SU1094946A1 - Способ изол ции зон поглощений в скважинах - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ В СКВАЖМАХ, включающий введение в воду или глинистый раствор крупных частиц с плотностью, превышающей плотность воды или глинистого раствора, отличающийс  тем, что,с целью повьш1ени  эффективности изол  ции зон поглощени  за счет закупорировани  порового цространства между частицами , заполн ющими трещины или каверны, и создани  прочной и непроницаемой структуры, в качестве крупных частиц ввод т гранулир ованный материал, обезвоживающий глинистый раствор с образованием закупоривак цего осадка гидроксида (Л и глинистой корки.

Description

2. Способ по п. 1, о т л и чающийс   тем, что в качестве гранулированного матери1094946 гранулированный ала используют магний или его смесь с песком .

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промьшшенности, в частност к способам изол ции зон поглощений при бурении сквйсин. ,

Известен способ изол ции зон поглощений с закачкой в поглощающий интервал цементных суспензий fl J.

Недостатком этого способа  вл етс  то, что в процессе доставки цементной суспензии в поглощающий пласт происходит ее разжижение, вызывающее снижение тампонирующей способности. Твердение же цементных суспензий сопровождаетс  уменьшением их объема.

Кроме того, в крупных каналах пласта имеет место растекание, гравитационное опускание тампонируюа1ей смеси, что весьма нежелательно при изол ции зон поглощений.

Известен способ изол ции зон поглощений путем закачки в пласт цементного раствора, содержащего наполнитель , частицы которого имеют крупные размеры. В качестве наполнител  используют сухую древесную стружку, котора , впитыва  воду, уменьшает ее содержание в тампонажной смеси, выполн   роль каркаса , повьш1ающего устойчивость цементного камн  2.

Недостатком способа  вл етс  то, что введение в цементньй раствор облегчител  и поглотител  воды (древесной стружки) способствует снижению подвижности раствора и механической прочности камн .

Недостатком  вл етс  также то, что распределение стружек в объеме цементного раствора не будет равномерным , учитыва  услови  приготовлени  и закачки, а значит и физико-химические свойства цементного камн  не будут одинаковыми по всему объем трещины или каверны.

Кроме того, использование цементных растворов, в том числе и с древесной стружкой, дл  изол ции поглощающих трещин или каверн значительных размеров, требует полной остановки процесса бурени , использовани  специальной техники и обору5 довани  дл  приготовлени  и закачки цементных растворов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  .способ изол ции зон поглощений в

10 скважинах путем введени  в воду или гли истьй раствор крупных частиц (00,1-1,5 мм) с плотностью, превышающей плотность воды или глинистого раствора (барит, гематит, ильме15 нит, гравий). Проникнув с раствором в трещину, эти частицы перекрывают ее. В дальнейшем на поверхности закачанной пробки образуетс  глиниста  корка, котора  перекрывает

20 утечку промьгоочнсй жидкости из скважины 3 3.

Недостатком известного способа  вл етс  создание в трещинах или . кавернах высокопроницаемого пористо25 го скелета. Кроме того, глиниста  корка обладает низкими прочностными свойствами, так как она образуетс  только на поверхности поглощающей .формации или на очень небольшой глу30 -бине внутри трещин и пор, в местах, где задерзЬиваютс  лишь частицы небольшого размера. Глинистый раствор в этом случае вьшолн ет, главным образом, роль жидкости-носител .Поэтому в данном случае, после заполнени  зоны поглощени  крупными частицами, рекомендуетс  последующа  закачка цементного раствора. Целью изобретени   вл етс  повы .- шение эффективности изол ции зон поглощени  за счет закупоривани  порового пространства между частицами , заполн ющими трещины или каверны , и создание прочной и непроницаемой структуры.

