[go: up one dir, main page]

RU2851270C1 - Method for reinforcement of weakly cemented rocks of well formation - Google Patents

Method for reinforcement of weakly cemented rocks of well formation

Info

Publication number
RU2851270C1
RU2851270C1 RU2024132655A RU2024132655A RU2851270C1 RU 2851270 C1 RU2851270 C1 RU 2851270C1 RU 2024132655 A RU2024132655 A RU 2024132655A RU 2024132655 A RU2024132655 A RU 2024132655A RU 2851270 C1 RU2851270 C1 RU 2851270C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
modifier
fluid
liquid
water
Prior art date
Application number
RU2024132655A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Анатольевич Пылев
Сергей Александрович Мельников
Александр Николаевич Елисеев
Сергей Владимирович Костюков
Светлана Николаевна Савинская
Алексей Борисович Черепенько
Юлия Сергеевна Минченко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ"
Application granted granted Critical
Publication of RU2851270C1 publication Critical patent/RU2851270C1/en

Links

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to the gas industry, in particular to methods for strengthening the formation of gas and gas condensate wells, the collector of which is represented by low-cemented rocks. Method for reinforcement of weakly cemented rocks of well formation includes successive injection into formation of inert spacer fluid in amount of 0.5 m3, then binding fluid with relative viscosity equal to 18-30 s, in amount of not less than 0.05 m3 per one running meter of perforation interval, then inert buffer liquid in the design volume, but not less than 0.2 m3 and the fixing liquid in the amount of not less than 0.05 m3 per one running meter of the perforation interval, followed by forcing into the formation with a gaseous agent. Diesel fuel or stable gas condensate is used as inert spacer fluid. As a binding liquid, a solution is used, which includes a “SendStop” modifying reagent, containing in its composition a powdered inorganic silicate and an organic polymer – dextrin, as well as an additional inhibitor of alkaline decomposition of dextrin – sodium pyrosulfite and water in following ratio of components, wt. %: reagent-modifier “SandStop“ 15-40; sodium pyrosulfite 0.5-1.0; water – balance. Fixing fluid is a solution containing a modifier for process fluids "SoltPlast" based on a salt of a polyvalent metal, as well as an initiator of formation of colloidal aggregates – potassium acetate and water in following ratio of components, wt. %: modifier for process liquids "SoltPlast" 32-42; potassium acetate 0.5-1.0; water – balance.
EFFECT: improving reinforcement efficiency of weakly cemented rocks of the bed, maintaining its filtration-capacitance properties and increasing uniformity of the bed treatment.
1 cl, 1 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к газодобывающей промышленности, в частности к способам укрепления пласта газовых и газоконденсатных скважин, коллектор которых представлен слабосцементированными горными породами.The invention relates to the gas production industry, in particular to methods for strengthening the formation of gas and gas condensate wells, the reservoir of which is represented by weakly cemented rocks.

Анализ существующего уровня техники показал следующее:An analysis of the existing state of the art showed the following:

- известен способ укрепления породного массива и органоминеральный двухкомпонентный состав для его осуществления, заключающийся в том, что органоминеральный двухкомпонентный состав получают непосредственно в породном массиве последовательным нагнетанием сначала компонента А, затем - компонента Б в объемном соотношении 1:1, компонент А содержит, масс.%: натриевое жидкое стекло 76; глицерин 9,5; воду дистиллированную 9,5; адсорбент, способствующий формированию пленки компонента А на поверхности нарушений сплошности и зерен породы и грунта, - мицеллообразующее поверхностно-активное вещество мПАВ МЛ-80 5; катализатор полимеризации - диморфолинодиэтиловый эфир 0,3-0,8 сверх 100 масс.%; компонент Б содержит, масс.%: полиизоцианат 62; пластификатор - дибутилфталат 38 (см. патент РФ №2785877 от 26.01.2022 по кл. Е21В 33/138, C09K 8/575, опубл. 14.12.2022).- a method for strengthening a rock mass and an organomineral two-component composition for its implementation are known, which consists in the fact that the organomineral two-component composition is obtained directly in the rock mass by sequentially injecting first component A, then component B in a volume ratio of 1:1, component A contains, by weight %: sodium liquid glass 76; glycerin 9.5; distilled water 9.5; an adsorbent that promotes the formation of a film of component A on the surface of discontinuities and grains of rock and soil - a micelle-forming surfactant mSAV ML-80 5; a polymerization catalyst - dimorpholinodiethyl ether 0.3-0.8 in excess of 100 wt %; component B contains, by weight %: polyisocyanate 62; plasticizer - dibutyl phthalate 38 (see Russian patent No. 2785877 dated 01/26/2022 under class E21B 33/138, C09K 8/575, published 12/14/2022).

Недостатком указанного способа является следующее.The disadvantage of this method is the following.

Данный способ не предполагает перед обработкой пласта компонентом А закачку какой-либо жидкости, обеспечивающей оттеснение в пласт забойных жидкостей. Это приводит к нескольким последствиям. Во-первых, происходит разбавление компонента А забойной жидкостью, что ведет к изменению концентрации активных ее составляющих. Во-вторых, возможно протекание химических реакций при смешивании компонента А с забойной жидкостью. Вследствие этого возможно изменение химического состава компонента А, формирование твердой фазы, а также твердение компонента А до введения компонента Б. Это несомненно снижает эффективность работ по укреплению слабосцементированных пород пласта и может привести к значительному его загрязнению и ухудшению фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС);This method does not involve injecting any fluid to displace the wellbore fluids into the formation before applying component A. This has several consequences. First, component A is diluted by the wellbore fluid, changing the concentration of its active components. Second, chemical reactions may occur when mixing component A with the wellbore fluid. This may alter the chemical composition of component A, form a solid phase, and harden component A before introducing component B. This undoubtedly reduces the effectiveness of strengthening poorly cemented formation rocks and may lead to significant contamination and deterioration of the reservoir properties.

- известен способ крепления призабойной зоны пескопроявляющих скважин, включающий создание фильтра путем приготовления и закачки полимерного состава и соляной кислоты с последующей выдержкой до отверждения полимерного состава. Причем сначала производят закачку полимерного состава, а затем - соляной кислоты в виде 10-15%-ного водного раствора в соотношении 1:1 к полимерному составу с диаметром охвата призабойной зоны каждым не менее 1,8 м, причем полимерный состав готовят путем смешения карбамидоформальдегидной смолы с ацетоноформальдегидной смолой в соотношении 4:1 соответственно и алюминиевой пудры в количестве 0,05÷0,2% от массы полимерного состава (см. патент РФ №2387806 от 03.04.2009 по кл. Е21В 33/138, опубл. 27.04.2010).- a method is known for lining the bottomhole zone of sand-producing wells, which includes creating a filter by preparing and pumping a polymer composition and hydrochloric acid, followed by holding until the polymer composition hardens. In this case, the polymer composition is first pumped, and then hydrochloric acid in the form of a 10-15% aqueous solution in a ratio of 1:1 to the polymer composition with a diameter of the bottomhole zone coverage of at least 1.8 m each, and the polymer composition is prepared by mixing urea-formaldehyde resin with acetone-formaldehyde resin in a ratio of 4:1, respectively, and aluminum powder in an amount of 0.05÷0.2% of the weight of the polymer composition (see Russian patent No. 2387806 dated 03.04.2009 under class E21B 33/138, published on 27.04.2010).

Недостатком этого способа являются низкие фильтрационные характеристики закачиваемого полимерного состава. Это обусловлено следующим. Алюминиевая пудра в полимерном составе находится во взвеси. В зависимости от размера поровых каналов ее частицы могут формировать фильтрационные структуры в призабойной зоне пласта (ПЗП), то есть будет наблюдаться ситуация когда только часть пор обработана полимерным составом, содержащим алюминиевую пудру. Остальная же часть пласта будет насыщаться фильтратом без алюминиевой пудры. Поскольку данный компонент способствует отверждению полимерного состава, то эффективность укрепления пласта будет достаточно низкой.A disadvantage of this method is the poor filtration properties of the injected polymer composition. This is due to the following: The aluminum powder in the polymer composition is suspended. Depending on the size of the pore channels, its particles can form filtration structures in the near-wellbore zone (BWZ). This means that only a portion of the pores will be treated with the aluminum-containing polymer composition. The rest of the formation will be saturated with aluminum-free filtrate. Since this component facilitates the curing of the polymer composition, the effectiveness of formation strengthening will be quite low.

