Методы крепления призабойной зоны скважин

 

Одним из методов борьбы с пескопроявлением в скважинах является крепление призабойной зоны пласта, сложенного слабосцементированным песчаником, с целью со­здать проницаемый экран.

Для укрепления призабойной зоны пескопроявляющих пла­стов в качестве вяжущего применяли портландцемент. Однако фильтр с его использованием отличался низкой проницаемос­тью и требовал прострела перфораторами. При этом он раска­лывался, и операции становились безрезультатными. В каче­стве добавки, «повышающей проницаемость», применяли пе­сок. Результаты отрицательные, особенно при повышенных температурах. Более эффективной технология стала при ис­пользовании цементно-солевых и цементно-песчано-солевых смесей (поваренная соль крупностью до 2 мм). Соль растворя­лась, обеспечивая проницаемость крепи.

Весьма эффективны работы по применению смесей цемен­та с алюминиевым порошком, при взаимодействии которых (соотношение не более 0,2 — 0,4% от массы сухого цемента) в водной среде выделяется водород; смесь расширяется, образу­ется пористый камень.

В зарубежной и отечественной практике используются так­же химические методы предотвращения выноса песка в сква­жины, которые основаны на использовании эпоксидных, фурановых, фенольных и фенолформальдегидных смол, а также смеси их с песком. При проведении операций в скважину за­качивается последовательно ряд жидкостей, каждая из кото­рых выполняет свою функцию. Так, спирты используют для растворения смолистых веществ; дизельное топливо позволяет сохранить проницаемость пласта; смола, катализатор и отвердитель образуют каркас между песчинками слабосцементиро­ванной породы. Используют иногда активаторы. К недостат кам химических методов относятся невысокая надежность и снижение эффективности обработок через определенный пе­риод работы скважины.

 

КОНТАРЕН-2

 

В б.ВНИИКРнефть была разработана и испы­тана технология крепления призабойной зоны пескопроявляющих добывающих и паронагнетательных скважин полимер­ными составами, имеющими широкий температурный диапа­зон применения (20-260°С), обладающими достаточными проч­ностными и фильтрационными характеристиками и обес­печивающими ограничение выноса механических примесей скважинными флюидами независимо от степени обводненнос­ти добываемой продукции.

Технология крепления призабойной зоны скважин основа­на на применении метода тампонирования под давлением с использованием полимерных составов, включающих синтети­ческую смолу, соответствующий отвердитель и реагенты для повышения прочности и проницаемости закрепленной зоны пласта.

Применение этой технологии позволяет снизить содержа­ние песка в добываемой продукции на 30-60% и число ос­ложнений, связанных с выносом песка в 1,5-2,5 раза с веро­ятностью 0,8; снизить обводненность добываемой продукции при сохранении общих отборов из скважины.

Контарен-2 представляет собой композицию, включающую наполнитель и полимерообразующие компоненты, в качестве которых использованы суммарные сланцевые акрилрезоцины (состав ТС-10) и уротропин. Их взаимодействие при темпера­туре выше 35°С образует полимер, который представляет со­бой пространственную трехмерную сетку, характеризуемую значительной густотой, высокой механической прочностью и коррозионной устойчивостью. Сетка способна разрушаться с заметной скоростью только под действием концентрирован­ных (выше 10%) растворов едких щелочей. Термостойкость сетки приближается к 200°С.

Контарен-2 — вязкая нефильтрующаяся суспензия, полу­чаемая при смешении ТС-10, уротропина, едкого натра, воды и наполнителя ШРС-С.

ТС-10 — однородная смесь суммарных сланцевых фено­лов, этиленгликоля и водного раствора едкого натра. Эта жид­кость темно-коричневого цвета растворяется в воде до соотно­шения 1:10, имеет плотность при 20°С 1,16 г/см³, температуру замерзания -30°С.

Уротропин технический — мелкокристаллический порошок плотностью 1,25 г/см³. Растворимость уротропина в воде при 5-35°С составляет ~ 45%. Плотность насыщенного водного ра­створа 1,1 г/см³.

Едкий натр — ингибитор коагуляции и регулятор срока начала загустевания. Он выпускается в виде твердой бесцвет­ной массы или в гранулах плотностью 2,13 г/см³.

Наполнитель ШРС-С — продукт совместного помола ра­створимого (поваренная соль) и нерастворимого (руда агломе­рационная и шлак доменный) наполнителей. Нерастворимая часть ШРС-С в составе Контарен-2 служит для создания необ­ходимой прочности отвержденного материала, а раствори­мая часть — для образования микрощелевых каналов после растворения наполнителя. Концентрация соли в тампонажном растворе значительно превышает его предельную раствори­мость, что и обусловливает получение камня, наполненного кристаллами соли. Наличие начальной проницаемости у отвер­жденного материала позволяет быстрее формировать поровое пространство при вымыве соли водой.

