RU2352766C1

RU2352766C1 - Method of water production shut-off in oil and gas producing wells and equalisation of injectivity profile in pressure vertical and horizontal wells at presence of super fractures and high penetrable beds and composition for implementation of this method

Info

Publication number: RU2352766C1
Application number: RU2007127011/03A
Authority: RU
Inventors: Любовь Константиновна Алтунина (RU); Любовь Константиновна Алтунина; Владимир Александрович Кувшинов (RU); Владимир Александрович Кувшинов; Любовь Анатольевна Стасьева (RU); Любовь Анатольевна Стасьева; Герман Николаевич Белянин (RU); Герман Николаевич Белянин; Владимир Ионович Петреску (RU); Владимир Ионович Петреску
Original assignee: Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук; Общество с ограниченной ответственностью Геологические инвестиции
Priority date: 2007-07-17
Filing date: 2007-07-17
Publication date: 2009-04-20
Also published as: RU2007127011A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method consists in pumping of foaming solution and gel-forming composition in well when super-fractures and high penetrable beds occur. Notably that first high resistant three-phase foaming systems are pumped, where foaming solution presents a liquid phase, compressed air or nitrogen are gaseous phase, which is supplied with a degree of saturation within limits of 3-1, and solid phase is presented with a fine dispersed material, for example cement at amount of 20-30% from the volume of liquid phase. After pumping foaming system, further non-foaming gel-forming composition is pumped. The composition of foaming solution consists of foam former on base of neonol AF9-12 and monoethylenglycol at ratio 1:1, methylcellulose (MC-100), carbamide, sodium carbonate.

EFFECT: increased efficiency of processes directed to equalisation of profile of injection capacity of pressure wells and isolation of water production, also increased stability of foaming systems and their extended assortment.

4 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам и составам для ограничения водопритоков в нефтяных и газовых добывающих скважинах и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных вертикальных и горизонтальных скважинах при наличии супертрещин и высокопроницаемых пластов.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods and compositions for limiting water inflows in oil and gas producing wells and aligning the injectivity profile in injection vertical and horizontal wells in the presence of supercracks and highly permeable formations.

Известен способ освоения скважин путем закачки пенообразующего раствора с газообразным агентом. Пенообразующий раствор содержит в качестве ПАВ неонол ОП-10, дегидратор - CaCl₂, структурообразователь - алкилдиметиламин, стабилизатор - КССБ и пресную воду (Патент РФ №2072036, кл. Е21В 43/25, 1997 г.). Эффективность способа существенно снижается при наличии системы трещин, пронизывающих нефтеводонасыщенные пласты.A known method of well development by pumping a foaming solution with a gaseous agent. The foaming solution contains neonol OP-10 as a surfactant, dehydrator - CaCl ₂ , a structurant - alkyldimethylamine, a stabilizer - KSSB and fresh water (RF Patent No. 2072036, CL E21B 43/25, 1997). The effectiveness of the method is significantly reduced in the presence of a system of cracks penetrating oil-saturated formations.

Известен пенообразующий состав для изоляции или ограничения пластовых вод в нефтяные или газовые скважины, содержащий пенообразователь - поверхностно-активное вещество синтанол ЭС-3, неонол АФ9-12, стабилизатор - полимер праестол-854 (Патент РФ №2200822, кл. Е21В 33/138, 2003 г.). Недостатком данного пенообразующего состава является недостаточная вспениваемость и стабильность.Known foaming composition for isolating or restricting formation water into oil or gas wells, containing a foaming agent - a surfactant syntanol ES-3, neonol AF9-12, a stabilizer - polymer praestol-854 (RF Patent No. 2200822, CL Е21В 33/138 , 2003). The disadvantage of this foaming composition is insufficient foaming and stability.

