С применением концентрированных
МЕЛОВЫХ СУСПЕНЗИЙ
В ООО «Кубаньгазпром» совместно с СевКавНИИгазом разработан способ глушения пласта на время ремонта концентрированной меловой суспензией на основе химически осажденного мела (меловая паста). Метод основан на способности последней в силу высокой дисперстности твердой фазы создавать в приствольной части пласта непроницаемый барьер, исключающий контактирование пород коллектора с рабочей жидкостью, находящейся в стволе скважины. При необходимости (после окончания ремонта) меловой барьер может быть разрушен солянокислотной обработкой, и гидродинамическая связь скважины с пластом восстанавливается. Определяющее значение при этом имеет то обстоятельство, что химически осажденный мел в силу высокой степени чистоты при взаимодействии с соляной кислотой не образует твердых осадков, а водный раствор хлористого кальция легко удаляется из пласта при освоении. Выделяющийся при реакции углекислый газ, способствуя разгазированию бурового раствора, или ЖГ, облегчает и ускорят процесс освоения. Метод широко реализован.
Химически осажденный мел представляет собой тонкодисперсный, микрокристаллический порошок, получаемый в промышленности карбонизацией известкового молока Са(ОН)2 двуокисью углерода (СО3). Содержание углекислого кальция колеблется в пределах 96 – 98 %, влажность составляет 1 - 1,5 %. Содержание примесей, не растворимых в соляной кислоте, изменяется в пределах 0,15 - 0,2 %, что практически исключает возможность загрязнения коллектора продуктами реакции.
В качестве стабилизатора - структурообразователя, придающего неустойчивым меловым суспензиям упругопластические свойства, используется КМЦ. КМЦ наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к реагентам-стабилизаторам меловых суспензий. Для стабилизации меловых суспензий можно использовать КМЦ со степенью полимеризации от 300 до 600, причем его стабилизирующая способность и термостойкость возрастают с увеличением степени полимеризации. Условная вязкость 5 % водного раствора КМЦ-300 составляет 50 - 70 с., КМЦ-500 - 250 - 300 с.
На основе данных лабораторных и промысловых исследований рекомендуются следующие составы для временного блокирования пласта при глушении скважин:
1) мел химически осажденный (2,7 - 2,8 г/см3) - 35 - 40 %;
2) вода пластовая (1,01 - 1,05 г/см3) - 58 - 63 %;
3) КМЦ-500 (или в переводе на КМЦ-500) - 1,5 - 2,5 % (все в весовых %).
При этом технологические параметры суспензии после выдерживания в течение 5 - 6 часов при t = 100°С изменяются в следующих пределах:
r = 1,28 - 1,31 г/см3, водоотдача (по ВМ-6) = 4 - 10 см3 за 30 мин., условная вязкость = 300 - 600 с., суточный отстой жидкой фазы = 1 - 2 %.
В нормальных условиях водоотдача достигает 20 см3 за 30 мин., вязкость - 1000 с., суточный отстой - 0.
В сильно поглощающих скважинах (50 - 70 л/мин.) необходимо использовать суспензию с максимальным содержанием мела (40 %) или добавлять 10 - 15 % строительного мела.
Состав и параметры меловой суспензии, используемой для перфорационных работ, несколько отличаются от описанных выше. Это объясняется необходимостью свободного перемещения перфоратора в намечаемом к прострелу интервале:
- мел химически осажденный — 30 - 32 %;
- пластовая вода — 65 - 67 %;
- КМЦ-500 — 2,5 %.
С параметрами в нормальных условиях: плотность - 1,25 - 1,26 г/см3, вязкость (условная) - 400 - 600 с, водоотдача - 10 - 12 см3 за 30 мин., СНС - 4 - 6 дПа, стабильность - 0,02 г/см3, суточный отстой - 0,3 %. После термостатирования (100 - 140°С): r - 1,22 - 1,26 г/см3, вязкость по ПВ-5 - 200 - 300 с., водоотдача - 12 - 14 см3 за 30 мин., стабильность - 0,01 г/см3, суточный отстой - 0,3 %.
Порядок приготовления суспензии
1. После определения необходимого количества суспензии и выбора ее состава в 50 % общего объема воды растворяют КМЦ до получения однородной по вязкости массы. При использовании воронки или гидросмесителя для этого достаточно 30 мин.
2. В оставшихся 50 % воды затворяют мел. При помощи гидросмесителя интенсивно перемешивают получившуюся суспензию в течение 30 мин.
3. Оба раствора смешивают и, перемешивая в течение 1 часа, добиваются необходимых параметров.
ОСОБЕННОСТИ ГЛУШЕНИЯ СКВАЖИН
С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ БЛОКИРОВАНИЕМ ПЛАСТА
Применение указанного метода рекомендуется при выполнении следующих ремонтных операций:
1) ревизии насосно-компрессорных труб и других подземных ремонтов;
2) переоборудовании скважин под плунжерный лифт;
3) ликвидации межколонных пропусков и замене устьевого оборудования;
4) временной консервации скважин;
5) устранении негерметичности эксплуатационных колонн с местом нарушения выше объекта разработки;
6) изоляции пластовых вод путем установки цементного моста с целью отключения нижней части объекта.
Промысловые эксперименты показали высокую эффективность перфорационных работ в среде меловой суспензии, в частности, при:
а) вскрытии объектов с низким пластовым давлением;
б) расширении (дострел) фильтра;
в) приобщении нового объекта;
г) повторной перфорации;
д) возвратных работах на ниже- и вышележащие горизонты.
Технологические схемы блокирования пласта при глушении скважин могут быть различными.
ПЕРВАЯ СХЕМА
Скважина заполнена газом.