Компоненты смешивают в емкостях с перемешивающими устройствами в следующем порядке. Сначала растворяют ед­кий натр в воде или смешивают воду с раствором едкого на­тра, загружают уротропин и перемешивают до полного ра­створения. В жидкую фазу состава порциями (по пять-шесть мешков) загружают ШРС-С, перемешивают состав в течение 1 — 2 мин. В полученную суспензию вводят ТС-10, перемеши­вают в течение 8 — 10 мин.

Состав имеет плотность 1,55-1,65 г/см³, растекаемость по конусу АзНИИ 18-20 см.

Для приготовления 1 м³ состава Контарен-2 расход матери­алов следующий:

 

 

ТС-10, л............................................... …………………………..270 — 300

Уротропин, кг........................................ ………………………….90—120

Едкий натр, кг.................................... ………………………….12 — 15

Вода, л................................................. ………………………….220 — 240

ШРС-С, кг.......................................... ………………………….900 — 1000

Свойства состава Контарен-2:

Время загустевания при 30°С, ч.:

начало..................................................... ………………………….45 — 50

конец................................................... ………………………….65 — 72

Время загустевания при 60°С, ч.:

начало..................................................... …………………………..2 — 4

конец.................................................... …………………………..4 — 5

Прочность при сжатии через 24 ч. ОЗЦ, МПа:

до вымыва растворимого наполнителя …………………………6 — 8

после вымыва из него растворимого наполнителя…………… 3,5 — 4,5

Коэффициент проницаемости материала через 24 ч. ОЗЦ, мкм²:

до вымыва растворимого наполнителя………………………….0,1 — 0,3

после вымыва из него растворимого наполнителя……………… 1 — 5

Технология предназначена для применения в добывающих скважинах глубиной до 3000 м, паронагнетательных скважи­нах глубиной до 1400 м. Забойная температура в добывающих скважинах может быть от 20 до 80°С, а в паронагнетатель­ных — от 200 до 260°С.

Технология применяется, если приемистость скважины перед применением при давлении на устье 5 МПа составляет не менее 0,3 куб. м/мин., перфорированная мощность пласта не превышает 30 м, содержание мехпримесей в добываемой продукции не менее 0,13%, а температура окружающей среды не превышает +45°С и не ниже -10°С.

Технология осуществляется с помощью следующих мате­риалов и реагентов:

 

— смола ТС-10, ТУ 38-1928-74;

— уротропин, ГОСТ 1381-73;

— каустическая сода, ГОСТ 2263-79;

— хлористый натрий, ГОСТ 13830-84;

— соляная кислота, ГОСТ 1382-69;

— фурилофенольная смола ФФ-1СМ; ТУ 59-03-054-36-81;

— фурфурольно-ацетоновый мономер ФА или ФАМ,

ТУ 6-05-1618-73;

— гексаметилендиамин ГМДА, ТУ 113-03-20-71-83;

— промывочная жидкость с плотностью, обеспечивающей
безопасность работ и не снижающая проницаемость призабой­
ной зоны (нефть, раствор хлористого кальция, пластовая вода и

ар);

— жидкость-носитель гравия (нефть вязкостью 0,2 — 0,3 Па. с);

— гравий-песок кварцевый окатанный по ТУ 39-989-84 с размером

частиц от 0,3 до 1,6 мм.

Перед креплением призабойной зоны определяют про­дуктивность скважины, содержание мехпримесей и воды в нефти, а также величину пластовой температуры; производят подготовительные работы, включающие промывку скважины до забоя, ее глушение и т. д.; определяют приемистость сква­жины с использованием пластовой нефти, конденсата или воды, а также другой жидкости, не снижающей проницаемости при­забойной зоны пласта.

Если проницаемость скважины при давлении 5МПа на ус­тье меньше 0,3 куб. м/мин., то проводят работы по воздей­ствию на призабойную зону пласта с целью повышения ее приемистости.

В скважинах с низкими пластовыми давлениями (ниже гид­ростатического) и при эксплуатации которых отмечался дли­тельный вынос песка, что обусловило образование каверны в заколонном пространстве, производят предварительное зака­чивание песка в каверну с целью ее заполнения (до восстановления циркуляции). При этом максимальное давление не должно превышать величину давления гидроразрыва пласта.

Перед проведением технологического процесса устанавли­вают башмак НКТ с воронкой на уровне нижней границы ин­тервала перфорации.

Для крепления призабойной зоны пескопроявляющих сква­жин применяют полимерные составы.

За 1 — 2 суток до начала работ по креплению призабойной зоны производят лабораторный анализ выбранной рецептуры полимерного состава в условиях ожидаемых температур и дав­лений.