RU2566157C1 - Method for thermochemical treatment of bottom-hole zone - Google Patents

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: according to a method of thermochemical treatment of bottom-hole zone of a well, in a mode of repeating cycles: supply of sodium in sealed aluminium shells to the bottom-hole, initiation of a reaction of these metals, exposure, for supply of sodium in sealed aluminium shells there used is a downward water flow created in tubing strings with a pump located on the surface, and a deep-well jet pump with a flow section exceeding the diameter of the sealed shells, which completes the cycle after process exposure by pumping-out of slurries from under packer space in a mode of depressive action on a productive formation, sealing of sodium in shells is performed by means of a diaphragm diluted in an alkali solution, the batch supply of which is implemented after supply of sodium in the sealed aluminium shells for destruction of the diaphragm and initiation of the reaction. Treatment is performed in the mode of repeating cycles till maximum value of profile of inflow from the well is achieved.

EFFECT: expedition of recovery of filtration properties of bottom-hole zones of oil-gas wells, which were disturbed during operation.

2 cl, 1 dwg, 2 ex

Description

Заявляемое техническое решение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для восстановления фильтрационных свойств призабойной зоны пласта (ПЗП), нарушенных в процессе эксплуатации.The claimed technical solution relates to the oil industry and can be used to restore the filtration properties of the bottomhole formation zone (PZP), violated during operation.

Тепловые методы интенсификации добычи и повышения нефтеотдачи считаются наиболее перспективными. Их широкому распространению препятствует дороговизна наземного оборудования для обеспечения теплоносителем и неподготовленность подавляющего большинства действующего фонда скважин к термическим напряжениям, возникающим при проведении обработок традиционными методами.Thermal methods of intensification of production and enhanced oil recovery are considered the most promising. Their wide distribution is hindered by the high cost of ground-based equipment for providing coolant and the unpreparedness of the vast majority of the existing well stock to thermal stresses that occur during treatments using traditional methods.

Выход из создавшегося противоречия может быть найден при использовании энергии химических реакций, реализуемых локально непосредственно в обрабатываемом интервале. Одно из возможных решений - способ термохимической обработки призабойной зоны пласта, включающий последовательную закачку в пласт химических реагентов, соляной кислоты и ввод в призабойную зону пласта до и после закачки соляной кислоты воздуха, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют водный раствор карбамида, а до и после закачки раствора карбамида вводят пар или паровоздушную смесь, причем раствор карбамида вытесняют впласт паром или паровоздушной смесью (Пат. РФ №2030568, Е21В 43/24, Е21В 43/27).A way out of this contradiction can be found by using the energy of chemical reactions realized locally directly in the processed interval. One of the possible solutions is a method for thermochemical treatment of the bottom-hole formation zone, which includes sequential injection of chemical reagents, hydrochloric acid into the formation and introduction of air into the bottom-hole zone before and after the injection of hydrochloric acid, characterized in that an aqueous urea solution is used as a chemical reagent, and before or after the injection of the urea solution, steam or a steam-air mixture is injected, the urea solution being forced out by the steam or steam-air mixture (Pat. RF No. 2030568, ЕВВ 43/24, Е21В 43/27).

Другим перспективным направлением являются попытки использования энергии взаимодействия щелочных и щелочноземельных металлов с пластовой водой или специально вводимых растворов. Так, например, Патент РФ 2132943, кл. Е21В 43/25 предполагает спуск в скважину герметичного контейнера, заполненного химически активным веществом, расположение его напротив выбранного для воздействия интервала призабойной зоны скважины, нарушение герметичности контейнера, введение в термохимическую реакцию химически активного вещества для образования реагента и продавку его в продуктивный коллектор, отличающийся тем, что в качестве активного вещества для образования нагретого реагента-щелочи при взаимодействии со скважинной жидкостью используют натрий, продавку нагретого реагента-щелочи в продуктивный коллектор осуществляют за счет энергии термохимической реакции между натрием и скважинной жидкостью, а массу химически активного вещества выбирают из расчета 1-3 кг на метр выбранного для взаимодействия интервала призабойной зоны, продуктивный коллектор которой сложен карбонатными и/или терригонными отложениями. Близкое по сути техническое решение (Патент РФ 2135761, кл. Е21В 43/27) отличается от представленного выше тем, что щелочной металл завалъцован в алюминиевые трубки для изоляции от скважинной жидкости (по видимому, на период спуска), перфорированный контейнер опускают на забой, прокачивают по колонне насосно-компрессорных труб кислотный раствор, проводят технологическую задержку до разрушения алюминиевых трубок в кислоте, при этом контактирование скважинной жидкости со щелочным металлом проводят в кислотной жидкости.Another promising direction is attempts to use the energy of interaction of alkali and alkaline earth metals with formation water or specially introduced solutions. So, for example, RF Patent 2132943, cl. Е21В 43/25 involves the descent into the well of an airtight container filled with a chemically active substance, its location opposite the interval selected for the bottomhole zone of the well, violation of the tightness of the container, the introduction of a chemically active substance into the thermochemical reaction to form a reagent and its transfer to a productive reservoir, characterized in that sodium is used as an active substance for the formation of a heated alkali reagent when interacting with a well fluid, the heating is heated about the reagent-alkali in the productive reservoir is carried out due to the energy of the thermochemical reaction between sodium and the well fluid, and the mass of the chemically active substance is selected at the rate of 1-3 kg per meter of the selected interval of the bottomhole zone, the productive reservoir of which is composed of carbonate and / or terrigone deposits . An essentially similar technical solution (RF Patent 2135761, CL ЕВВ 43/27) differs from the one presented above in that the alkali metal is rolled into aluminum tubes to isolate it from the well fluid (apparently for the period of descent), the perforated container is lowered to the bottom, an acid solution is pumped over the tubing string, a technological delay is carried out until the aluminum tubes in the acid are destroyed, while the well fluid is contacted with an alkali metal in an acid fluid.