Также значительным недостатком является необходимость использования для отверждения указанного полимерного состава 10-15%-ного водного раствора соляной кислоты. Раствор такой концентрации достаточно агрессивен к породам пласта. Использование такого отвердителя может привести к разрушению цементирующего материала пласта и в дальнейшем к усилению пескопроявления.Another significant drawback is the need to use a 10-15% aqueous hydrochloric acid solution to cure this polymer composition. A solution of this concentration is quite aggressive to the formation rocks. Using such a hardener can lead to the destruction of the formation cement and subsequently increase sand production.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ укрепления призабойной зоны скважины, включающий закачку в призабойную зону скважины изопропилового спирта, фенолформальдегидной смолы в смеси с изопропиловым спиртом при соотношении компонентов, об. %: фенолформальдегидная смола - 90-95, изопропиловый спирт - 5-10, затем водного раствора соляной кислоты 12-24%-ной концентрации, после закачивания изопропилового спирта и после закачивания фенолформальдегидной смолы в смеси с изопропиловым спиртом делают выдержку не менее 8 часов, все реагенты закачивают в объеме, достаточном для создания экрана в призабойной зоне с диаметром охвата не менее 1,8 метра, причем закачку водного раствора соляной кислоты производят при максимальном расходе, не приводящем к росту давления закачивания выше допустимого давления на эксплуатационную колонну скважины и пласты, находящиеся в призабойной зоне скважины (см. патент РФ №2387803 от 03.04.2009 по кл. Е21В 33/13, C09K 8/44, опубл. 27.04.2010).The closest to the claimed invention is a method for strengthening the bottomhole zone of a well, which includes pumping isopropyl alcohol, phenol-formaldehyde resin mixed with isopropyl alcohol into the bottomhole zone of the well in a ratio of components, vol. %: phenol-formaldehyde resin - 90-95, isopropyl alcohol - 5-10, then an aqueous solution of hydrochloric acid of 12-24% concentration, after pumping isopropyl alcohol and after pumping phenol-formaldehyde resin mixed with isopropyl alcohol, hold for at least 8 hours, all reagents are pumped in a volume sufficient to create a screen in the bottomhole zone with a coverage diameter of at least 1.8 meters, and the injection of an aqueous solution of hydrochloric acid is carried out at a maximum flow rate that does not lead to an increase in the injection pressure above the permissible pressure on the production string of the well and the formations located in the bottomhole zone of the well (see Russian Federation Patent No. 2387803 dated 03.04.2009 under class E21B 33/13, C09K 8/44, published. (27.04.2010).

Недостатками указанного способа являются низкая эффективность укрепления слабосцементированных пород, высокий уровень снижения ФЕС пород после обработки и неравномерность обработки пласта. Это обусловлено следующим.The disadvantages of this method include low efficiency in strengthening weakly cemented rocks, a significant reduction in the reservoir properties of rocks after treatment, and uneven formation treatment. This is due to the following.

Фенолформальдегидная смола является органическим веществом. Она обладает достаточно низкой степенью сродства с поверхностью горных пород, которые, как правило, представлены неорганическими силикатами. В результате этого пленка фенолформальдегидной смолы будет обладать недостаточной адгезией к горным породам. Это приведет к нарушению ее сплошности, растрескиванию и отслоению, следствием чего будет являться отделение закрепленных пеллитовых частиц и их вынос с пластовым флюидом. Таким образом, применение фенолформальдегидной смолы не обеспечит эффективного укрепления слабосцементированнных пород.Phenol-formaldehyde resin is an organic substance. It exhibits a relatively low affinity for rock surfaces, which are typically inorganic silicates. As a result, the phenol-formaldehyde resin film will have insufficient adhesion to the rock. This will lead to disruption of the film's integrity, cracking, and delamination, resulting in the separation of fixed pellite particles and their removal with the formation fluid. Therefore, the use of phenol-formaldehyde resin will not effectively strengthen poorly cemented rocks.

Кроме того, раствор фенолформальдегидной смолы в изопропиловом спирте имеет низкую вязкость. При его закачке в пласт обработке подвергаются преимущественно крупные высокопроводящие поровые каналы. Участки же пласта с низкой проницаемостью останутся практически необработанными, то есть степень равномерности обработки пласта будет очень низкой. Для отверждения фенолформальдегидной смолы согласно данному способу используется 12-24%-ный раствор соляной кислоты. Воздействие раствора такой концентрации на горную породу может привести к ее интенсивному разрушению. Особенно это существенным окажется для низкопроницаемых каналов, не защищенных пленкой фенолформальдегидной смолы. Результатом этого может быть частичное разрушение скелета пласта, обеспечивающее создание условий для пескопроявления.Furthermore, a phenol-formaldehyde resin solution in isopropyl alcohol has low viscosity. When injected into a formation, it primarily treats large, highly conductive pore channels. Low-permeability sections of the formation will remain virtually untreated, meaning the uniformity of formation treatment will be very low. This method uses a 12-24% hydrochloric acid solution to cure the phenol-formaldehyde resin. Exposure of the rock to such a concentration can lead to intense destruction. This is especially significant for low-permeability channels not protected by a phenol-formaldehyde resin film. This can result in partial destruction of the formation matrix, creating conditions conducive to sand production.

Также значительным недостатком данного способа является то, что раствор формальдегидной смолы в изопропиловом спирте и отверждающий агент - раствор соляной кислоты, закачивают последовательно без разделения их какими-либо буферными жидкостями. За счет этого в порах пласта создаются условия для объемного отверждения фенолформальдегидной смолы. Это приводит не только к нецелевому расходованию последней, но и к формированию твердофазных частиц в полостях поровых каналов, что может привести к значительному снижению ФЕС обработанной породы.Another significant drawback of this method is that the formaldehyde resin solution in isopropyl alcohol and the curing agent—hydrochloric acid—are injected sequentially without any spacer fluids. This creates conditions in the formation pores for the bulk curing of the phenol-formaldehyde resin. This not only leads to unnecessary consumption of the resin but also to the formation of solid-phase particles in the pore channels, which can significantly reduce the reservoir properties of the treated rock.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности функционирования газовых и газоконденсатных скважин, коллектор которых представлен слабосцементированными горными породами, и продление срока их эксплуатации.The technical objective of the invention is to increase the efficiency of gas and gas condensate wells, the reservoir of which is represented by weakly cemented rocks, and to extend their service life.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, заключается в повышении эффективности укрепления слабосцементированных горных пород пласта, сохранении его фильтрационно-емкостных свойств и увеличении равномерности обработки пласта.The technical result that can be obtained by implementing the proposed invention consists of increasing the efficiency of strengthening weakly cemented formation rocks, preserving its filtration-capacitive properties and increasing the uniformity of formation processing.

