invention is the alternate injection into the flooded interval of the reservoir of a hydrophobic invert emulsion containing as a dispersed phase a solution of nitric acid acting as the initiator of the polymerization reaction for the subsequent sodium silicate solution. In this case, the synergistic effect of the treatment is manifested in the hydrophobization of the pore space in the remote zone of the reservoir, due to the presence of hydrocarbons in the emulsion that reduce the relative phase permeability of the reservoir for water, and the creation of an insulating screen during the chemical reaction of the interaction of nitric acid and sodium silicate. To prevent premature mixing of the reagent solutions, an intermediate injection of a separator chemically inert to these reagents, in particular gas condensate, is provided. Nitric acid is the dispersed phase of the water-in-oil reverse emulsion. Being present in the composition of a hydrocarbon emulsion in a micellar state, the acid has less corrosion activity in relation to downhole equipment and preserves the specified concentration to the maximum. The sodium silicate solution is an effective material for injection into water-saturated rocks because of its high filterability and high adhesive properties. In reservoir conditions, sodium silicate practically does not enter into chemical interaction with the rocks of the reservoir, but has good adhesion to them. The rheological parameters of the emulsion and sodium silicate solution are selected in such a way that when injecting into the formation, the isolation zone is uniformly treated with maximum intrapore ash formation. The viscosity of emulsions is controlled by the ratio of oil, condensate and acid. Ash formation occurs during the interaction of nitric acid and sodium silicate according to the scheme:
2НNO3+Nа2SiO3→ H2SiO3↓ +2NaNO3 2НNO 3 + Na 2 SiO 3 → H 2 SiO 3 ↓ + 2 NaNO 3
В результате реакции образуется нерастворимый в воде золь метакремниевой кислоты. Метакремниевая кислота неустойчива и подвергается полимеризации: молекулы ее укрупняются и образуются различные по составу и строению поликремниевые кислоты. Общее уравнение реакции полимеризации может быть представлено следующим образом:As a result of the reaction, a water-insoluble sol of metasilicic acid is formed. Metasilicic acid is unstable and undergoes polymerization: its molecules are enlarged and polysilicic acids of various composition and structure are formed. The general equation for the polymerization reaction can be represented as follows:
nSi(OH)4=(SiO2)n+2nН2OnSi (OH) 4 = (SiO 2 ) n +2 n Н 2 O
Это уравнение указывает на то, что полимеризация вызывает конденсацию силанольных групп (SiOH) с образованием силоксановых связей (Si-O-Si). Процесс полимеризации Si(OH)4 влечет за собой распределение ионов ОН- между различными атомами кремния с образованием полимерных ячеек, в которых каждый атом Si4+ окружен шестью ионами ОН-.This equation indicates that polymerization causes the condensation of silanol groups (SiOH) to form siloxane bonds (Si — O — Si). The polymerization of Si (OH) 4 entails the distribution of OH - ions between different silicon atoms with the formation of polymer cells in which each Si 4+ atom is surrounded by six OH - ions.
Азотная кислота выступает инициатором полимеризации силиката натрия и служит для поддержания кислой реакции среды, так как скорость поликонденсации образовавшейся кремниевой кислоты в области рН< 2 ускоряется за счет протонов, и в кислой среде реакция протекает по донорно-акцепторному механизму с образованием переходного комплекса, в котором Si временно приобретает координационное число 6 вместо 4. Устойчивость золя кремниевой кислоты зависит от концентрации кислоты и рН среды (табл.1). При рН>7,5 гидрозоль термодинамически устойчив к коагуляции. Вследствие этого в пластовых условиях образующийся тампонирующий материал будет стабилен.Nitric acid initiates the polymerization of sodium silicate and serves to maintain the acidic reaction of the medium, since the polycondensation rate of the formed silicic acid in the region of pH <2 is accelerated by protons, and in an acidic medium the reaction proceeds by a donor-acceptor mechanism with the formation of a transition complex in which Si temporarily acquires the coordination number 6 instead of 4. The stability of the silicic acid sol depends on the acid concentration and pH of the medium (Table 1). At pH> 7.5, the hydrosol is thermodynamically resistant to coagulation. As a result, under reservoir conditions, the resulting plugging material will be stable.