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу изол ции зон поглощений в скважинах, включающему введение в воду или глинистый раствор крупных частиц с плотностью, превьшающей плотность воды или глинистого раствора, в качестве крупных частиц используют гранулированный материал, обезвоживающий глинистый раствор с образованием закупоривающего осадка гидроксида и глинистой корки. Кроме TorOj в качестве гранулированного материала используют гранулированный магний или его смесь с песком. Использование дл  изол ции зон поглощени  гранулированного материала , обезвоживающего глинистый раствор с образованием закупоривакнцего осадка, позвол ет эффективно изолировать зоны поглощени  (трещины, каверны ) за счет заполнени  их гранулированным материалом, поровое прост ранство между частицами которого закупориваетс  продуктами реакции, образующимис  в результате обезвоживани  (реакции магни  с водой) и остающейс  глинистой коркой. В качестве такого материала можно использовать, например, гранулированный магний, вьтускаемьй металлургической промышленностью с диаметром гранул 0,5-1,6 мм. Эффективность применени  гранулированного магни  достигаетс  совокуп ностью про влени  следующих осйовных свойств: размер, форма и хороша  сыпучесть гранул обеспечивают заполнение погло щающих каналов с различными величинами раскрыти  и направлением прости рани ; реакционна  способность по отношению как к пресной, так и к минерализованной воде с образованием закупоривающего осадка гидроксида магни  и глинистой корки вследствие дегидра тации (обезвоживани ) глинистого раствора; нетоксичность; устойчивость физико-химического состава в процессе транспортировани  отсутствие возможности образовани  кислых побочных продуктов и токсичных веществ в поглощающих каналах способность закупоривать поглощающие каналы независимо от температуры и давлени  в геологической формации; минимальна  абразивность и хороша  прокачиваемость, исключающа  закупорку циркул ционной системы; плотность (1740 кг/м), превышающа  плотность примен емого на практике глинистого раствора. Сущность изобретени  состоит в том, что гранулированньй магний, вводимый на поверхности в закачиваемый в скважину глинистый раствор, заполн ет зоны поглощени  (трещины или каверны), образу  в них прочную ИЗОЛЯ1ЩОННУЮ структуру, проницаемость которой через 48-60 ч реакции гидролиза снижаетс  практически до нул . Гранулированный магний реагирует с водой, образу  малорастворимый осадок гидроксида, по уравнению Mg+2HjO Mg(OH),,i+Hjf+354,31 кДж- . При насыпной плотности гранулированного магни  960 кг/м, например, в 1 м или каверны содержитс  960 кг гранул магни , занимающего объем, равный 0,55 м. Остальна  часть объема трещины (0,45 м) составл ет объем порового пространства между гранулами, заполненный глинистым раствором. При плотности глинистого раствора, например,1250 кг/м в объеме порового пространства будет содержатьс  0,1 м глинопорошка и 0,35 м воды. Согласно стехиометрического уравнени  с таким количеством воды может вступить в реакцию лишь 235 кг магни .Оставшиес  725 кг магни будут представлены в гранулированном виде, а поровое пространство между ними - заполнено осадком гидроксида и глинистой коркой , образованной вследствие дегидратации или обезвоживани  глинистого раствора. Процесс изол ции зоны поглощени  осуществл етс  путем ввода в закачиваемый в скважину глинистый раствор гранулированного магни  или его смеси с песком и заполнени  трещины или каверны. Скорость потока глинистого раствора в стволе скважины должна быть больше скорости падени  гранул магни  и частиц песка в нем. Учитыва , что плотность кварцевого песка (2600 кг/м) значительно вьш1е плотности магни  (1740 кг/м),можно ориентироватьс  на .удерживающую способность глинистого раствора по отношению к песку. Допустимые концентрации песка в зависимости от в зкости жидкостиносител  приведены в таблице, Так, например в 1 м глинистого раствора плотностью 1400 кг/м и в зкостью 2010 можно вводить пор дка 100 кг гранулированного магни  или такое же количество смеси его с песком-. Результаты исследований (фиг.1) свидетельствуют о том, что через 48-60 ч реакции гидролиза проницаемость системы, заполненной гранулами магни , снижаетс  практически до нул . С целью экономиии материал обезвоживающего глинистый раствор, гранулированный магний целесообраз но закачивать в смеси с кварцевым песком. В этом случае, при содержании магни  в смеси до 50%, врем , потребное дл  образовани  изол цион ной структуры, несколько увеличиваетс , но прочностные ее свойства не снижаютс . На фиг.2 приведена графическа  зависимость кратности изменени  проницаемости элемента трещины, заполненного гранулированным магнием и его смесью с песком, в зависимости от содержани  магни  в смеси после 48. ч реакции гидролиз ( врем , потребное дл  образовани  непроницаемой структуры при 100%, содержании гранул магни  в трещине фиг.1). Кратность изменени  проницаемости определ етс  отношением проницаемости элемента трещины, заполненного чистым песком, к проницаемости того же элемента, заполненного смесью песка и гранулирован ного магни  с различном содержанием магни  в смеси, через 48 ч реак ции гидролиза. Анализ данных иссле дований, представленных в графичес ком виде на чертежах, показывает, что допустимое содержание гранул магни  в смеси составл ет от 100 до 15% по массе или долевое содержание по массе гранул магни  в смеси составл ет 0,15-1,0. Повышение эффективности изол ции зон поглощени  в скважинах согласно предлагаемому способу в отличие от известных состоит в том, что при по влении в процессе бурени  зоны поглощени , сопровождающейс  нарушением циркул ции глинистого раствора , в него с поверхности ввод тс , например, гранулы магни  или их смесь с песком. Глинистый раствор,  вл ющийс  в данном случае жидкостью-носителем , переносит эти гранулы в зону поглощени  (трещину или каверну), где они его обезвоживают (реагируют с водой) с образованием закупоривающего осадка гидроксида и глинистой корки. Осадок заполн ет поровое пространство между частицами, обеспечива  снижение проницаемости сло  практически до нул  во всем его объёме. Образование гидроксида магни  сопровождаетс  увеличением объема системы. Однако, учитьгоа , что гранулы магни  или их смесь с песком наход тс  в трещине в стесненном состо нии, увеличение объема компенсируетс  уплотнением осадка гидроксида магни  и глинистой корки в порах между частицами и образованием непроницаемой изол ционной структуры. Следует отметить, что образование закупоривающей структуры по предлагаемому способу в отличие от известного в значительной степени не зависит, от количества глины, содержащейс  в растворе,так как основной закупоривающей массой  вл етс  осадок гидроксида магни . Способ осуществл етс  следующим образом. Пример. При проводке скважины на глубине 1647 м отмечено полное поглощение бурового раствора.По результа ам кратковременных гидродинамических исследований гидропроводность поглощающего пласта равна 1667 Дж см/сП. Величина раскрыти  каналов при этом составл ет 6,64 мм. С целью изол ции зоны поглощени  открытий конец бурильных труб приподнимают до глубины 1632 м, т.е. на 15 м вьше кровли поглощающего интервала, а на устье скважины устанавливают воронку. Одновременно с подачей буровыми насосами глинистого раствора с расходом 72 м /ч (1,2 ) засыпают 700 кг смеси гранулированного магни  с песком, выдержива  концентрацию смеси в глинистом pacTBdpe на уровне 100 кг/м, т.е. в течение 1 мин в воронку засыпают 120 кг смеси. При этом исходное количество смеси будет закачано в скважину за 58,2 мин (7000:120 58,2). Содержание гранул магни  в смеси составл ет 20% (1400 кг магни  и 5600 кг песка фракции 0,5-1,6 мм).