Последовательность операций.
1. С целью очистки забоя скважина кратковременно продувается в атмосферу.
2. Для первичного блокирования часть расчетного количества пасты (от 1/3 до 1/2) закачивается по насосно-компрессорным трубам на забой.
3. Резкое повышение давления закачки свидетельствует о начале блокирования, и газ медленно, в темпе закачки, выпускается в атмосферу вплоть до появления циркулирующей жидкости.
4. Остальная паста транспортируется на забой сифоннымспособом и расходуется в зависимости от вида ремонта или идет на задавку в пласт (при длительном ремонте, высоких гидродинамических давлениях), или на заполнение части ствола в интервале существующего, или намечаемого к перфорации объекта.
ВТОРАЯ СХЕМА
Скважина имеет на забое столб жидкости, создающий противодавление, равное пластовому давлению (обводнившаяся скважина).
Рекомендуются два равноценных варианта.
Первый вариант
1. Скважина «разряжается» в атмосферу.
2. По насосно-компрессорным трубам закачивается расчетное количество меловой пасты и проталкивающая жидкость, объем которой равен объему насосно-компрессорных труб.
3. В затрубное пространство закачивается буровой раствор, объем которого равен объему затрубного пространства в интервале от устья до уровня пластовой воды.
4. Созданием избыточного давления расчетное количество меловой пасты залавливается в пласт.
5. Излишки меловой пасты удаляются из скважины обратной промывкой.
6. Выполняются работы по изоляции пластовых вод, предусмотренные планом ремонта (установка цементного моста без давления или взрывного пакера с заливкой небольшого количества цементного раствора желонкой).
Второй вариант
1. Скважина «разряжается» в атмосферу.
2. Замеряется уровень жидкости, определяется его высота Н и соответствующий ему объем жидкости V (рис. 2.4).
3. По насосно-компрессорным трубам закачивается расчетное (принятое) количество меловой пасты Vп и продавливающей жидкость Vпр, объем которой равен объему насосно-компрессорных труб в интервале высоты жидкости (h), вытесненной меловой пастой в кольцевое (затрубное) пространство.
Пример расчета.
Известно:
Высота столба жидкости в скважине, Н = 500 м.
Диаметр эксплуатационной колонны, Д= 146 мм.
Диаметр насосно-компрессорных труб, dтр = 89 мм.
Объем меловой пасты, Vп = 2000 л.
Объем столба жидкости в скважине, Vпв = 5410 л.
Объем одного погонного метра 89 мм труб, Vтр = 4,52 л.
Объем 1 пог. м кольцевого пространства, Vк = 6,3 л.
Пластовое давление, Рпл = 50 кг/см2 (5МПа).
Насосно-компрессорные трубы опущены до нижних дыр фильтра. Требуется определить объем проталкивающей жидкости (вода, обработанная ПАВ).
При доставке меловой пасты (Vп = 2000 л) на забой объем пластовой воды (жидкости) Vпв = 5410 л, вытесняется в затрубное пространство и образует столб высотой:
Для уравновешивания столба h необходимо закачать продавливающую жидкость, объем которой равен:
Следовательно, для транспортировки меловой пасты объемом 2000 л на забой «сифоном» необходимо закачать по насосно-компрессорным трубам 3887 л продавливающей жидкости. При этом достигается равенство уровней жидкостей (воды и меловой пасты) в скважине, равномерное распределение меловой пасты в заданном интервале и обеспечивается безопасность проведения ремонтных работ, поскольку гидростатическое давление будет превышать пластовое более чем в два раза.
4.Насосно-компрессорные трубы поднимают выше меловой пасты, и восстанавливают циркуляцию.
5.Выполняются работы по изоляции пластовых вод (аналогично пп. 4, 5, 6 первого варианта).
Основные элементы схем блокирования при выполнении различных видов ремонтных работ состоят в следующем. В качестве примера опишем последовательность операций при изоляции притока пластовых вод с отключением нижней части фильтра (позиция 8 ).
а) Дренируемый интервал, состоящий из трех объектов, блокируется меловой суспензией. Причем, способ блокирования выбирается, исходя из поглотительной способности скважин. При значительных поглощениях (3 - 4 м3/час) суспензия высокой вязкости (до 1000 с. по ПВ-5) транспортируется на забой и оставляется в интервале фильтра на 6 - 8 часов, в течение которых происходит постепенное закупоривание пор пласта частицами мела. Скважина заполняется пластовой или технической водой, обработанной ПАВ. При небольших поглощениях ли их отсутствии для ускорения ремонтных работ применяется блокирование под давлением, когда суспензия в расчетном объеме задавливается в поры пласта, после чего восстанавливается циркуляция, и продолжаются ремонтные работы. В качестве рабочих жидкостей во всех случаях рекомендуется пластовая или техническая вода, обработанная ПАВ, тяжелый конденсат и дизтопливо.
б) Установкой цементного моста отсекается нижний обводнившийся пласт.
в) Оставшиеся два верхних газонасыщенных пласта деблокируются путем солянокислотной обработки под давлением. В скважинах, не склонных к поглощениям, после перфорационных работ в меловой среде чаще всего достаточно проведения солянокислотной ванны.
г) Приступают к освоению скважины.
Кроме основных схем временного блокирования пласта, может использоваться метод доставки меловой пасты в интервал, намечаемый к перфорации, с помощью желонки. Эта работа выполняется геофизической партией непосредственно перед перфорацией заданного объекта, что позволяет упростить технологию закачи меловой пасты и сократить количество спуско-подъемных операций. Применение этого способа рекомендуется при перфорации объектов, не превышающих 10 - 13 м.
ДЕБЛОКИРОВАНИЕ ПЛАСТА