Лабораторные исследования состава "SWS-PLAST" ООО "АКРОС" для разработки новой технологии водоизоляционных работ и укрепления призабойной зоны пласта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторные исследования состава «SWS-PLAST» ООО «АКРОС» для разработки новой технологии водоизоляционных работ и укрепления призабойной зоны пласта

Королев А.В.

Александров д.В.

Терещук М.С.

В процессе эксплуатации залежей с высокой степенью выработки запасов, увеличение влагосодержания в призабойной зоне пласта (ПЗП) приводит к интенсивному размыву глинистого цемента, разрушению глинистых частиц горной породы, выносу песка и частиц скелетообразующей фракции горной породы и образованию каналов повышенной проводимости в продуктивных интервалах.

Практический интерес для изоляции водопритоков и УПЗП в нефтяных и газовых скважинах представляют гидролизующиеся полифункциональные кремнийорганические соединения.

Разработка, лабораторные исследования, опытно-промышленные испытания на месторождениях Западной Сибири состава «SWS-PLAST» проведены специалистами ООО «АКРОС» и представлены в этом материале.

Полимерный состав «SWS-PLAST» может быть успешно применен на осложненных скважинах для изоляции продуктивного водоносного интервала.

Increased moisture content in the wellbore area of formation in highly-depleted deposits results in intensive erosion of argillaceous cement, destruction of argillaceous rock particles, production of sand and matrix forming fraction and formation of increased conductivity channels in pay sections.

Hydrolyzing polyfunctional organosilicon compounds have practical value for water shut-off and isolation of the wellbore area of formation in oil and gas wells.

This paper provides information on SWS-PLAST development, laboratory studies, and pilot testing at West Siberian fields by specialists of AKROS LLC.

Conclusion: SWS-PLAST polymer composition can be successfully used in challenging wells to isolate pay water-bearing sections.

В мпоследнее время, ввиду интенюсивного роста обводнения основных месторождений углеводородного сырья вследствие выработки большей части удельных извлекаемых запасов, во главу угла ставятся задачи повышения эффективности водоизоляционных работ и работ по ограничению водопритока, как на старых месторождениях, так и на вновь вводимых площадях.

В процессе эксплуатации залежей с высокой степенью выработки запасов увеличение влагосодержания в призабойной зоне пласта (ПЗП) приводит к интенсивному размыву глинистого цемента, разрушению глинистых частиц, выносу песка и частиц скелетообразующей фракции горной породы и образованию каналов повышенной проводимости в продуктивных интервалах. С одной стороны, данный процесс способствует кавернообразованию и, как следствие, увеличению приведенного радиуса скважины с соответствующим ростом продуктивности, но вместе с тем этот процесс вызывает опережающий отбор от извлекаемых запасов, рост обводнения добываемой продукции, что ведет к большому количеству не вовлеченных в разработку остаточных запасов в продуктивном пласте. Вместе с этим интенсивное пескопроявление повышает износ ВСО, устьевой арматуры и усложняет процесс транспортировки и подготовки продукции.

Сегодня наиболее распространены методы селективной изоляции пластовых вод, основанные на закачке в пласт элементоорганических соединений. Практический интерес для изоляции водопритоков и УПЗП в нефтяных и газовых скважинах представляют гидролизующиеся полифункциональные кремнийорганические соединения. Кремнийорганические составы, ввиду их низкой вязкости и особенности взаимодействовать с большинством типов пластовой воды, как рыхлосвязанной, капиллярной, так и свободной (воды грунтового потока, подошвенной воды), вне зависимости от их состава и минерализации не вступающие в реакцию поликонденсации в нефтенасыщенных интервалах, можно использовать для эффективной селективной изоляции водоносных интервалов.

Использование кремнийорганического состава «SWS-PLAST» на основе гидролизующихся кремнийорганических соединений позволяет образовывать в пластовых условиях закупоривающий водонасыщенную породу органосиликатный полимер, обладающий высокими адгезионными характеристиками к породе, гидрофобной активностью, высокими селективными свойствами.