Оба технических решения трудновыполнимы на практике. В первом из них проблемы с доставкой и сохранностью натрия перед загрузкой в герметичный контейнер. Во втором случае транспортная проблема снята, но возникает другая - натрий в завальцованных алюминиевых трубках долго недоступен для кислотной жидкости из-за низкой скорости растворения алюминия в кислых средах. Известен также способ обработки призабойной зоны скважины, включающий спуск на забой скважины на колонне насосно-компрессорных труб НКТ перфорированного контейнера с размещенными в нем герметизированными капсулами, заполненными щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе, доставку на забой скважины кислотного раствора, заполнение перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором, проведение технологической выдержки до разрушения оболочки герметизированных капсул кислотным раствором, контактирование скважинной жидкости со щелочным, щелочноземельным металлом или сплавом на его основе в кислотной скважинной жидкости и задавку продуктов реакции в призабойную зону скважины, отличающийся тем, что в качестве герметизированных капсул используют составные или цельные капсулы с центральным отверстием, при закладке герметизированных капсул в перфорированный контейнер формируют колонну герметизированных капсул в виде трубы, колонну герметизированных капсул устанавливают на расстоянии от дна контейнера с обеспечением возможности прохождения жидкости между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул, а при заполнении перфорированного контейнера и затрубного пространства на забое скважины кислотным раствором организуют поток кислотного раствора через центральные отверстия колонны герметизированных капсул, между дном контейнера и нижней частью колонны герметизированных капсул и между герметизированными капсулами и стенками перфорированного контейнера (Пат. РФ №2182658, Е21В 43/27).Both technical solutions are difficult to implement in practice. The first of them has problems with the delivery and preservation of sodium before loading into a sealed container. In the second case, the transport problem is removed, but another arises - sodium in rolled aluminum tubes is not accessible for an acid liquid for a long time due to the low dissolution rate of aluminum in acidic media. There is also known a method of processing the bottom-hole zone of a well, which includes launching a perforated container with sealed capsules filled with alkali, alkaline earth metal or an alloy based on it, delivering an acid solution to the bottom of a well, filling an apertured container and annular space at the bottom of the well with an acid solution, holding technological exposure until the shell of the sealed acid capsules breaks solution, contacting the wellbore fluid with an alkaline, alkaline earth metal or an alloy based on it in an acidic wellbore fluid and injecting reaction products into the bottomhole zone of the well, characterized in that as the sealed capsules use compound or whole capsules with a central hole, when laying the sealed capsules a column of sealed capsules is formed into a perforated container in the form of a pipe, a column of sealed capsules is installed at a distance from the bottom of the container with providing the possibility of liquid passing between the bottom of the container and the bottom of the column of sealed capsules, and when filling the perforated container and the annulus at the bottom of the well with an acid solution, an acid solution is organized through the central holes of the column of sealed capsules, between the bottom of the container and the bottom of the column of sealed capsules and between the sealed capsules and walls of a perforated container (US Pat. RF №2182658, ЕВВ 43/27).