Технический результат достигается с помощью предлагаемого способа укрепления слабосцементированных пород пласта скважины, по которому осуществляют последовательную закачку в пласт инертной буферной жидкости в объеме 0,5 м3, затем связующей жидкости с условной вязкостью равной 18-30 с в объеме не менее 0,05 м3 на один погонный метр интервала перфорации, далее инертной буферной жидкости в объеме, рассчитываемом по формуле:The technical result is achieved using the proposed method for strengthening weakly cemented rocks of a well formation, according to which an inert spacer fluid is sequentially pumped into the formation in a volume of 0.5 m3 , then a binding fluid with a conditional viscosity equal to 18-30 s in a volume of at least 0.05 m3 per linear meter of the perforation interval, then an inert spacer fluid in a volume calculated using the formula:

где Vб - объем инертной буферной жидкости, м3;where V b is the volume of inert buffer liquid, m 3 ;

h - протяженность интервала перфорации, м;h – length of perforation interval, m;

m - коэффициент эффективной пористости пласта;m is the effective porosity coefficient of the formation;

rс - радиус скважины в интервале продуктивного пласта, м, но не менее 0,2 м3 и закрепляющей жидкости в объеме не менее 0,05 м3 на один погонный метр интервала перфорации, с последующим продавливанием в пласт газообразным агентом. В качестве инертной буферной жидкости используют дизельное топливо или стабильный газовый конденсат, в качестве связующей жидкости - раствор, включающий реагент-модификатор «СэндСтоп», содержащий в своем составе порошкообразный неорганический силикат и органический полимер - декстрин, а также дополнительно ингибитор щелочной деструкции декстрина - натрий пиросернистокислый и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:r c is the wellbore radius within the productive formation interval, m, but not less than 0.2 m 3 , and a consolidating fluid in a volume of at least 0.05 m 3 per linear meter of the perforation interval, followed by squeezing into the formation with a gaseous agent. Diesel fuel or stable gas condensate is used as an inert spacer fluid, and a solution containing the SandStop reagent-modifier, containing powdered inorganic silicate and an organic polymer - dextrin, as well as an additional inhibitor of alkaline dextrin degradation - sodium pyrosulfite and water in the following ratio of components, wt.%, is used as a binding fluid:

реагент-модификатор «СэндСтоп»reagent-modifier "SandStop" 15-4015-40 натрий пиросернистокислыйsodium pyrosulfite 0,5-1,00.5-1.0 водаwater остальное,rest,

а в качестве закрепляющей жидкости - раствор, включающий модификатор для технологических жидкостей «СолтПласт» на основе соли поливалентного металла, а также инициатор формирования коллоидных агрегатов - калий уксуснокислый и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:and as a fixing liquid - a solution including a modifier for process fluids "SoltPlast" based on a polyvalent metal salt, as well as an initiator for the formation of colloidal aggregates - potassium acetate and water in the following ratio of components, mass%:

модификатор для технологическихmodifier for technology жидкостей «СолтПласт»SoltPlast liquids 32-4232-42 калий уксуснокислыйpotassium acetate 0,5-1,00.5-1.0 водаwater остальное.rest.

При реализации заявляемого способа укрепления слабосцементированных пород пласта скважины для приготовления связующей и закрепляющей жидкостей используются следующие химические реагенты.When implementing the claimed method for strengthening weakly cemented well formation rocks, the following chemical reagents are used to prepare the binding and consolidating liquids.

Реагент-модификатор «СэндСтоп» по ТУ 20.59.59-195-31323949-2023, представляет собой неорганический полимерный реагент с добавлением природных и синтетических органических полимеров, содержащий порошкообразный неорганический силикат, декстрин.The SandStop reagent-modifier according to TU 20.59.59-195-31323949-2023 is an inorganic polymer reagent with the addition of natural and synthetic organic polymers, containing powdered inorganic silicate, dextrin.

Натрий пиросернистокислый по ГОСТ 10575-76 - натриевая соль пиросернистой кислоты, белый или желтоватый кристаллический порошок с резким запахом. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е223. Описывается химической формулой (Na2S2O5).Sodium pyrosulfite (GOST 10575-76) is the sodium salt of pyrosulfurous acid, a white or yellowish crystalline powder with a pungent odor. It is registered as food additive E223 and has the chemical formula ( Na2S2O5 ) .

Модификатор для технологических жидкостей «СолтПласт» по ТУ 20.59.59-196-31323949-2023, представляющий собой сухую смесь на основе кальция хлористого с добавлением солей щелочных и щелочноземельных металлов.Modifier for process fluids "SoltPlast" according to TU 20.59.59-196-31323949-2023, which is a dry mixture based on calcium chloride with the addition of alkali and alkaline earth metal salts.

Калий уксуснокислый по ГОСТ 5820-78 - безводная калиевая соль уксусной кислоты, кристаллический бесцветный порошок, хорошо растворимый в воде. Описывается химической формулой (СН3СОО)K.Potassium acetate (GOST 5820-78) is an anhydrous potassium salt of acetic acid, a colorless crystalline powder that is highly soluble in water. It has the chemical formula ( CH3COO )K.

Эксплуатация газовых и газоконденсатных скважин с продуктивными пластами, сложенными слабосцементированными горными породами, как правило, связана со значительными пескопроявлениями. Это приводит к формированию в стволе скважин песчаных пробок и необходимости проведения ремонтных работ (нормализация забоя, промывка скважины), а также к ускоренному абразивному износу внутрискважинного и устьевого оборудования. Для предотвращения пескопроявления необходимо произвести закрепление пелитовых частиц (песка) в порах пласта с помощью созданных на их внутренней поверхности пленочных структур. В соответствии с заявленным способом это реализуется посредством закачки в пласт буферной жидкости, а также специальных жидкостей - связующей и закрепляющей. Объем последних должен быть не менее 0,05 м3 на погонный метр интервала перфорации. Это обеспечит закрепление пелитовых частиц в ПЗП и близлежащей к ней зоне пласта, независимо от их проницаемостей, и тем самым будет способствовать повышению эффективности укрепления слабосцементированных пород пласта.The operation of gas and gas condensate wells with productive formations composed of poorly cemented rock formations is typically associated with significant sand production. This leads to the formation of sand plugs in the wellbore, necessitating repairs (bottomhole normalization, wellbore flushing), as well as accelerated abrasive wear of downhole and wellhead equipment. To prevent sand production, it is necessary to consolidate the pelitic particles (sand) within the formation pores using film structures created on their inner surfaces. According to the proposed method, this is accomplished by injecting a spacer fluid into the formation, as well as special fluids—a binder and a fixing fluid. The volume of the latter should be at least 0.05 per linear meter of perforation interval. This will ensure the fixation of pelitic particles in the BZP and the adjacent zone of the formation, regardless of their permeability, and will thereby contribute to increasing the efficiency of strengthening weakly cemented formation rocks.

Функция буферной жидкости заключается в разобщении используемых в рамках реализации заявляемого способа связующей и закрепляющей жидкостей между собой, а также в предотвращении их смешивания со скважинной и пластовой жидкостями. Это обеспечивается за счет использования в качестве таковой гидрофобных химически инертных жидкостей - стабильного газового конденсата или дизельного топлива. Закачка в скважину буферной жидкости в объеме 0,5 м3 перед связующей жидкостью обеспечивает оттеснение в пласт скважинной и пластовой жидкостей, тем самым препятствуя ее смешению с последними и изменению ее химического состава. Это предотвращает расходование активного вещества связующей жидкости на протекание побочных (нецелевых) химических реакций и, соответственно, способствует достижению необходимого уровня обработки пласта, а также, в целом, повышению эффективности укрепления слабосцементированных пород пласта.The function of the spacer fluid is to separate the binding and consolidating fluids used in the proposed method from each other and prevent their mixing with the wellbore and formation fluids. This is achieved through the use of hydrophobic, chemically inert fluids such as stable gas condensate or diesel fuel. Injecting 0.5 of spacer fluid into the well ahead of the binding fluid displaces the wellbore and formation fluids into the formation, thereby preventing mixing with the latter and changing its chemical composition. This prevents the active substance of the binding fluid from being consumed by secondary (non-target) chemical reactions and, accordingly, helps achieve the required level of formation treatment and, overall, improves the effectiveness of strengthening weakly cemented formation rocks.

Кроме этого, закачка указанной буферной жидкости в объеме, рассчитанном по формуле:In addition, the injection of the specified buffer fluid in a volume calculated using the formula:

где V - объем инертной буферной жидкости, м3;where V is the volume of inert buffer liquid, m3 ;

h - протяженность интервала перфорации, м;h – length of perforation interval, m;

m - коэффициент эффективной пористости пласта;m is the effective porosity coefficient of the formation;

rс - радиус скважины в интервале продуктивного пласта, м, но не менее 0,2 м3, между связующей и закрепляющей жидкостями обеспечивает надежное разобщение последних. Причем разобщающая прослойка в поровом пространстве будет иметь толщину порядка 10-15 см. Такой толщины достаточно для полного исключения объемного взаимодействия между связующей и закрепляющей жидкостями в порах пласта, что препятствует формированию массивных структур (твердофазных частиц) в них, значительно сокращающих их проходное сечение. Это способствует сохранению ФЕС обрабатываемого пласта, а также предотвращает нецелевое расходование активных веществ связующей и закрепляющей жидкостей и, обусловленное этим, снижение качества и толщины пленки, обеспечивающей в конечном итоге укрепление слабосцементированных пород.r c is the wellbore radius within the productive formation interval, in m, but not less than 0.2 m3 . The separation between the binding and consolidating fluids ensures reliable separation of the latter. Moreover, the separating layer in the pore space will have a thickness of approximately 10-15 cm. This thickness is sufficient to completely eliminate volumetric interaction between the binding and consolidating fluids in the formation pores, preventing the formation of massive structures (solid-phase particles) within them, which significantly reduce their flow cross-section. This helps maintain the reservoir properties of the treated formation and prevents the misuse of active substances in the binding and consolidating fluids and the resulting reduction in the quality and thickness of the film, which ultimately ensures the strengthening of weakly cemented rocks.

