Способ крепления стенок скважин

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ри 11002523(23) ПриоритетОпубликовано 07.03,83,Бюллетень М 9Дата опубликования описания 07. 03. 83 31) Ц. Кл. Е 21 В 33/138 Гоеударстаеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ СТЕНОК СКВАЖ Не ся ни воль н в раз никовИз стено способа являетрепления пристны при наличии тированных песча пород.особ креплениязакачки в скваулирующим реаоторог испоезины 13 3. достатком этог экое качество ой зоны скваж рез е слабосцеме и лессовидных вестен также с к скважин путем раствора с коа м, в качестве тся дисперсия в генльзу Изобретение относится к строите- льству нефтяных и газовых скважин при бурении неустойчивых отложений, содержащих минерализованные поровые и пластовые воды, преимущественно слабосцементированных песчаниках.Известен способ крепления стенок скважин путем закачки в скважину бу рового раствора на основе жидкого стекла. Механизм действия такого раствора заключается в проникновении в поры и трещины породы геля кремневой кислоты и образования пленочных защитных покрытий. Это предотвра щает набухание и снижает гидратацию глинистого материала 1(.Недостатком известного способа является невозможность его использования при прохождении слабосцементированных песчаников и лессовидных пород мощностью более 30 м. Известен также способ крепления тенок скважин в процессе их бурения аключающийся в закачивании раствора скважину, содержащего соли калия, альция, алюминия, являющиеся обмеными катионами, снижающими гидрофиль ость глинистых минералов, слагающих тенки скважин 2 1 Недостаток способа заключается в том, что наличие в водной Фазе бурового раствора многовалентных ка-, тионов при взаимодействии с резиной приводят к преждевременной коагуляции раствора, что осложняет и снижает качество крепления приствольной эоны.Цель изобретения - повышение качества крепления приствольной зоны скважины.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу крепления стенок скважин путем закачки в сквапину раствоРа с коагулирующим реагентом, в раствор дополнительно вводят регуяятор коагулирующих ионов, содержащий ионы одноименные иону пластовой воды, с концентрацией510 15 20 25 30 35 40 45 50 их на 10-30 меньшей порога коагуляции реагента.Укаэанный интервал концентрации ввода коагулирующих ионов обуся ловлен скоростью коагуляции, завися 1 щей от концентрации коагулирующих ионов в пластовой воде и тира реагента,. и глубиной проникновения коагуЛюма глубиной кальматации). При концентрации коагулирующих ионов, большей верхнего предела, существенно возрастает вероятность коагуляции раствора в самой скважине, а не в поровом пространстве пласта. При нижнем пределе концентрации скорость коагуляции замедляется настолько значительно, что качество крепления ухудшается.Сущность способа крепления сте нок скважин заключается в следующем.В зависимости от степени минерализации поровой или пластовой воды выбирается тип коагулирующего реагента. По данным анализа Фильтрации бурового раствора определяется состав регулятора коагулирующих ионов. В зависимости от конкретных геологических условий по предварительным данным лабораторных исследований керна породы, слагающей стенки скважины, выбирается величина концентрации коагулирующих ионов в Фильтрате бурового раствора, лежащемв пределах на 10-30 меньше порога коагуляции реагента.Буровой раствор обрабатывается Регулятором коагулирующих ионов, имеющим обычно двухкомпоиентный состав. Одно вещество регулятора коагулируиицих ионов вызывает перевод катионов в труднорастворимый осадок, другое в зависимости от своей концентрации в буровом растворе обра зует определенное количество коагулирующих ионов в Фильтрате бурового раствора, одноименных иону пластовой воды.После обработки раствора регулятором коагулирующик ионов в него вводят коагулирующий реагент, в качестве которого используются различные водорастворимые полимеры, химически неустойчивые коагулирующие)к солям пластовой или поровой воды. Таким образом буровой раствор, содержащий коагулирующий реагент, выводится на.грань коагуляции и закачивается в скважину, где он частично фильтруется в поровое пространство пласта. Поэтому при смешивании Фильтрата раствора с пластовой или поровой водой, содержащей добавочную концентрацию коагулирующих ионов, происходит его быстрая коагуляция, что приводит к закупорке порового пространства и цементированию коагулюмом пород, слагающих стенки скважин.