Наиболее близким по технической сущности является способ выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, включающий закачку в пласт через нагнетательные скважины пенообразующего раствора - водного раствора ПАВ с гелеобразующей добавкой, повышающей устойчивость образуемой пенной оторочки, а затем газа. В качестве гелеобразующей добавки в данном способе используют силикат натрия. Газ закачивают в объеме, позволяющем преобразовывать в пласте пенообразующий раствор в пену с условной кратностью 2-5, до создания за счет этого водоизоляционного экрана (Патент РФ №2266400, кл. Е21В 43/22, 2005 г.). Однако использование известного способа при пластовой температуре для высокопроницаемых пластов, имеющих супертрещины, не эффективно из-за недостаточной устойчивости пены.The closest in technical essence is a method for aligning the injectivity profile of injection wells, which includes injecting into the formation through injection wells a foaming solution - an aqueous surfactant solution with a gelling additive that increases the stability of the formed foam rim and then gas. Sodium silicate is used as a gelling additive in this method. Gas is pumped in a volume that allows the formation of a foaming solution in the formation into a foam with a conditional multiplicity of 2-5, until a water-proof screen is created due to this (RF Patent No. 2266400, CL ЕВВ 43/22, 2005). However, the use of the known method at reservoir temperature for highly permeable formations having supercracks is not effective due to the insufficient stability of the foam.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности технологических процессов, направленных на выравнивание профиля приемистости нагнетательных скважин и изоляцию водопритоков, поступающих по высокопроницаемым пластам и (или) супертрещинам, расширение ассортимента пенных систем, применяемых для решения вышеуказанных проблем, повышение устойчивости данных систем.The objective of this invention is to increase the efficiency of technological processes aimed at aligning the injectivity profile of injection wells and isolating water inflows coming through highly permeable formations and (or) supercracks, expanding the range of foam systems used to solve the above problems, increasing the stability of these systems.

Технический результат достигается тем, что для изоляции водопритоков в нефтяных и газовых добывающих скважинах и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных вертикальных и горизонтальных скважинах при наличии супертрещин и высокопроницаемых пластов в них закачивают высокоустойчивые пенные системы, в которых жидкой фазой является пенообразующий раствор, содержащий пенообразователь на основе Неонола АФ9-12 и моноэтиленгликоля, газовой фазой является сжатый воздух, подаваемый компрессорами или с помощью эжекторов-аэраторов, или азот, подаваемый азотогенерирующими установками, со степенью газирования в пределах 3-15 (отношение объема газа к объему жидкой фазы в нормальных условиях) и для повышения устойчивости пенной системы, упрочнения оболочки пузырька газа, препятствующей сжимаемости всей системы под действием давления, добавляют твердую фазу, представляющую собой тонкодисперсный материал (цемент, молотый кварцевый песок, зола-унос и др.) в количестве 20-30% от объема жидкой фазы. После закачки в высокопроницаемый пласт и (или) супертрещины трехфазной пенной системы, образующей прочный экран, препятствующий уходу состава глубоко в пласт или трещины (эффект Жамена), следом закачивают невспененный состав гелеобразующей композиции.The technical result is achieved by the fact that in order to isolate water inflows in oil and gas producing wells and equalize the injectivity profile in injection vertical and horizontal wells in the presence of supercracks and highly permeable formations, highly stable foam systems are pumped into them, in which the foaming solution containing a foaming agent based on Neonol AF9-12 and monoethylene glycol, the gas phase is compressed air supplied by compressors or using ejectors-aerators, silt nitrogen supplied by nitrogen generating plants with a degree of carbonation in the range of 3-15 (the ratio of the gas volume to the volume of the liquid phase under normal conditions) and to add stability to the foam system, hardening the shell of the gas bubble, which prevents the entire system from being compressible under pressure, add the solid phase, which is a finely dispersed material (cement, ground quartz sand, fly ash, etc.) in an amount of 20-30% of the volume of the liquid phase. After injection into a highly permeable formation and (or) supercracks of a three-phase foam system, which forms a durable screen that prevents the composition from going deep into the formation or cracks (Jamen effect), the non-foamed composition of the gel-forming composition is then pumped.