Кроме того, поскольку в качестве буферной жидкости при реализации заявленного способа используются стабильный газовый конденсат или дизельное топливо, не смешивающиеся со связующей жидкостью, то при движении буферной жидкости по поровому пространству происходит вытеснение последней из объема пор пласта на их внутреннюю поверхность. Это также обеспечивает повышение эффективности обработки пласта связующей жидкостью.Furthermore, since the proposed method uses stable gas condensate or diesel fuel as a spacer fluid, which is immiscible with the binding fluid, the movement of the spacer fluid through the pore space displaces the latter from the reservoir pore volume to its inner surface. This also increases the effectiveness of formation treatment with the binding fluid.

Связующая жидкость, используемая при реализации заявленного способа, обеспечивает создание на внутренней поверхности пор пласта и на поверхности пелитовых частиц адсорбированного пленочного слоя, обладающего высокой сплошностью и адгезией к горным породам. Этот слой образован молекулами кремниевой кислоты и является основой для создания искусственного цементирующего материала, обеспечивающего укрепление слабосцементированного пласта.The binding fluid used in the proposed method creates an adsorbed film layer on the internal surface of the formation's pores and on the surface of the clay particles. This film layer is formed by silicic acid molecules and serves as the basis for creating an artificial cementing material that strengthens weakly cemented formations.

Появление в растворе молекул кремниевой кислоты обусловлено гидролизом по аниону силиката натрия, содержащегося в реагенте-модификаторе «СэндСтоп», который можно описать следующим уравнением химической реакции:The appearance of silicic acid molecules in the solution is due to hydrolysis of the sodium silicate anion contained in the SandStop modifier reagent, which can be described by the following chemical reaction equation:

Na2SiO3 + 3H2O → 2NaOH + Si(OH)4,Na 2 SiO 3 + 3H 2 O → 2NaOH + Si(OH) 4 ,

Реакция среды связующей жидкости является щелочной. Это обусловлено диссоциацией гидроксида натрия по уравнению химической реакции:The reaction of the binding liquid medium is alkaline. This is due to the dissociation of sodium hydroxide according to the chemical reaction equation:

2NaOH → 2Na+ + 2OH-,2NaOH → 2Na + + 2OH - ,

Большая концентрация гидроксильных ионов ОН- обеспечивает стабилизацию молекул Si(OH)4, что предотвращает их полимеризацию. Таким образом, молекулы кремниевой кислоты в растворе находятся в высокоактивном мономерном состоянии.The high concentration of hydroxyl ions OH - stabilizes the Si(OH) 4 molecules, preventing their polymerization. Thus, the silicic acid molecules in solution exist in a highly active monomeric state.

При обработке поверхности горных пород связующей жидкостью происходит хамосорбция молекул Si(OH)4 с образованием силоксановых связей с поверхностными атомами горной породы:When treating the surface of rocks with a binding liquid, chamosorption of Si(OH) 4 molecules occurs with the formation of siloxane bonds with the surface atoms of the rock:

Поскольку такие структуры термодинамически неустойчивы и обладают избытком поверхностной энергии, то система стабилизируется путем полимеризации адсорбированного слоя с отщеплением молекул воды:Since such structures are thermodynamically unstable and have excess surface energy, the system is stabilized by polymerization of the adsorbed layer with the splitting off of water molecules:

При этом, поскольку описанные выше процессы происходят не мгновенно, а поверхность горных пород содержит достаточно много центров, способных к хемосорбции молекул кремниевой кислоты, то равномерность и плотность заселения поверхности, а, в конечном итоге, и эффективность обработки, существенно зависит от скорости продвижения связующей жидкости по поровому пространству и объема реакционной зоны (толщина жидкостного слоя у поверхности поровых каналов). Оба этих показателя во многом определяются ее вязкостью.Moreover, since the processes described above do not occur instantaneously, and the rock surface contains a significant number of sites capable of chemisorbing silica molecules, the uniformity and density of surface population, and ultimately the effectiveness of the treatment, significantly depend on the rate of movement of the binding fluid through the pore space and the volume of the reaction zone (the thickness of the liquid layer at the surface of the pore channels). Both of these parameters are largely determined by its viscosity.

Условная вязкость используемой для реализации заявленного способа связующей жидкости составляет от 18 до 30 с, что в 1,2-2,0 раза больше чем у воды. Указанный диапазон вязкости в условиях вытеснения связующей жидкости посредством буферной жидкости обеспечивает формирование в области внутренней поверхности поровых каналов толстого жидкостного слоя, содержащего большое количество молекул кремниевой кислоты. Их достаточно для заселения всех центров хемосорбции на поверхности горной породы, что приводит к повышению качества обработки. При этом указанная вязкость не настолько высока, чтобы значительно замедлить движение связующей жидкости в пористой среде и снизить возможность ее проникновения в мелкие поровые каналы или препятствовать заполнению пустот между поверхностью поровых каналов и закрепляемыми пелитовыми частицами.The nominal viscosity of the binder fluid used to implement the claimed method ranges from 18 to 30 s, which is 1.2-2.0 times greater than that of water. This viscosity range, when the binder fluid is displaced by a spacer fluid, ensures the formation of a thick liquid layer containing a large number of silicic acid molecules within the inner surface of the pore channels. These molecules are sufficient to populate all chemisorption sites on the rock surface, resulting in improved processing quality. At the same time, this viscosity is not so high as to significantly slow the movement of the binder fluid within the porous medium, reduce its ability to penetrate small pore channels, or prevent the filling of voids between the pore channel surface and the cemented pelitic particles.

Достижение необходимой вязкости, обеспечивающей равномерное и плотное заселения обрабатываемых поверхностей адсорбированными молекулами кремниевой кислоты, обусловлено тем, что реагент-модификатор «СэндСтоп» помимо силиката натрия содержит также декстрин.Achieving the required viscosity, which ensures uniform and dense population of the treated surfaces with adsorbed silicic acid molecules, is due to the fact that the SandStop modifying reagent, in addition to sodium silicate, also contains dextrin.

Декстрин описывается химической формулой (C6H10O5)n. Он является продуктом частичного расщепления крахмала или гликогена. Декстрин относят к низкомолекулярным полисахаридам. Благодаря полимерной структуре и наличию в ней большого количества активных гидроксильных групп, декстрин способен к образованию многочисленных водородных связей с молекулами воды. Это обеспечивает формирование надмолекулярных структур в связующей жидкости, которые способствуют повышению ее вязкости до необходимых значений. Причем декстрин не подвержен высаливанию в концентрированных силикатных растворах, что определяет приоритетность его использования.Dextrin has the chemical formula (C 6 H 10 O 5 ) n . It is a product of the partial breakdown of starch or glycogen. Dextrin is classified as a low-molecular-weight polysaccharide. Due to its polymeric structure and the presence of a large number of active hydroxyl groups, dextrin is capable of forming numerous hydrogen bonds with water molecules. This ensures the formation of supramolecular structures in the binding fluid, which contribute to increasing its viscosity to the required values. Furthermore, dextrin is not susceptible to salting out in concentrated silicate solutions, making it a preferred choice for use.

Но молекулы декстрина недостаточно устойчивы в щелочной среде в присутствии кислорода воздуха. Это может привести к деполимеризации декстрина и снижению вязкости связующей жидкости. Указанный процесс может быть описан следующим уравнением химической реакцииHowever, dextrin molecules are not stable enough in an alkaline environment in the presence of atmospheric oxygen. This can lead to dextrin depolymerization and a decrease in the viscosity of the binding fluid. This process can be described by the following chemical reaction equation.

