Архив WinRAR_1 / Лекции_ХИМИЯ

пространства вблизи устья скважины. Для выдавливания пластового флюида из НКТ производят закачку солевого раствора в затрубное пространство скважины до получения солевого раствора, выходящего из НКТ на устье скважины (данный факт свидетельствует о том, что вся пластовая жидкость из НКТ заменена на солевой раствор). Однако следует помнить, что часть пластового флюида, который должен быть извлечен из ствола скважины, оставалась в затрубном пространстве. Для этого производится закачка солевого раствора в НКТ до получения пластового флюида из затрубной линии, с последующим получением солевого раствора. После того как вязкая пачка ПСЖГ была размещена на забое скважины, а весь ствол скважины был занят солевым раствором, можно считать, что скважина готова к безопасному и безаварийному проведению дальнейших работ.

Требования к жидкостям глушения

Как уже было сказано, для глушения может быть применен широкий спектр различных жидкостей в зависимости от пластовых условий, но все эти жидкости объединяются определенным рядом требований.

Плотность жидкости для глушения определяется из расчета создания столбом жидкости давления, уравновешивающего пластовое давление в соответствии с необходимыми требованиями применяемой технологии для поддержания скважины в бездействующем состоянии.

63

давлений в порах пласта за счет уменьшения межфазного натяжения на границе раздела фаз жидкость глушения/пластовый флюид.

Жидкость глушения не должна образовывать стойких водонефтяных эмульсий первого и второго рода.

Водяные блоки, изменение смачиваемости породы, образование эмульсий, все это приводит к блокированию добычи скважинного флюида.

Вязкостные структурно-механические свойства жидкости глушения должны регулироваться с целью предотвращения поглощения ее продуктивным пластом. Чем выше вязкость, тем сложнее жидкости глушения профильтроваться в пласт, следовательно, обработка будет характеризоваться меньшим загрязнением коллектора.

Жидкость глушения должна обладать низким коррозионным воздействием на скважинное оборудование. Скорость коррозии стали не должна превышать 0,10-0,12 мм/год. Высокая скорость коррозии будет обуславливать выход из строя и разрушения скважинного оборудования и любых металлических скважинных конструкций, контактирующих с агрессивной средой, что приведет к уменьшению межремонтного периода скважины.

Жидкость глушения должна быть термостабильной при высоких температурах и обладать относительной морозоустойчивостью в зимних условиях. Термостабильность характеризует сохранение заданных свойств жидкости при повышенных температурах на забое скважины, а морозоустойчивость в свою очередь обеспечивает простоту обращения с жидкостью глушения, приготовленной на устье скважины в условиях низких температур.

Жидкость глушения должна быть не горючей, взрывопожаробезопасной, нетоксичной. Данные требования имеют прямое влияние на сохранность и безопасность технологического оборудования и персонала, работающего на скважине.

Свойства жидкости глушения должны легко регулироваться, а сама жидкость должна быть технологичной в приготовлении и использовании. Легкость в регулировании свойств жидкости позволяет применять ее при различных варьирующихся пластовых параметрах, а простота в приготовлении и применении

65

облегчает работу с такой жидкостью и повышает вероятность успешного проведения операции.

На месторождениях с наличием сероводорода жидкости глушения должны содержать нейтрализатор сероводорода, для снижения негативного влияния сероводорода на свойства жидкости глушения.

Жидкости глушения

Самой простой жидкостью глушения можно считать обычную воду с модифицирующими добавками. Такой тип системы будет отличаться дешевизной, простотой приготовления и применения, экологической безопасностью, легкостью регулирования свойств жидкости (использование отмывающих добавок, гидрофобизаторов, добавок, снижающих фильтратоотдачу, добавок, снижающих набухание глин). Использование воды без специальных добавок может приводить к набуханию глин и образованию водяных блоков. Кроме того вода может являться основой для более сложных жидкостей глушения, как например, полисахаридных жидкостей глушения, пен, эмульсий и т.д. Также вода может применяться как продавочная жидкость для более сложных систем, закачиваемых пачками.

В случае если давления гидростатики обычной воды недостаточно для глушения скважины (в скважинах с аномально-высокими пластовыми давлениями), могут применяться утяжеленные солевые растворы с добавками. Их плотность может варьироваться в зависимости от соли, которая была взята для приготовления такого состава (для KCl плотность может достигать 1,2 кг/м3, для CaCl2 – 1,4 кг/м3, ZnCl2 – 2 кг/м3). Данный тип солевых систем для глушения, так же как и вода, отличается легким регулированием свойств жидкости, кроме того, за счет содержания солей в составе раствора, такой тип жидкостей глушения не вызывает набухания глин. Также солевые растворы характеризуются относительной дешевизной и экологической безопасностью применения. Солевые растворы могут готовиться непосредственно на скважине с использованием подтоварной, пластовой или пресной воды.