Использование состава SWS-PLAST с армирующим наполнителем для крепления ПЗП обеспечивает увеличение прочности образуемого коллектора, значительное уменьшение выноса песка (КВЧ) в ствол скважины и уменьшение обводненности продукции.

В процессе совершенствования технологии водоизоляции компания «АКРОС» применяет научно-экспериментальный подход к моделированию внутрипластовых процессов, используя современное лабораторное оборудование, позволяющее определить характеристики применяемых составов на образцах горной породы эксплуатируемых месторождений.

Для водоизоляционных составов, применяемых для ограничения поступления воды из эксплуатационных скважин, согласно техническим требованиям, существуют несколько критериев эффективности:

* селективность отверждения;

* надежность создаваемого экрана в пласте к воздействию депрессий;

* селективность проникновения в обводненные интервалы пласта;

* регулируемость времени отверждения;

* независимость отверждения от минерализации и типа воды;

* гомогенность;

* высокая адгезия к породе;

* способность образовывать водонаполненные композиции;

* низкая температура замерзания базового материала;

* простота приготовления в полевых условиях;

* минимальное отрицательное воздействие на фильтрационные свойства продуктивного пласта;

* возможность укреплять слабосцементированные участки горной породы.

Разработанный компанией «АКРОС» полимерный состав «SWS-PLAST» отвечает перечисленным критериям.

В ходе лабораторных исследований подбиралось оптимальное соотношение полимерной смеси кремнийорганического состава SWS-PLAST и добавок, под свойства различных продуктивных горизонтов.

С целью оценки эффективности выбранной рецептуры состава были проведены потоковые эксперименты с оценкой изменения проницаемостей водонасыщенной и углеводородонасыщенной части коллектора до и после воздействия состава на модели горной породы, а также оценивалась степень укрепления. Эксперимент заключается в моделировании фильтрации на 2-х параллельных нефте-, газо- и водонасыщенных образцах горной породы с разной проницаемостью в установке трехфазной фильтрации Тех-ОВП тип УИПК (модификация ВГНУ)

АО «Сибнефтепроект» (рис. 1).

Для моделирования степени изоляции горной породы этапы подготовки керна выглядели следующим образом:

-- отбор и выбуривание образцов из выбранного кернового материала;

-- экстрагирование;

-- определение абсолютной проницаемости;

-- насыщение водой;

-- определение пористости;

-- центрифугирование;

-- для нефтенасыщенных образцов с остаточной водонасыщенностью происходило перенасыщение углеводородом (рис. 2).

Для моделирования степени укрепления горной породы формируются насыпные модели образцов (рис. 3). Для этого следует произвести:

-- отбор породы из выбранного кернового материала,

-- экстрагирование;

-- размельчение;

-- отмывку от солей и глины;

-- высушивание;

-- просеивание по фракциям;

-- формирование образцов в полимерных контейнерах

-- определение абсолютной проницаемости при обжиме 100 кгс/см2;

-- определение пористости прибором «Поромер».

В параллельные кернодержатели установки ВГНУ загружали два образца:

-- в кернодержатель № 1 -- водонасыщенный образец горной породы (рис. 4);

-- в кернодержатель № 2 -- нефтенасыщенный образец с проникновением углеводородной фазы.

При моделировании газонасыщенных интервалов в кернодержателе № 2 размещался сухой образец с ранее замеренной газопроницаемостью. В поршневую колонку № 1 для растворов загружалась композиция на основе водоизоляционного состава «SWS-PLAST» (рис. 5) с добавлением ускорителя сроков схватывания. В поршневой колонке № 2 находилась пластовая нефть. Поршневая колонка № 3 заполнялась инертным газом.

По направлению пласт-скважина из колонки № 2 через образец в кернодержателе № 2 прокачивалось 5 -- 6 поровых объемов нефти -- для создания модели насыщения пласта подвижной нефтью, определения ФЕС и моделирования процесса эксплуатации скважины (на газонасыщенных образцах данные действия не проводились).