, ,

где n и m - степень полимеризации декстрина, n > m.where n and m are the degree of dextrin polymerization, n > m.

Для предотвращения деполимеризации декстрина связующая жидкость, применяемая в заявленном способе, содержит ингибитор щелочной деструкции декстрина - натрий пиросернистокислый. Указанный реагент описывается химической формулой Na2S2O5. Он представляет собой натриевую соль пиросернистой кислоты. Na2S2O5 содержит в своем составе атомы серы со степенью окисления +4. В результате протекания окислительно-восстановительных реакций с участием ионов S2O5 2- происходит нейтрализация свободных радикалов, образующихся в растворе при воздействии свободного кислорода на полимерные молекулы. Это значительно замедляет деструктивные процессы в связующей жидкости и обеспечивает сохранение ее вязкости, что положительно влияет на сплошность и качество адсорбированного пленочного слоя и, в конечном итоге, обеспечивает повышение эффективности укрепления пласта.To prevent dextrin depolymerization , the binding fluid used in the claimed method contains sodium pyrosulfite, an inhibitor of alkaline dextrin degradation. This reagent has the chemical formula Na2S2O5 and is the sodium salt of pyrosulfurous acid. Na2S2O5 contains sulfur atoms with an oxidation state of +4. Redox reactions involving S2O5 2- ions neutralize free radicals formed in the solution when free oxygen interacts with polymer molecules. This significantly slows the destructive processes in the binding fluid and maintains its viscosity, which positively affects the continuity and quality of the adsorbed film layer and, ultimately, improves the effectiveness of formation strengthening.

Для формирования в пласте искусственного цементирующего материала на основе созданного адсорбированного пленочного слоя при реализации заявленного способа используется закрепляющая жидкость. Ее действие обусловлено содержанием в ней кальция хлористого, являющегося основным компонентом модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт», и калия уксуснокислого. Оно заключается в нейтрализации ионами кальция гидроксильных групп молекул кремниевой кислоты, хемосорбированных горной породой, в присутствии продуктов реакции кальция хлористого с калием уксуснокислым.To form an artificial cementing material in the formation based on the created adsorbed film layer, the claimed method uses a cementing fluid. Its action is due to the presence of calcium chloride, the main component of the SoltPlast process fluid modifier, and potassium acetate. This action involves neutralizing the hydroxyl groups of silicic acid molecules chemisorbed by the rock with calcium ions in the presence of the reaction products of calcium chloride and potassium acetate.

Ионы кальция образуются в растворе в результате диссоциации кальция хлористого в соответствии с уравнением химической реакцииCalcium ions are formed in the solution as a result of the dissociation of calcium chloride in accordance with the chemical reaction equation

CaCl2 ↔ Са2+ + 2Cl-.CaCl 2 ↔ Са 2+ + 2Cl - .

Нейтрализация гидроксильных групп кремниевой кислоты, хемосорбированной на поверхности поровых каналов обусловлено протеканием процессов, которые можно описать следующей реакцией:The neutralization of hydroxyl groups of silicic acid chemisorbed on the surface of pore channels is due to the occurrence of processes that can be described by the following reaction:

. .

При этом, получаемая таким образом пленка цементирующего материала не растворима в воде, обладает высокой адгезией к поверхности горных пород, имеет малую толщину, что препятствует сокращению проходного сечения поровых каналов и обеспечивает сохранения ФЕС пласта. Но описанная структура термодинамически неустойчива. Это ведет с течением времени к перераспределению вещества в пленке, возникновению дефектных зон и механических напряжений в ней, что может проявляться в ее растрескивании и отслоении. Для предотвращения этого в заявленном способе закрепляющая жидкость содержит совместно с кальцием хлористым калий уксуснокислый. Его действие заключается в следующем.The resulting cementing film is water-insoluble, highly adhesive to the rock surface, and thin, preventing the pore channel cross-section from shrinking and preserving the reservoir properties. However, this structure is thermodynamically unstable. Over time, this leads to a redistribution of the material within the film, the development of defective zones and mechanical stress, which can manifest as cracking and delamination. To prevent this, the cementing fluid in the claimed method contains potassium acetate along with calcium chloride. Its action is as follows.

Калий уксуснокислый (СН3СОО)K относится к сильным электролитам и в водной среде полностью диссоциирует на ионы, что можно описать следующим уравнением химической реакцииPotassium acetate (CH 3 COO)K is a strong electrolyte and completely dissociates into ions in an aqueous environment, which can be described by the following chemical reaction equation

(СН3СОО)K ↔ K+ + СН3СОС-.(CH 3 COO)K ↔ K + + CH 3 COO - .

В связи с тем, что калий уксуснокислый представляет собой соль, составленную слабой кислотой (уксусная кислота) и сильным основанием (гидроксид калия), то образующиеся в результате диссоциации ацетат-ионы CH3COO- подвергаются гидролизу по аниону с образованием недиссоциирующего вещества - уксусной кислоты, и гидроксильных ионов. Указанное, может быть описано следующим уравнением химической реакции:Since potassium acetate is a salt composed of a weak acid (acetic acid) and a strong base (potassium hydroxide), the acetate ions ( CH3COO ) formed as a result of dissociation undergo hydrolysis at the anion, forming a non-dissociating substance—acetic acid—and hydroxyl ions. This can be described by the following chemical equation:

СН3СОО- + H2O → СН3СООН + ОН-.CH 3 COO - + H 2 O → CH 3 COOH + OH - .

В отличии от калия уксуснокислого, кальций хлористый подвержен гидролизу по катиону. Причем, учитывая химическую активность ионов кальция, гидролиз в заметной степени идет только по первой ступени, что можно представить следующим уравнением химической реакции:Unlike potassium acetate, calcium chloride is subject to cationic hydrolysis. Moreover, given the chemical reactivity of calcium ions, hydrolysis occurs to a significant degree only in the first stage, which can be represented by the following chemical reaction equation:

Са2+ + H2O → Са(ОН)+ + Н+.Ca 2+ + H 2 O → Ca(OH) + + H + .

Поскольку описанные выше процессы идут совместно и одновременно, то ионы Са(ОН)+, захватывая гидроксильные группы ОН-, преобразуются в молекулы малорастворимого гидроксида кальция, что можно описать следующим уравнением реакции:Since the processes described above occur together and simultaneously, the Ca(OH) + ions, capturing the hydroxyl groups OH - , are transformed into molecules of poorly soluble calcium hydroxide, which can be described by the following reaction equation:

Са(ОН)+ + ОН- → Ca(OH)2↓.Ca(OH) + + OH - → Ca(OH) 2 ↓.

В результате этого закрепляющая жидкость насыщена коллоидными частицами гидроксида кальция, стабилизированными ионами K+ и Cl-. Поскольку их размер не превышает нескольких микрометров, они способны беспрепятственно проникать и закрепляться в полостях между структурными элементами пленки формируемого искусственного цементирующего материала, тем самым стабилизируя ее и снижая ее дефектность и возникающие в ней механические напряжения. Это предотвращает растрескивание и отслоение пленки и обеспечивает повышение эффективности укрепления слабосцементированного пласта.As a result, the cementing fluid is saturated with colloidal calcium hydroxide particles stabilized by K + and Cl- ions. Since their size does not exceed a few micrometers, they are able to easily penetrate and become anchored in the cavities between the structural elements of the formed artificial cementing material film, thereby stabilizing it and reducing its defects and the resulting mechanical stresses. This prevents cracking and delamination of the film and ensures increased effectiveness of strengthening the poorly cemented formation.

Более подробно сущность заявляемого изобретения описывается следующими примерами.The essence of the claimed invention is described in more detail by the following examples.

Пример 1 (лабораторный).Example 1 (laboratory).

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 845 мл воды последовательно растворяют 150 г, что составляет 15 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп» и 5 г, что составляет 0,5 масс.%, натрия пиросернистокислого.To prepare the binding liquid, 150 g, which is 15 wt.%, of the SandStop modifying reagent and 5 g, which is 0.5 wt.%, of sodium pyrosulfite are successively dissolved in a container in 845 ml of water.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 675 мл воды последовательно растворяют 320 г, что составляет 32 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» и 5 г, что составляет 0,5 масс.%, калия уксуснокислого.To prepare the fixing liquid, 320 g, which is 32% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier and 5 g, which is 0.5% by weight, of potassium acetate are successively dissolved in a container in 675 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Пример 2 (лабораторный).Example 2 (laboratory).