Для газовых скважин, где применение тяжелых растворов может быть неприемлемым и сопряженным с осложнениями в выносе жидкости глушения,

66

применяются водно-спиртовые растворы, плотность которых может быть < 1 кг/м3. Для приготовления таких систем могут использоваться различные спирты, обычно берется денатурированный спирт (C2H5OH с примесями), либо смеси технических спиртов (C1-C3). Еще одним преимуществом водно-спиртовых систем является пониженная тенденция к образованию водяных блоков за счет снижения капиллярных сил. Кроме того системы на основе спиртов являются экологически безопасными. Однако применение спиртов налагает определенные ограничения на жидкости глушения. Повышенная тенденция к воспламенению спиртов заставляет прибегать к дополнительным мерам предосторожности при их хранении и применении.

Более сложной, чем обычные водные растворы, и универсальной жидкостью глушения являются полисахаридные жидкости. Могут применяться как сшитые, так и линейные гели для контроля фильтрации жидкости в пласт. Чем выше вязкость жидкости, тем слабее она фильтруется в пласт. Как и для обычных водных жидкостей глушения, плотность полисахаридных гелей может изменяться в широких пределах от 1 до 1,7 г/см3. Таким образом, за чет низкой фильтрации в пласт и регулируемой плотности, ПСЖГ обеспечивают быстрый выход на режим даже в скважинах с невысоким пластовым давлением, кроме того, вязкостные свойства данного типа жидкости обеспечивают дополнительную изоляцию скважины от нефтегазопроявлений при большом газовом факторе. Высокая вязкость позволяет эффективно глушить даже «поглощающие» скважины. Глушение при помощи ПСЖГ можно охарактеризовать как экологически безопасный метод глушения. Основными компонентами полисахаридной жидкости являются: вода – как основа; полимер – модификатор вязкостных свойств жидкости; сшиватель – еще больше повышает вязкость линейного геля. Все реагенты, использующиеся для приготовления базовой жидкости, являются аналогичными реагентам, применяемым для приготовления водных гелей в процессе ГРП, и были подробно описаны в разделе «Жидкости ГРП». Единственным отличием является отсутствие деструктора в полисахаридной жидкости глушения. Это обусловлено, во-первых, тем, что неизвестно, сколько времени продлится скважинная операция и, таким образом, сколько времени необходимо поддерживать первоначальные свойства ПСЖГ, а во-

67

вторых, это связано с тем, что при пластовой температуре вязкость ПСЖГ не будет препятствовать извлечению жидкости с забоя скважины на поверхность.

Как уже говорилось ранее, помимо водных жидкостей для глушения могут применяться и углеводородные жидкости. Самой простой из углеводородных жидкостей являются нефть и газовый конденсат. Такие системы могут работать при наличии водочувствительных пластов, в пластах с аномально низким пластовым давлением (плотность нефтяных жидкостей может варьироваться от 0,75-0,9 кг/м3) и при повышенной пластовой температуре (до 150оС). Нефть может применяться, как основная жидкость глушения, может являться основой для более сложных жидкостей, а также может использоваться как продавочная жидкость. Используя углеводородные жидкости, стоит помнить, что их применение связано с высокой пожароопасностью и является экономически затратным.

Более сложными системами, нежели нефть или газовый конденсат, являются загущенные нефти или сшитые нефтяные гели. Для загущения нефти берут только гелирующий агент (нефтерастворимые смолы и т.д.), а для сшивки геля используются как гелирующий агент, так и активатор (ортофосфаты алюминия или железа). Все реагенты, идущие для приготовления базовой жидкости, так же как и для жидкостей на водной основе, являются аналогичными реагентам, применяемым для приготовления водных гелей в процессе ГРП.

Одной из наиболее сложных систем для глушения, как в случае водных жидкостей, так и в случае углеводородных, являются пены. Пены - это дисперсные системы с разовой дисперсной фазой и жидкой дисперсионной средой. Пенные жидкости применяются в истощенных пластах и пластах с низким пластовым давлением, в водочувствительных пластах, а также плотных газоносные пластах. Пены обеспечивают энергию для лучшей очистки скважины после глушения, обладают высокой вязкостью, обуславливая низкую фильтрацию жидкости в пласт за счет высокой вязкости и за счет блокирования поровых каналов пузырьками газа, и, таким образом, меньшую степень загрязнения пласта. Недостатком пенных систем является сложность в их приготовлении и необходимость задействования дополнительного технологического оборудования. Пенные системы также являются аналогичными, применяемыми для ГРП.