Пенообразующий раствор, составляющий жидкую фазу образованной трехфазной пенной системы и содержащий пенообразующую и стабилизирующую добавки, содержит пенообразователь на основе неонола АФ9-12 и моноэтиленгликоля и стабилизирующую добавку на основе метилцеллюлозы, карбамида и натрия углекислого при следующем соотношении компонентов, мас.%:The foaming solution that makes up the liquid phase of the formed three-phase foam system and contains foaming and stabilizing additives contains a foaming agent based on neonol AF9-12 and monoethylene glycol and a stabilizing additive based on methyl cellulose, carbamide and sodium carbonate in the following ratio, wt.%:

Пенообразователь на основеBased Frother неонола АФ9-12 и моноэтиленгликоляneonol AF9-12 and monoethylene glycol 1,0-2,01.0-2.0 Метилцеллюлоза (МЦ-100)Methyl cellulose (MTs-100) 1,0-1,51.0-1.5 КарбамидUrea 2,0-5,02.0-5.0 Натрий углекислыйSodium carbonate 2,0-4,02.0-4.0 ВодаWater остальноеrest

В приготовленный состав добавляют тонкодисперсный материал, например цемент, в количестве 20-30% от объема жидкой фазы.Finely dispersed material, for example cement, is added to the prepared composition in an amount of 20-30% of the volume of the liquid phase.

Пенообразователь на основе неонола АФ9-12 и моноэтиленгликоля имеет высокую пенообразующую способность, к тому же совместим с пластовыми водами, стабилизирующая добавка на основе метилцеллюлозы и карбамида повышает устойчивость оторочки трехфазной пенной системы при повышенной температуре, при низкой пластовой температуре для повышения устойчивости в состав вводится добавка натрия углекислого (таблица).A foaming agent based on neonol AF9-12 and monoethylene glycol has a high foaming ability, it is also compatible with formation waters, a stabilizing additive based on methylcellulose and urea increases the stability of the rim of the three-phase foam system at elevated temperatures, at low formation temperature, an additive is introduced into the composition sodium carbonate (table).

В таблице приведены значения: кратности пены (β), представляющей собой отношение объема газонаполненной системы к объему исходного раствора или суспензии; плотности трехфазной пенной системы (ρ, кг/дм³); устойчивости (стабильности) газонаполненной системы (φ, %), которую оценивают по изменению объема системы в процессе термостатирования, вплоть до затвердевания.The table shows the values: the ratio of foam (β), which is the ratio of the volume of the gas-filled system to the volume of the initial solution or suspension; the density of the three-phase foam system (ρ, kg / dm ³ ); stability (stability) of a gas-filled system (φ,%), which is estimated by the change in the volume of the system during thermostating, up to solidification.