По направлению скважина-пласт из колонки № 1 через кернодержатели № 1 и № 2 прокачивалось два поровых объема водоизоляционного состава «SWS-PLAST». В процессе прокачки второго порового объема состава наблюдался рост давления закачки, снижение расхода жидкости и снижение расчетной проницаемости, что говорит о начале процесса полимеризации и изоляции пор уже в процессе закачки.

По направлению скважина-пласт из колонки № 2 прокачивалась нефть в количестве семи поровых объемов с целью продавливания изоляционной смеси, очистки интервала от остатков изоляционного состава в кернодержателях № 1 и № 2. Производилась выдержка 12 часов для завершения процесса адгезии и полимеризации состава.

По направлению пласт-скважина моделировался процесс освоения скважины и очистки нефтенасыщенного образца (горной породы) от остатков полимера путем обратной фильтрации углеводорода в количестве 7 поровых объемов. При моделировании освоения водогазонасыщенных интервалов очистка пласта осуществлялась прокачкой до двадцати поровых объемов инертным газом.

Производился замер проницаемости водонасыщенного образца, обработанного составом, после изоляции (рис. 6).

Дополнительно по насыпным моделям определялся предел прочности при одноосном сжатии после полимеризации и восстановления порового цемента и ОЗС (рис. 7 -- 10).

Выводы, полученные в ходе тестирований (рис. 4 -- 10, табл. 1, 2):

При проведении фильтрационных экспериментов, применительно к водо- нефте- и газонасыщенным продуктивным пластам, можно рекомендовать к использованию для промышленного внедрения на нефтяных и газовых месторождениях в качестве реагента для укрепления призабойной зоны и ограничения водопритока изоляционные составы на кремнийорганической основе «SWS-PLAST» компании «АКРОС» совместно с регулятором сроков схватывания, активатором осадкообразования и армирующим наполнителем.

Технология проведения работ. На первом этапе изоляционных работ в скважину закачивается буферная жидкость с целью очистки интервала ПЗП и продуктивного интервала. Вторым этапом в скважину производится закачка селективного изоляционного состава «SWS-PLAST» в объеме НКТ, затрубная задвижка закрывается, состав доводится в пласт расчетным объемом продавочной жидкости.

В зависимости от горно-геологических условий и требований проведения работ, по окончании продавливания водоизоляционного состава в нижней части ПЗП, выполняется перепродавка углеводородной жидкостью или инертным газом объемом, обеспечивающим создание в пласте обширного водоизоляционного экрана на границе контакта «пластовая вода -- нефть/газ», при этом формируется вторичная пористость горной породы.

Компоненты состава, достигнув контакта с водой, при соприкосновении с солями Ca и Na, входящими в состав пластовой воды, образуют выпадение осадка в порах горной породы. Во время реакции выделяется соляная кислота, которая при контакте с кремнийорганическим составом выпадает диоксид кремния (кремнезем). Время затвердевания в присутствии пониженного pH в пластовых условиях существенно ускоряется. Армирующая добавка формирует псевдоскелет на поверхности образца.

Практическое применение. Состав прошел опытно-промышленные испытания на месторождениях Западной Сибири, достигнуты высокие показатели: водоизоляционный укрепление призабойный пласт

-- снижение дебита воды до 50 %;

-- получены результаты применения технологии без потерь дебита по нефти, в некоторых случаях достигается рост дебита газа;

-- снижение выноса песка 70 -- 100 %, содержание КВЧ -- до 70 мг/л.

При необходимости достигается полная изоляция продуктивного водоносного интервала.

Выводы. Технология применения состава «SWS-PLAST» позволяет решать различные задачи на осложненных скважинах. Состав прост в приготовлении и применении, а использование различного типа добавок в технологической смеси повышает эффективность элементоорганических соединений данного типа при ремонтно-изоляционных работах.

Размещено на Allbest.ru