Для осуществления предлагаемого способа в исходный глинистый раствор на основе нефтеабадского порошка плотностью 1,38-1,4 г/см добавляют 3 гидролизованного полиакрилонитрила ( реагент К. Пластовые воды содержат 1650 мг/л ионов кальция. Порог коагуляции раствора с полимером Клежит в пределах 600- 800 мг/л ионов кальция, Поэтому в раствор перед его закачкой в пласт добавляют 0,6 извести и 0,3 едкого натрия последний добавляется для образования труднорастворимой гидроокиси кальция ). Добавка 0,6 извести в раствор дает концентрацию кальция, равную 480 мг/л. После закачки обработанного бурового раствора в скважину в результате проникновения фильтрата в пласт и смешивания его с поровой и пластовой водой, содержащей ион кальция, общее нх количество повышается до 1065 мг/л, что вызывает быструю коагуляцию полимера К.Образовавшийся коагулюмэа счет сил абсорбции склеивает слабосцементированные частицы песчаника, что приводит к повышению устойчивости приствольной зоны. Это позволяет пробурить неустойчивые породы мощностью 480 м в интервале 3800- 4280 м.Проводят исследования по определению степени размокаемости образца керна, поднятого из интервала 3904- 3912 м скважины М 12 П площади БаэарКурган, обработанного данным способом и без обработки в хлоркальциевой и хлормагниевой средах (см. таблицу).1002523 Характер разрушения образца породы в различных средахБез обработки С обработкой 3 мин Беэ измене-.,ния Появилась продольная трещина Без изменения Появилась продо-льная трещина Образец покрылся сетью трещин 10 мин Образец покрылся пленкой Без изменения Без измененений 25 мин Происходит отслаивание мелких кусочков Образец расслоился на6 чТо же 45 мин То же Интенсивноеразрушение образца Отделение частей образца ивыпадание надно Образец полностью разрушился 3 ч Образец полностью разрушился То же 2 сут4 сут6 сут25 сут То же также показывает повышение своей устойчивости в Фильтрате растворов. Однако. в этом случае результаты нес.колько худшие по сравнению с реагентом К Образец,помещенный в фильтрат бурового раствора, содержащий хлоркальциевые соли, повышает свою устойчивость по сравнению с необработанным образцом на 7-9 дн.Для маломинерализованных пластовых вод при определенных технологических условиях (температура в сква" жине не более 100 ОС) могут быть применены гуматные реагенты. В некоторых случаях применение подобных препаратов в качестве коагулирующего реагента позволяет получить удовлетворительное качество крепления приствольной эоны, Лабораторные исследования показывают, что склеивание коагулюмом гуматных реагентов слабосцементированных пород повышает их устойчивость к разрушению на 160-250 по сравнению с необработанной породой состоящей из слабосцементированного песчаКак видно иэ приведенных данных, необработанные образцы быстро разрушаются в фильтратах раствора, а обработанные в течение более 2-х месяцев остаются без изменения.45В обработанном образце за счет коагуляции полимера в порах образца породц резко уменьшается его проницаемость. Например, если проницаемость исходного слабосцементированного песчаника равна 29 мд., после промывки образца в среде реагента Кравна 15 мд., то после обработки предлагаемым способом проницаемость образца падает до 0,002 мд., т.е. образец становится практически не проницаемым.В качестве коагулирующих реагентов для среднеминерализованных пластовых вод (степень минералиэации 400-600 мг/л) может быть использова но низкомолекулярное соединение карбоксилметилцеллюлоза (КИЦ). Обработанный слабосцементированный образец по приведенной методике (порог коагуляции реагента 300-400 мг/л) 65 Хлормагниевая вода = .1,125 г/смЗ (содержание ионов магния 170 мг/л) Без обработки С обработкой Появилось много Образец поке новых трещин рылся плей- кой1002523 формула изобретения Составитель В. Никулин Редактор Н. Швыдкая Техред М.Коштура Корректор А, ференцЗаказ 1485/4 Гираж 601 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 ника. Использование данного способа крепления скважин дает воэможность осуществить процесс. буренияв отложениях, сложенных неустойчивыми породами, предотвратить тяжелые ослржнения и аварии. Способ крепления стенок скважин путем закачки в скважину раствора с коагулирующим реагентом, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества крепления приствольной эоны скважины, в раствор дополнительно вводят регулятор коагулирующих ионов, содержащий ионы, од.ноименные иону пластовой воды, с концентрацией их, на 10-30 меньшей порога коагуляции реагента. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М., "Недрами, 1979,с, 108,2. Мариампольский Н.А. и Гуржи 10 ев Н.К. Ингибирующее действие раство"ров на основе солей калия, кальция,алюминия и жидкого стекла. ТрудыВНИИКр, Краснодар, 1978, Р 14, с.1620.15 3. Авторское свидетельство СССРР 579407, кл. Е 21 В 33/13, 1 975