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 642 мл воды последовательно растворяют 350 г, что составляет 35 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп» и 8 г, что составляет 0,8 масс.%, натрия пиросернистокислого.To prepare the binding liquid, 350 g, which is 35% by weight, of the SandStop modifying reagent and 8 g, which is 0.8% by weight, of sodium pyrosulfite are successively dissolved in a container in 642 ml of water.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 614 мл воды последовательно растворяют 380 г, что составляет 38 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» и 6 г, что составляет 0,6 масс.%, калия уксуснокислого.To prepare the fixing liquid, 380 g, which is 38% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier and 6 g, which is 0.6% by weight, of potassium acetate are successively dissolved in a container in 614 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Пример 3 (лабораторный).Example 3 (laboratory).

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 590 мл воды последовательно растворяют 400 г, что составляет 40 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп» и 10 г, что составляет 1,0 масс.%, натрия пиросернистокислого.To prepare the binding liquid, 400 g, which is 40 wt.%, of the SandStop modifying reagent and 10 g, which is 1.0 wt.%, of sodium pyrosulfite are successively dissolved in a container in 590 ml of water.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 570 мл воды последовательно растворяют 420 г, что составляет 42 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» и 10 г, что составляет 1,0 масс.%, калия уксуснокислого.To prepare the fixing liquid, 420 g, which is 42% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier and 10 g, which is 1.0% by weight, of potassium acetate are successively dissolved in a container in 570 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Пример 4 (лабораторный) - за пределами концентрационного диапазона.Example 4 (laboratory) - outside the concentration range.

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 856 мл воды последовательно растворяют 140 г, что составляет 14 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп» и 4 г, что составляет 0,4 масс.%, натрия пиросернистокислого.To prepare the binding liquid, 140 g, which is 14 wt.%, of the SandStop modifying reagent and 4 g, which is 0.4 wt.%, of sodium pyrosulfite are successively dissolved in a container in 856 ml of water.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 686 мл воды последовательно растворяют 310 г, что составляет 31 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» и 4 г, что составляет 0,4 масс.%, калия уксуснокислого.To prepare the fixing liquid, 310 g, which is 31% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier and 4 g, which is 0.4% by weight, of potassium acetate are successively dissolved in a container in 686 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Пример 5 (лабораторный) - за пределами концентрационного диапазона.Example 5 (laboratory) - outside the concentration range.

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 679 мл воды последовательно растворяют 410 г, что составляет 41 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп» и 11 г, что составляет 1,1 масс.%, натрия пиросернистокислого.To prepare the binding liquid, 410 g, which is 41% by weight, of the SandStop modifying reagent and 11 g, which is 1.1% by weight, of sodium pyrosulfite are successively dissolved in a container in 679 ml of water.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 559 мл воды последовательно растворяют 430 г, что составляет 43 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» и 11 г, что составляет 1,1 масс.%, калия уксуснокислого.To prepare the fixing liquid, 430 g, which is 43% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier and 11 g, which is 1.1% by weight, of potassium acetate are successively dissolved in a container in 559 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Пример 6 (лабораторный) - за пределами концентрационного диапазона.Example 6 (laboratory) - outside the concentration range.

Для приготовления связующей жидкости в емкости в 650 мл воды последовательно растворяют 350 г, что составляет 35 масс.%, реагента-модификатора «СэндСтоп».To prepare the binding liquid, 350 g, which is 35% by weight, of the SandStop modifier reagent are successively dissolved in 650 ml of water in a container.

Для приготовления закрепляющей жидкости в емкости в 620 мл воды последовательно растворяют 380 г, что составляет 38 масс.%, модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт».To prepare the fixing liquid, 380 g, which is 38% by weight, of the SoltPlast process fluid modifier are successively dissolved in a container in 620 ml of water.

Далее производят измерение технологических параметров.Next, the process parameters are measured.

Испытания по предлагаемому способу проводят в лабораторных условиях. Для определения фильтрационных свойств породы до и после обработки связующей и закрепляющей жидкостями по предлагаемому способу проводят стендовые испытания на модернизированном стенде УИПК-1М (установка по исследованию проницаемости керна) в соответствии с ГОСТ 26450.0-85 «Породы горные. Методы определения коллекторских свойств», пример реализации которых описан ниже.Testing using the proposed method is conducted under laboratory conditions. To determine the rock's filtration properties before and after treatment with binding and consolidating fluids using the proposed method, bench tests are conducted on a modernized UIPK-1M rig (core permeability testing unit) in accordance with GOST 26450.0-85 "Rocks. Methods for Determining Reservoir Properties." An example of this is described below.

Для лабораторных исследований используют насыпную модель пласта металлический кернодержатель длиной 150 мм и внутренним диаметром 30 мм, заполненный спрессованным кварцевым песком, с начальной проницаемостью по газу в диапазоне 0,5-2 мкм2.For laboratory studies, a bulk model of the formation is used: a metal core holder 150 mm long and 30 mm in internal diameter, filled with compressed quartz sand, with an initial gas permeability in the range of 0.5-2 μm 2 .

Определяют следующие показатели: начальная проницаемость образца по газу до и после обработки связующей и закрепляющей жидкостями, коэффициент восстановления проницаемости.The following indicators are determined: the initial gas permeability of the sample before and after treatment with binding and fixing liquids, and the permeability recovery coefficient.

Проницаемость образца K, мкм2, до и после обработки связующей и закрепляющей жидкостями рассчитывают по формулеThe permeability of the sample K, µm 2 , before and after treatment with binding and fixing liquids is calculated using the formula

, ,

где μ - динамическая вязкость воздуха, Па⋅с;where μ is the dynamic viscosity of air, Pa⋅s;

Ратм - атмосферное давление, Па;Р atm - atmospheric pressure, Pa;

q - расход прокачиваемого воздуха (газа), м3/с;q – flow rate of pumped air (gas), m3 /s;

1 - длина образца, м;1 - sample length, m;

F - площадь сечения образца, м2;F – cross-sectional area of the sample, m2 ;

P1 и P2 - давление на входе и выходе испытуемого образца, Па.P 1 and P 2 – pressure at the inlet and outlet of the test sample, Pa.

Коэффициент восстановления проницаемости по газу К определяют как отношение значений проницаемости керна до и после обработки связующей и закрепляющей жидкостями и рассчитывают по формулеThe coefficient of gas permeability recovery K is determined as the ratio of the core permeability values before and after treatment with binding and fixing liquids and is calculated using the formula

где K1 - начальная проницаемость образца по газу до обработки связующей и закрепляющей жидкостями, мкм2;where K 1 is the initial gas permeability of the sample before treatment with binding and fixing liquids, µm 2 ;

K2 - проницаемость образца по газу после обработки связующей и закрепляющей жидкостями, мкм2.K 2 - gas permeability of the sample after treatment with binding and fixing liquids, µm 2 .

Содержание в связующей жидкости реагента-модификатора «СэндСтоп» менее 15 масс.%, натрия пиросернистокислого менее 0,5 масс.%, а в закрепляющей жидкости модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» менее 32 масс.%, калия уксуснокислого менее 0,5 масс.% нецелесообразно, так как не обеспечивает необходимой условной вязкости связующей жидкости, сокращает прочность на сжатие и снижает эффективность укрепления слабосцементированной породы.The content of the SandStop reagent-modifier in the binding liquid is less than 15 wt.%, sodium pyrosulfite is less than 0.5 wt.%, and in the fixing liquid the modifier for SoltPlast process fluids is less than 32 wt.%, potassium acetate is less than 0.5 wt.% is not advisable, since it does not provide the required conditional viscosity of the binding liquid, reduces the compressive strength and reduces the effectiveness of strengthening weakly cemented rock.