Способ проверен в лабораторных условиях. Предлагаемая рецептура опробована на набивных моделях сеноманского песка, предварительно насыщенных пластовой водой. Первоначально замеряли проницаемость водонасыщенных моделей по газу, по воде, затем осуществляли закачку растворов реагентов и повторно замеряли проницаемость по воде. По результатам лабораторных исследований изоляционный эффект составляет 94-98%, при этом минимальный градиент фильтрации воды увеличился до 10 раз (табл.2).The method was tested in laboratory conditions. The proposed formulation was tested on printed models of Cenomanian sand, previously saturated with formation water. Initially, the permeability of water-saturated models was measured by gas and water, then reagent solutions were injected and water permeability was re-measured. According to the results of laboratory studies, the insulating effect is 94-98%, while the minimum gradient of water filtration increased up to 10 times (Table 2).
Для методов ограничения водопритока основными параметрами, определяющими объем фильтрации пластовой воды в скважину за единицу времени, являются коэффициент проницаемости пород призабойной зоны коллектора по воде после водоизоляции и минимальный градиент давления фильтрации.For water inflow restriction methods, the main parameters that determine the volume of formation water filtration into the well per unit time are the permeability coefficient of the bottom-hole reservoir rocks after water isolation and the minimum filtration pressure gradient.
Таким образом, сравнивая предлагаемый способ с прототипом, при равной конечной проницаемости, после предлагаемого способа обработки, возможно эксплуатировать скважины без поступления пластовой воды при создании большей в 1,12-2,81 раза депрессии на продуктивные пласты, что повышает добывные возможности скважин (табл.3).Thus, comparing the proposed method with the prototype, with equal final permeability, after the proposed treatment method, it is possible to operate the wells without the addition of formation water while creating a 1.12-2.81 times greater depression on the productive formations, which increases the production capabilities of the wells (table .3).
Изоляционный эффект от искусственной кольматации образцовtable 2
Insulation effect from artificial colmatation of samples
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101601/03A RU2256776C1 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Method for restricting water influx into well |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004101601/03A RU2256776C1 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Method for restricting water influx into well |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2256776C1 true RU2256776C1 (en) | 2005-07-20 |
Family
ID=35842600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004101601/03A RU2256776C1 (en) | 2004-01-19 | 2004-01-19 | Method for restricting water influx into well |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2256776C1 (en) |
-
2004
- 2004-01-19 RU RU2004101601/03A patent/RU2256776C1/en active IP Right Revival
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA3080924C (en) | Using brine resistant silicon dioxide nanoparticle dispersions to improve oil recovery | |
CA2879953C (en) | Micro proppants for far field stimulation | |
US7975764B2 (en) | Emulsion system for sand consolidation | |
CN109996930B (en) | Method of treating a downhole formation zone | |
GB2399364A (en) | Organosilicon-containing compositions for controlling water production | |
DE2727129A1 (en) | PROCESS FOR INCREASING THE STABILITY AND STRENGTH OF CONSOLIDATED, PERMEABLE MASSES AND MEANS OF CARRYING OUT THE PROCESS | |
RU2467156C2 (en) | Method of bottom-hole region lining | |
RU2446270C1 (en) | Insulation method of formation water inflow in well and lining method of bottom-hole formation zone | |
RU2249670C2 (en) | Method for isolating bed waters influx in wells | |
RU2391378C1 (en) | Backfill composition for selective restriction of water inflow in extraction wells | |
RU2256776C1 (en) | Method for restricting water influx into well | |
RU2627502C1 (en) | Development method of non-homogeneous oil formation with use of polymer-dispersed composition | |
WO2021040772A1 (en) | Compositions and methods for acid diversion during acid stimulation of subterranean formations | |
RU2529080C1 (en) | Selective composition for repair and isolation in oil and gas wells | |
CN111499779A (en) | Sulfonated petroleum resin, preparation method thereof and plugging agent | |
RU2280757C1 (en) | Formation water isolation method | |
RU2160832C1 (en) | Method of restriction of water influx to well | |
RU2711202C2 (en) | Method of limiting water influx in gas wells with abnormally low formation pressure | |
RU2256787C1 (en) | Method for hydraulic fracturing of bed in conjunction with isolation of water influxes in product wells with use of gel-forming liquids on hydrocarbon and water bases | |
RU2333928C1 (en) | Invert emulsion for processing oil pools | |
RU2150573C1 (en) | Composition for temporary insulation of productive formation | |
US4643254A (en) | Process for the correction of oil well productivity and/or injectivity profiles | |
RU2121570C1 (en) | Method of restricting water inflow to well | |
RU2154160C1 (en) | Method of oil deposit development | |
RU2176309C2 (en) | Method of blocking high permeability formations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080120 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20091110 |