2.4. Пены

Перспективным для глушения скважин с пластовым давлением ниже гидростатического (особенно на завершающей стадии разработки месторождений) является способ и технология глушения с применением двух- и трехфазных пен. Их применение предполагает снижение или полное устранение репрессии на продуктивный пласт путем регулирования плотности пены и снижения интенсивности поглощения, или полное его прекращение путем регулирования структурно-механических свойств пены. В результате предотвращения поглощения пены продуктивным пластом достигается сохранение его естественной проницаемости.

В состав двухфазных пен входят – вода, ПАВ – пенообразователь и стабилизатор из группы водорастворимых полимеров, а трехфазных пен – дополнительно высокодисперсная твердая фаза.

Состав двухфазных пен

Для освоения скважин и удаления продуктов кислотной реакции используются двухфазные водные и кислотные пены:

продукты реакции кислоты + пенообразователь: неионогенные ПАВ 0,3 - 0,5 %  ОП-7, ОП-10, превоцелл;

продукты реакции кислоты + пенообразователь: ДС-РАС, дисолван, сульфонол, «Прогресс», превоцелл, ОП-10 + метанол  20 – 40 %.

Спиртокислотная пена имеет преимущества по сравнению с обычной кислотой; она позволяет увеличить охват пласта обработкой по его толщине и размерам его поровых каналов, снизить поверхностное натяжение закачанного и нейтрализованного раствора кислоты, уменьшить скорость реакции, воздействовать на тонкопоровые каналы пористой среды, облегчить удаление продуктов кислотной реакции, глинистых загрязнений и воды из пласта и вынос их на поверхность, предотвратить гидратообразование.

Состав трехфазных пен

Анионные ПАВ 1 - 1,5 %: ПО-1Д, «Прогресс», ДС-РАС, КЧНР и сульфонол;

стабилизатор: КМЦ, ММЦ  0,5 - 1,0 %;

высокодисперсная твердая фаза: бентонит  10 %.

Анионные ПАВ повышают стабильность трехфазных пен, которая достигает 600 - 700 мин.

Неионогенные ПАВ  1,5 - 2 %; ОП-10, неонол;

стабилизатор КМЦ; ММЦ  0,5 - 1,0 %;

высокодисперсная твердая фаза: бентонит  2 - 10 %.

Повышение содержания высокодисперсной фазы (бентонита) увеличивает устойчивость трехфазных пен в 10 - 50 раз. Применение ОП-10 исключает выпадение в призабойной зоне осадка при контакте с пластовыми водами.

Сульфонол 0,2 - 0,3 %;

КМЦ 3,5 %;

известь пушонка, химически

осажденный мел 0,5 - 2,0 %;

вода все остальное

Свойства:

плотность 0,9 - 1,1 г/см3;

условная вязкость по ПВ-5 700 - 800 с;

водоотдача 4 см за 30 мин. по ВМ-6

СНС 1/10 1,5/3,0 дПа

2.5. Глушение и освоение скважин

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:

 = 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):   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.