Содержание в связующей жидкости реагента-модификатора «СэндСтоп» более 40 мас. %, натрия пиросернистокислого более 1,0 мас. %, а в закрепляющей модификатора для технологических жидкостей «СолтПласт» более 42 масс.%, калия уксуснокислого более 1,0 масс.% нецелесообразно, так как приводит к повышению условной вязкости связующей жидкости выше допустимого предела, не обеспечивает сохранение ФЕС слабосцементированной породы, снижает эффективность укрепления слабосцементированной породы.The content of the SandStop reagent-modifier in the binding liquid exceeding 40 wt.%, sodium pyrosulfite exceeding 1.0 wt.%, and the content of the SoltPlast process fluid modifier in the fixing liquid exceeding 42 wt.%, and potassium acetate exceeding 1.0 wt.% is not advisable, as it leads to an increase in the relative viscosity of the binding liquid above the permissible limit, does not ensure the preservation of the reservoir properties of weakly cemented rock, and reduces the effectiveness of strengthening weakly cemented rock.

Пример 7 (промысловый)Example 7 (industrial)

Исходные данные.Initial data.

Глубина скважины -1105 мWell depth is 1105 m

Уровень верхних перфорационных отверстий - 1072 мThe level of the upper perforations is 1072 m

Уровень нижних перфорационных отверстий - 1092 мThe level of the lower perforations is 1092 m

Радиус скважины (rс) - 0,11 мWell radius (r с ) - 0.11 m

Коэффициент эффективной пористости пласта (m) - 0,15Effective porosity coefficient of the formation (m) - 0.15

Диаметр НКТ - 0,073 мTubing diameter - 0.073 m

Глубина спуска НКТ - 1068 мTubing descent depth: 1068 m

Диаметр эксплуатационной колонны - 0,168 мThe diameter of the production casing is 0.168 m

1) Исходя из протяженности интервала перфорации определяют объем связующей жидкости Vc:1) Based on the length of the perforation interval, the volume of the binding liquid V c is determined:

Vc = 0,05⋅(1092-1072) = 1 м 3.V c = 0.05⋅(1092-1072) = 1 m 3 .

2) Исходя из протяженности интервала перфорации определяют объем закрепляющей жидкости V3:2) Based on the length of the perforation interval, the volume of fixing liquid V 3 is determined:

V3 = 0,05⋅(1092-1072) = 1 м3.V 3 = 0.05⋅(1092-1072) = 1 m 3 .

3) Приготавливают расчетные объемы связующей и закрепляющей жидкостей по методике, приведенной в примере 2.3) Prepare the calculated volumes of binding and fixing liquids using the method given in example 2.

4) Определяют объем Vб инертной буферной жидкости - дизельного топлива, закачиваемой между связующей и закрепляющей жидкостями. Для этого производят расчет по формуле:4) Determine the volume Vb of the inert buffer fluid—diesel fuel—injected between the binder and fixing fluids. To do this, calculate using the formula:

где Vб - объем инертной буферной жидкости, м3;where V b is the volume of inert buffer liquid, m 3 ;

h - протяженность интервала перфорации, м;h – length of perforation interval, m;

m - коэффициент эффективной пористости пласта;m is the effective porosity coefficient of the formation;

rс - радиус скважины в интервале продуктивного пласта, м.r с is the well radius in the productive formation interval, m.

На основании исходных данных протяженность интервала перфорации h равна:Based on the initial data, the length of the perforation interval h is equal to:

h = 1092-1072 = 20 м.h = 1092-1072 = 20 m.

Далее, подставляя значения, получили:Next, substituting the values, we obtained:

Vб = 0,628⋅h⋅m⋅(0,1 + 2⋅rс) = 0,628⋅20⋅0,15⋅(0,1+0,11) = 0,4 м3.V b = 0.628⋅h⋅m⋅(0.1 + 2⋅r s ) = 0.628⋅20⋅0.15⋅(0.1+0.11) = 0.4 m 3 .

Поскольку 0,4 м3 больше чем 0,2 м3, то за значение Vб принимают рассчитанное значение, т.е. Vб = 0,4 м3.Since 0.4 m3 is greater than 0.2 m3 , the calculated value is taken as the value of Vb , i.e. Vb = 0.4 m3 .

5) После обвязки устьевого оборудования производят последовательную закачку инертной буферной жидкостью в объеме 0,5 м3, связующей жидкости в объеме 1 м3, приготовленной согласно примеру 2, инертной буферной жидкостью в объеме V = 0,4 м3, закрепляющей жидкости в объеме 1 м3, приготовленной согласно примеру 2.5) After piping the wellhead equipment, sequential injection is carried out with an inert buffer liquid in a volume of 0.5 m3 , a binding liquid in a volume of 1 m3 , prepared according to example 2, an inert buffer liquid in a volume of V = 0.4 m3 , and a fixing liquid in a volume of 1 m3 , prepared according to example 2.

6) Далее производят продавку закрепляющей жидкости в пласт с использованием газообразного агента.6) Next, the consolidating liquid is forced into the formation using a gaseous agent.

В результате проведения работ вынос песка с добываемым флюидом не наблюдается.As a result of the work, no sand removal with the extracted fluid is observed.

Пример 8 (промысловый)Example 8 (industrial)

Исходные данные.Initial data.

Глубина скважины - 1328 мThe well depth is 1328 m

Уровень верхних перфорационных отверстий - 1294 мThe level of the upper perforations is 1294 m

Уровень нижних перфорационных отверстий - 1302 мThe level of the lower perforations is 1302 m

Радиус скважины (rс) - 0,084 мWell radius (r с ) - 0.084 m

Коэффициент эффективной пористости пласта (m) - 0,13Effective porosity coefficient of the formation (m) - 0.13

Диаметр НКТ - 0,073 мTubing diameter - 0.073 m

Глубина спуска НКТ - 1280 мTubing descent depth: 1280 m

Диаметр эксплуатационной колонны - 0,168 мThe diameter of the production casing is 0.168 m

1) Исходя из протяженности интервала перфорации определяют объем связующей жидкости Vc:1) Based on the length of the perforation interval, the volume of the binding liquid V c is determined:

Vc = 0,05⋅(1302-1294) = 0,4 м3.V c = 0.05⋅(1302-1294) = 0.4 m 3 .

2) Исходя из протяженности интервала перфорации определяют объем закрепляющей жидкости V3:2) Based on the length of the perforation interval, the volume of fixing liquid V 3 is determined:

V3 = 0,05⋅(1302-1294) = 0,4 м 3.V 3 = 0.05⋅(1302-1294) = 0.4 m 3 .

3) Приготавливают необходимые объемы связующей и закрепляющей жидкостей по методике, приведенной в примере 2.3) Prepare the required volumes of binding and fixing liquids using the method given in example 2.

4) Определяют объем Vб инертной буферной жидкости - стабильного газового конденсата, закачиваемой между связующей и закрепляющей жидкостями. Для этого рассчитывают Vб по формуле:4) Determine the volume Vb of the inert spacer fluid—a stable gas condensate injected between the binder and fixing fluids. To do this, calculate Vb using the formula:

где Vб - объем инертной буферной жидкости, м3;where V b is the volume of inert buffer liquid, m 3 ;

h - протяженность интервала перфорации, м;h – length of perforation interval, m;

m - коэффициент эффективной пористости пласта;m is the effective porosity coefficient of the formation;

rс - радиус скважины в интервале продуктивного пласта, м.r с is the well radius in the productive formation interval, m.

На основании исходных данных протяженность интервала перфорации h равна:Based on the initial data, the length of the perforation interval h is equal to:

h = 1302-1294 = 8 м.h = 1302-1294 = 8 m.

Далее, подставляя значения, получают:Next, substituting the values, we obtain:

Vб = 0,628⋅h⋅m⋅(0,1 + 2⋅rс) = 0,628⋅8⋅0,13⋅(0,1 + 0,084) = 0,12 м3.V b = 0.628⋅h⋅m⋅(0.1 + 2⋅r s ) = 0.628⋅8⋅0.13⋅(0.1 + 0.084) = 0.12 m 3 .

Поскольку 0,12 м3 меньше чем 0,2 м3, то за значение Vб приняли 0,2 м3.Since 0.12 m3 is less than 0.2 m3 , 0.2 m3 was taken as the value of Vb .