При снижении интенсивности поглощени  на 30-40% от первоначальной, скважину промывают и закрывают на 48 ч, потребных дл  образовани  прочной и непроницаемой изол ционной структуры в зоне поглощени . По истечении этого времени бурильные трубы опускают до цодошвы поглощающего пласта и продолжают процесс бурени .

По технологии- известного способа полной изол ции поглощающего интервала достичь невозможно ввиду отсутстви  материала, закупоривающего поровое пространство между частицаь, заполн ющими зону поглощени . Это вызьгаает необходимость последующей закачки тампонажной смеси (цементного раствора) в зону

поглощени  и, зачастую, разбуривани  оставшегос  и затвердевшего в стволе скважины цементного камн .

Предлагаемый способ имеет следующие преимущества по сравнению с известными: простота и технологичность проведени  работ по нзол хщи зон поглощени } отсутствие необходимости приготовлени  и закачки цементных растворов высокие изолирующие свойства структуры, образуемой в зоне поглощени  крупнозернистыми частицами, поровое пространство между которыми заполнено осадком

гидроксида магни  и глинистой коркой; повьшаетс  эффективность изол ционных работ в скважинах со сложными гидродинамическими услови ми (высока  поглотительна  способность,высокие пластовые температуры, высока  минерализаци  пластовой воды и дръ)} возможность использовани  способа при различных услови х бурени  скважин как неут желенн№1 так и ут желенным буровым раствором, содержащим в своем составе воду значительно сокращаютс  врем  и расходы на изол цию 1 зоны поглощени .

Все указанные особенности и преимущества проведени  изол ции зон поглощени  обеспечивают высокую экономическую и технологическую эффективность предлагаемого способа.

го 0 60 во 100

Содержание маъни  в смеси.,% PurZ.i

Claims (2)

1. СПОСОБ ИЗОЛЯЦИИ ЗОН ПОГЛОЩЕНИЙ В СКВАЖИНАХ, включающий введение в воду или глинистый раствор крупных частиц с плотностью, . превышающей плотность воды или глинистого раствора, отличающийся тем, что,с целью повышения эффективности изоляции зон поглощения за счет закупорирования порового пространства между частицами, заполняющими трещины или каверны, и создания прочной и непроницаемой структуры, в качестве крупных частиц вводят гранулированный материал, обезвоживающий глинистый раствор с образованием закупоривающего осадка гидроксида и глинистой корки.

2* бремя, час

2. Способ по π. 1, о т πη4 а ю щ и й с я тем, что в качестве гранулированного материала используют гранулированный магний или его смесь с песком.