Раствор для получения трехфазной пенной системы, используемой для ограничения водопритоков в нефтяных и газовых добывающих скважинах и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных вертикальных и горизонтальных скважинах при наличии супертрещин и высокопроницаемых пластов в промысловых условиях, готовят следующим образом. Пенообразователь, метилцеллюлозу, карбамид и натрий углекислый загружают в емкость, в которую из ППУ (паропроизводящая установка) подают горячую пресную воду с температурой 60-90°С в количестве, равном 30-50% от требуемого для приготовления раствора. Для загрузки карбамида целесообразно использовать эжектор или транспортер. Перемешивание осуществляют насосным агрегатом. Затем в емкость подают холодную воду и производят перемешивание путем циркуляции по системе насос - емкость - насос до полного растворения веществ. Затем в полученный раствор добавляют необходимое количество твердой фазы. Для приготовления исходной суспензии, подвергающейся аэрации, используют портландцементы тампонажные нормальные по средней плотности цементного теста по ГОСТ 1581-85 или алинитовый цемент по ТУ 39-08-217-82. Приготовление исходных суспензий производится с помощью стандартной цементировочной техники (цементировочных агрегатов и цементно-смесительных машин). Аэрацию суспензий производят с помощью: передвижных компрессоров высокого давления типа СД - 9/101, СД - 12/250 (ТУ 26-12-665-83); компрессоров низкого давления буровых установок типа КТ-6 и эжекторов-аэраторов.A solution for producing a three-phase foam system used to limit water inflows in oil and gas production wells and equalize the injectivity profile in injection vertical and horizontal wells in the presence of supercracks and highly permeable formations in the field, is prepared as follows. Foaming agent, methyl cellulose, urea and sodium carbonate are loaded into a container into which hot fresh water with a temperature of 60-90 ° C is supplied from the PUF (steam production unit) in an amount equal to 30-50% of the required solution. It is advisable to use an ejector or conveyor to load urea. Mixing is carried out by the pump unit. Then cold water is supplied to the tank and mixing is carried out by circulation through the pump - tank - pump system until the substances are completely dissolved. Then, the required amount of solid phase is added to the resulting solution. To prepare the initial suspension, subjected to aeration, Portland cement is used, cement grouting normal in average density of cement paste according to GOST 1581-85 or aluminite cement according to TU 39-08-217-82. The preparation of initial suspensions is carried out using standard cementing equipment (cementing aggregates and cement-mixing machines). Aeration of suspensions is carried out using: mobile compressors of high pressure type SD - 9/101, SD - 12/250 (TU 26-12-665-83); KT-6 type low-pressure compressors and ejector-aerators.

Для реализации способа в пласт закачивают пенообразующий раствор, представляющий собой суспензию, и одновременно начинают подачу воздуха для получения трехфазной пенной системы. Устойчивая трехфазная пенная система после закачки в пласт заполняет пустоты и трещины в пласте и образует прочный экран, блокируя высокопроницаемые участки пласта и (или) супертрещины. После этого производится закачка гелеобразующей композиции.To implement the method, a foaming solution, which is a suspension, is pumped into the formation, and at the same time, an air supply is started to produce a three-phase foam system. A stable three-phase foam system after injection into the formation fills voids and cracks in the formation and forms a strong screen, blocking highly permeable sections of the formation and (or) supercracks. After that, the gel-forming composition is injected.

Полученный прочный водоизоляционный гелевый экран позволяет изолировать водопритоки в нефтяных и газовых добывающих скважинах и выравнивать профиль приемистости в нагнетательных вертикальных и горизонтальных скважинах.The obtained durable water-proof gel screen allows isolating water inflows in oil and gas production wells and aligning the injection profile in injection vertical and horizontal wells.

Claims

1. A method of isolating water inflows in oil and gas producing wells and aligning the injectivity profile in injection vertical and horizontal wells in the presence of supercracks and highly permeable formations, comprising injecting a foaming solution into them, characterized in that highly stable three-phase foam systems are pumped into the formation and supercracks in which the liquid phase is a foaming solution, the gas phase is compressed air supplied by compressors or by means of ejectors-aerators or from supplied by nitrogen generating plants with a carbonation degree in the range of 3-15, and a solid phase, which is a finely dispersed material, such as cement, in an amount of 20-30% of the volume of the liquid phase.

2. The method according to claim 1, characterized in that after injection into a highly permeable formation and (or) supercracks of a three-phase foam system, an unfoamed composition of the gel-forming composition is then pumped.

3. The composition of the foaming solution to isolate water inflows in oil and gas producing wells and to align the injectivity profile in injection vertical and horizontal wells in the presence of supercracks and highly permeable formations based on a foaming solution, characterized in that the solution contains a foaming agent based on neonol AF9-12 and monoethylene glycol and a stabilizing additive based on methyl cellulose, urea and sodium carbonate in the following ratio, wt.%:
Based Frother neonol AF9-12 and monoethylene glycol 1.0-2.0 Methylcellulose (MTs-100) 1.0-1.5 Urea 2.0-5.0 Sodium carbonate 2.0-4.0 Water Rest

4. The composition according to claim 3, characterized in that the mixture of neonol AF9-12 and monoethylene glycol in a ratio of 1: 1 is used as a foaming agent.