5) После обвязки устьевого оборудования производят последовательную закачку инертной буферной жидкостью в объеме 0,5 м3, связующей жидкости в объеме 0,4 м3, приготовленной согласно примеру 2, инертной буферной жидкостью в объеме V = 0,2 м3, закрепляющей жидкости в объеме 0,4 м3, приготовленной согласно примеру 2.5) After piping the wellhead equipment, sequential injection is carried out of an inert buffer liquid in a volume of 0.5 m3 , a binding liquid in a volume of 0.4 m3 , prepared according to example 2, an inert buffer liquid in a volume of V = 0.2 m3 , and a fixing liquid in a volume of 0.4 m3 , prepared according to example 2.

6) Далее производят продавку закрепляющей жидкости в пласт с использованием газообразного агента.6) Next, the consolidating liquid is forced into the formation using a gaseous agent.

В результате проведения работ вынос песка с добываемым флюидом не наблюдается.As a result of the work, no sand removal with the extracted fluid is observed.

Технологические параметры связующей и закрепляющей жидкостей по примерам 1-6 представлены в таблице.The technological parameters of the binding and fixing liquids for examples 1-6 are presented in the table.

Таким образом, предлагаемая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение заявляемого технического результата.Thus, the proposed set of essential features ensures the achievement of the claimed technical result.

Заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна, изобретательский уровень и промышленная применимость».The claimed technical solution meets the patentability requirements of “novelty, inventive step and industrial applicability”.

Claims (10)

Способ укрепления слабосцементированных пород пласта скважины, включающий последовательную закачку в пласт инертной буферной жидкости в объеме 0,5 м3, затем связующей жидкости с условной вязкостью, равной 18-30 с, в объеме не менее 0,05 м3 на один погонный метр интервала перфорации, далее инертной буферной жидкости в объеме, рассчитываемом по формуле:A method for strengthening weakly cemented rocks of a well formation, which includes the sequential injection into the formation of an inert spacer fluid in a volume of 0.5 m3 , then a binding fluid with a conditional viscosity equal to 18-30 s, in a volume of at least 0.05 m3 per linear meter of the perforation interval, then an inert spacer fluid in a volume calculated using the formula: где Vб - объем инертной буферной жидкости, м3;where V b is the volume of inert buffer liquid, m 3 ; h - протяженность интервала перфорации, м;h – length of perforation interval, m; m - коэффициент эффективной пористости пласта;m is the effective porosity coefficient of the formation; rс - радиус скважины в интервале продуктивного пласта, м, r с - well radius in the productive formation interval, m, но не менее 0,2 м3, и закрепляющей жидкости в объеме не менее 0,05 м3 на один погонный метр интервала перфорации с последующим продавливанием в пласт газообразным агентом, причем в качестве инертной буферной жидкости используют дизельное топливо или стабильный газовый конденсат, в качестве связующей жидкости - раствор, включающий реагент-модификатор «СэндСтоп», содержащий в своем составе порошкообразный неорганический силикат и органический полимер - декстрин, а также дополнительно ингибитор щелочной деструкции декстрина - натрий пиросернистокислый и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:but not less than 0.2 m3 , and a consolidating liquid in a volume of not less than 0.05 m3 per linear meter of the perforation interval, followed by forcing into the formation with a gaseous agent, with diesel fuel or stable gas condensate used as an inert buffer liquid, and a solution as a binding liquid, including the SandStop reagent-modifier, containing in its composition a powdered inorganic silicate and an organic polymer - dextrin, as well as an additional inhibitor of alkaline destruction of dextrin - sodium pyrosulfite and water in the following ratio of components, mass%: реагент-модификатор «СэндСтоп»reagent-modifier "SandStop" 15-4015-40 натрий пиросернистокислый sodium pyrosulfite 0,5-1,00.5-1.0 вода water остальное,rest,
а в качестве закрепляющей жидкости - раствор, включающий модификатор для технологических жидкостей «СолтПласт» на основе соли поливалентного металла, а также инициатор формирования коллоидных агрегатов - калий уксуснокислый и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%:and as a fixing liquid - a solution including a modifier for process fluids "SoltPlast" based on a polyvalent metal salt, as well as an initiator for the formation of colloidal aggregates - potassium acetate and water in the following ratio of components, mass%: модификатор для технологических modifier for technology жидкостей «СолтПласт» SoltPlast liquids 32-4232-42 калий уксуснокислый potassium acetate 0,5-1,00.5-1.0 вода water остальноеrest
RU2024132655A 2024-10-30 Method for reinforcement of weakly cemented rocks of well formation RU2851270C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2851270C1 true RU2851270C1 (en) 2025-11-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2169256C1 (en) * 2000-04-03 2001-06-20 Открытое акционерное общество "Сибирская инновационная нефтяная корпорация" Method of development of water-encroached oil deposit
WO2008100810A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-21 M-I Llc Silicate-based wellbore fluid and methods for stabilizing unconsolidated formations
RU2387803C1 (en) * 2009-04-03 2010-04-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of bottomhole support in wells
RU2475622C1 (en) * 2011-08-12 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Lining method of bottom-hole zone of productive formation of gas wells
RU2769942C1 (en) * 2021-01-13 2022-04-11 Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") Method for fixing the bottom-hole zone of productivity of the gas well formation
RU2785877C1 (en) * 2022-01-26 2022-12-14 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибгеолаб" Method for strengthening the rock mass and an organomineral two-component composition for its implementation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2169256C1 (en) * 2000-04-03 2001-06-20 Открытое акционерное общество "Сибирская инновационная нефтяная корпорация" Method of development of water-encroached oil deposit
WO2008100810A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-21 M-I Llc Silicate-based wellbore fluid and methods for stabilizing unconsolidated formations
RU2387803C1 (en) * 2009-04-03 2010-04-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of bottomhole support in wells
RU2475622C1 (en) * 2011-08-12 2013-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Lining method of bottom-hole zone of productive formation of gas wells
RU2769942C1 (en) * 2021-01-13 2022-04-11 Акционерное общество "Северо-Кавказский научно-исследовательский проектный институт природных газов" (АО "СевКавНИПИгаз") Method for fixing the bottom-hole zone of productivity of the gas well formation
RU2785877C1 (en) * 2022-01-26 2022-12-14 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибгеолаб" Method for strengthening the rock mass and an organomineral two-component composition for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2190942B1 (en) Methods of using colloidal silica based gels
US3741308A (en) Method of consolidating sand formations
US11111753B2 (en) Polymer gel compositions for treating aqueous zones in subterranean formations and methods of treating the aqueous zones
CN109996930B (en) Method of treating a downhole formation zone
Ketova et al. Testing of preformed particles polymer gel technology on core filtration models to limit water inflows
RU2851270C1 (en) Method for reinforcement of weakly cemented rocks of well formation
US11186761B2 (en) Method for treating a rock formation against the inflitration of sand using a geopolymer cement grout
RU2456431C1 (en) Water influx isolation method
RU2271444C1 (en) Method for water-permeable reservoir isolation
RU2456444C2 (en) Acid treatment method of bottom-hole oil formation zone
RU2209297C2 (en) Composition for shutoff of water inflows to well
RU2191894C1 (en) Method of oil formation development control
RU2480577C1 (en) Method for gas well killing
RU2529080C1 (en) Selective composition for repair and isolation in oil and gas wells
RU2360099C1 (en) Method of restriction of water inrush in well
RU2495229C1 (en) Procedure for water shutoff treatment in well
RU2475622C1 (en) Lining method of bottom-hole zone of productive formation of gas wells
RU2599154C1 (en) Method of repair-insulation works in well (versions)
RU2670298C1 (en) Blocking composition for isolating absorbing zones during drilling and workover operations of wells
RU2483093C1 (en) Compound for isolation of water inflow and absorbing zones in well, and its application method
RU2747726C1 (en) Composition for flow leveling works in injection wells
RU2769942C1 (en) Method for fixing the bottom-hole zone of productivity of the gas well formation
SU1710698A1 (en) Method of water isolation in carbonate and carbonized formations
RU2769942C9 (en) Method for fixing the bottom-hole zone of productive gas well formation
RU2848506C1 (en) Method for regulating the acceptance profile of a pressure well