68

Последним рассматриваемым типом жидкости глушения, сочетающим в себе как водную, так и углеводородную фазу, являются эмульсии. Эмульсия – это дисперсная система, состоящая из двух несмешивающихся фаз (углеводород и вода), стабилизированных поверхностно-активными веществами. Могут использоваться как прямые (нефтяная фаза распределена в водной фазе), так и обратные (водная фаза распределена в нефтяной фазе) эмульсии. Эмульсионные жидкости глушения отличаются высокой вязкостью и низкими утечками жидкости в пласт, приводя к меньшим загрязнениям продуктивного пласта, чем жидкостями на водной основе. Недостатком эмульсионных жидкостей глушения, так же как и у пен, является сложность их приготовления, кроме того, использование углеводородов налагает дополнительные ограничения по показателю пожаровзрывоопасности применения таких жидкостей. Как и все вышеперечисленные системы, эмульсии были подробно описаны в разделе «Жидкости ГРП».

Добавки к жидкостям глушения

Современные жидкости глушения являются многокомпонентными системами и для регулирования их свойств употребляется широкий спектр различных соединений. Добавки к жидкостям глушения выполняют множество функций и являются неотъемлемой частью современных жидкостей глушения. Основными классами добавок являются: буферы - применяются для регулирования показателя pH жидкостей глушения; бактерициды и биоциды - используются для предупреждения действия бактерий и продуктов их жизнедеятельности на жидкости глушения; утяжелители (мел, барит, соли); стабилизаторы глин – применяются для сохранения фильтрационных свойств коллектора путем стабилизации глинистых материалов пласта и предотвращения их набухания; антифильтрационные добавки – вводятся для снижения фильтрации жидкости глушения в продуктивный пласт; температурные стабилизаторы – используются для поддержания стабильности свойств жидкости глушения при повышенной температуре; отмывающие ПАВ – служат для отмыва нефтяной пленки и загрязнений со стенок скважины и ПЗП; растворители АСПО – применяются для растворения асфальтосмолопарафиновых отложений со стенок скважины и ПЗП (рис. 17); гидрофобизаторы – используются

69

рассмотрены в разделах «Добавки к жидкостям ГРП» и «Добавки к жидкостям для кислотных обработок». Единственное, чем могут отличаться добавки к жидкостям глушения от добавок к жидкостям ГРП и жидкостям кислотных обработок, это их рабочими концентрациями и комбинациями различных типов добавок.

Однако есть добавки, которые не применяются при ГРП и кислотных обработках, а применяются исключительно для глушения, например, утяжелители, имеющие аналоги применения в жидкостях для бурения скважин.

Утяжелители применяются для предупреждения водонефтегазопроявлений при аномально высоких пластовых давлениях. Добавка утяжелителя увеличивает плотность жидкости глушения и создает повышенное гидростатическое давление столба жидкости, компенсирующее пластовое давление. В качестве утяжелителей жидкостей глушения применяются обычно хлориды кальция и магния. Также могут применяться мел и барит, способные в большей степени утяжелять жидкости глушения, чем хлориды.

Оборудование для тестирования жидкостей глушения

Оборудование для тестирования жидкостей глушения является аналогичным оборудованию для тестирования жидкостей ГРП и подробно рассмотрено в разделе «Оборудование для тестирования жидкостей ГРП».

Для тестирования и приготовления жидкостей глушения необходимо следующее оборудование: термометры для определения температуры; pH-метры для определения pH жидкости; ареометры для определения плотности; мешалки, блендеры и водяные бани для приготовления жидкостей глушения; ротационные вискозиметры различных конструкций для определения вязкостных свойств рабочих жидкостей; фильтр-прессы для определения фильтрационных характеристик жидкостей глушения; фильтрационные ячейки, воссоздающие пластовые условия, для иметации процесса глушения. Для анализов углеводородных жидкостей применяются дополнительные приборы для определения степени пожаровзрывобезопасности этих жидкостей (бомба Рейда для определения давления насыщенных паров и приборы различных конструкций для получения значения температуры вспышки), а также приборы для выявления содержания воды в

71