7.5 Изоляция обводненных пластов с применением нефтесернокислотной смеси

Механизм образования селективных материалов при использовании серной кислоты:

1. Серная кислота реагирует с компонентами нефти:

- при реакции ароматических и частично парафиновых углеводородов образуется гелеобразные алкилоульфокислоты и алкилоарилсульфонокислоты;

- окисление и конденсация наиболее высокомолекулярной части нефти – асфальтосмолистых веществ и парафина с образованием кислого гудрона, который обладает объемными структурно-механическими свойствами и имеет вязкость на два – три порядка выше, чем исходная нефть.

2. При перемешивании концентрированной серной кислоты с пластовыми водами пласт искусственно обогащается сульфат – ионами, которые в смеси с жесткими водами хлоркальциевого типа приводят к выпадению гипса и кольматации высокопроницаемых обводненных каналов.

3. Серная кислота взаимодействует с карбонатами пласта, при этом в результате химической реакции образуется гипс:

H₂SO₄ + CaCO₃ + 2H₂O = Ca₂SO₄^.2H₂O + CO₂ + H₂O

Область эффективного применения нефтесернокислотных смесей (НСКС):

1. Обводненность добываемой продукции - до 99%

2. Минерализация воды - не ограничена

3. Пластовая температура ≤ 50⁰С

4. Дебит скважины по жидкости ≥ 1 т/сут

5. Толщина пласта ≥ 2 м

6. Характер обводения - нижняя, подошвенная, закачиваемая

7. Содержание асфальтенов и смол ≥ 15%

8. Содержание парафинов ≥ 3%

9. Проницаемость пласта:

- терригенные породы 0,2 – 0,7 мкм²

- карбонатные породы ≥ 0,1 мкм²

Технологические схемы закачки НСКС:

1. Образование кислого гудрона на забое путем одновременно-раздельной закачки серной кислоты по НКТ и нефти по кольцевому пространству.

2. Закачка заранее приготовленного кислого гудрона по НКТ и нефти по кольцевому пространству (для сохранения проницаемости верхней части пласта). В отдельных случаях возможно использование пакера и закачка только кислого гудрона.

3. Как и по первой технологической схеме, но закрепление интервалов перфорации цементом или отверждающими смолами типа ТСД-9 с формалином.

Рекомендации по выбору объемов закачки НСКС

Приемистость обводненного пласта, м3/час	Объем НСКС на 1 м толщины пласта
	Р ˂ 10 МПа	Р ˃ 10 МПа
˂ 20	5,0	3,5
˃ 20	7,0	5,0

7.6 Изоляция обводненных пластов с применением гипана

Характерной особенностью реагентов класса акриловых полимеров и их производных является: растворимость в наиболее доступном растворителе – воде, и возможность образовывать закупоривающую массу в пласте за счет насыщающих его высокоминерализованных вод. Закупорка поровых каналов может происходить как за счет осадкообразования, так и за счет гелеобразования в зависимости от вспомогательного реагента: электролита, формалина, серной кислоты и др.

Область применения гипана:

1. Тип вод – подошвенная, нижняя, контурная

2. Обводненность продукции - 70-90%

3. Ионный состав вод - Ca⁺², Mq⁺², Fe⁺² и др.

4. Минерализация воды ˃ 20 г/л

5. Объем гипана на 1 м³ пласта 1,0 – 1,5 м³

6. Объем гипана на одну скважино-операцию:

Таблица 1 – Выбор объема закачки гипана

Поглотительная способность скважины, м3/час	Объем гипана, м3 при давлении, МПа
	˃ 10	˂ 10
˃ 20	3 - 5	˃ 5
˂ 20	3 - 4	˂ 5

Технологические схемы закачки гипана в скважину

1 – пластовая вода; 2 – пресная вода; 3 – водный раствор хлористого кальция; 4 – гипан; 5 – соляная кислота; 6 – цементный раствор

I и II технологические схемы – наиболее распространенные, применяются в случаях изоляции через заливочные трубы и без извлечения подземного оборудования из скважины по затрубному пространству.

III технологическая схема – при высокой приемистости обводненного пласта и дозированных заливках.

IV и V технологические схемы – при низкой проницаемости обводненного пласта (перед гипаном закачивают соляную кислоту для ее увеличения).

VI технологическая схема – применяется для повышения надежности ремонта и проводится через спецотверстия.

Основные технологические показатели водоизоляционных работ с применением гипана:

- объем рабочего раствора полимера (табл. 1);

- объем буферной жидкости (табл. 2);

- объем рабочих растворов (табл. 3).

Таблица 2 – Выбор объема буферной жидкости (пресной воды)

Условный диаметр труб, мм	Объемная скорость закачки, л/с	Объем закачиваемой буферной жидкости, м3
		До гипана	После гипана
60	3 - 5	0,2 – 0,3	0,1 – 0,2
73	3 - 5	0,4 – 0,5	0,1 – 0,2
Кольцевое пространство 146 и 73	3 - 5	0,7 – 0,9	0,2 – 0,3
146	3 - 5	1,0 – 1,5	0,3 – 0,4

Таблица 3 – Выбор объемов рабочих растворов по I – VI технологическим схемам

Состав рабочего раствора	Объем компонентов по технологическим схемам, м3
	I - II	III	IV - V	VI
30% раствор CaCl2	-	1,5 – 2,0	0,5	-
Соляная кислота	-	-	3,0 – 4,5	-
Пресная вода	до 0,5	до 0,3	0,3 – 0,4	0,25 – 0,50
Гипан	3,0 – 5,0	5,0 – 6,0	3,0 – 6,0	3,0 – 6,0
Пресная вода	0,1 – 0,2	0,1 – 0,2	0,1 – 0,25	0,2 – 0,3
30% раствор CaCl2	-	0,3 – 0,5	0,3 – 0,5	-
Цементный раствор	-	-	-	0,5 – 1,0