К недостаткам способа следует отнести пассивирование процесса взаимодействия за счет инверсии эмульсии в зоне реакции из системы «масло в воде» в систему «вода в масле» на месторождениях с высоким содержанием парафинов в нефти.The disadvantages of the method include the passivation of the interaction process due to the inversion of the emulsion in the reaction zone from the oil-in-water system to the water-in-oil system in fields with a high content of paraffins in oil.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, признан способ термохимической обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку гидрореагирующих металлов - натрия в алюминиевых стаканах, помещенных в контейнере, и инициирование процесса взаимодействия гидрореагирующих металлов с водными растворами в интервале перфорации, отличающийся тем, что в нефтегазодобывающей скважине с эмульгированным шламом в зоне реакции от интенсивной деструкции асфальтосмолистых и парафиногидратных образований процесс обработки ведут в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия и алюминия в герметичном контейнере на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, подъем контейнера с прерыванием циклов промывкой забоя водой с исключением образования в реакционном объеме эмульсии типа “вода в масле”, при этом в качестве контейнера для доставки гидрореагирующих металлов используют корпус кумулятивного геофизического перфоратора с детонатором и отверстиями по боковой поверхности, закрытыми заглушками с возможностью их сброса взрывом детонатора, а необходимость промывки забоя определяют при очередном подъеме контейнера по неполноте растворения алюминиевых стаканов смесью (Пат. РФ №2301330, Е21В 43/27). К недостаткам прототипа следует отнести высокую трудоемкость и длительный вывод скважины из режима эксплуатации при высоком содержании асфальтенов и смол в нефтях. Обусловлено это тем, что промывку забоя можно качественно реализовать только после монтажа НКТ в скважине или использования колтюбинга.The closest analogue adopted for the prototype is recognized as a method of thermochemical treatment of the bottom hole of the well, including the delivery of hydroreacting metals - sodium in aluminum cups placed in the container, and initiating the process of interaction of hydroreacting metals with aqueous solutions in the perforation interval, characterized in that in an oil and gas producing well with emulsified sludge in the reaction zone from intensive destruction of asphalt-tar and paraffin hydrate formations, the processing process is carried out in the mode repeating cycles: delivery of sodium and aluminum in an airtight container to the bottom of the well, initiating the reaction of these metals, holding, lifting the container with interruption of the cycles by washing the bottom with water, except for the formation of a water-in-oil emulsion in the reaction volume, while being a container for delivery hydroreactive metals use the body of a cumulative geophysical perforator with a detonator and holes on the side surface, closed with plugs with the possibility of their discharge by a detonator explosion, but it is necessary the rinse flushing face is determined at the next lifting of the container by the incompleteness of dissolution of the aluminum glasses with the mixture (US Pat. RF №2301330, ЕВВ 43/27). The disadvantages of the prototype include the high complexity and lengthy withdrawal of the well from the operating mode at a high content of asphaltenes and resins in oils. This is due to the fact that flushing of the face can be qualitatively realized only after installation of the tubing in the well or using coiled tubing.

Задачей изобретения является сокращение трудоемкости и времени вывода скважины из режима штатной эксплуатации.The objective of the invention is to reduce the complexity and time of withdrawal from normal operation.

Поставленная задача достигается тем, что в способе термохимической обработки призабойной зоны скважины в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия в алюминиевых герметичных стаканах на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, для доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах используется нисходящий поток, создаваемый в НКТ специальным насосом, расположенным па поверхности, и глубинный струйный насос с проходным сечением, превышающим диаметр герметичных стаканов, который после технологической выдержки завершает цикл откачкой шламов из под пакерного пространства в режиме депрессивного воздействия на продуктивный пласт, герметизация натрия в стаканах осуществляется при помощи растворимой в щелочном растворе мембраны, порционная подача которого реализуется после доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах для разрушения мембраны и инициирования реакции.This object is achieved by the fact that in the method of thermochemical treatment of the bottom-hole zone of the well in the mode of repeated cycles: the delivery of sodium in aluminum sealed glasses to the bottom of the well, the initiation of the reaction of these metals, exposure, for the delivery of sodium in aluminum sealed glasses the downward flow created in the tubing by a special a pump located on the surface, and a deep jet pump with a cross-section greater than the diameter of the sealed cups, which after technological exposure avershaet cycle pumping sludge from the space under the packer mode depressive effects on the producing formation, sodium sealing in the beakers is performed using an alkaline solution-soluble membrane Portion supply which is implemented after the delivery of sodium sealed in aluminum cups for destruction of the membrane and initiate the reaction.

При этом обработку ведут в режиме повторяющихся циклов до достижения максимального значения профиля притока из скважины.In this case, the treatment is carried out in the mode of repeating cycles until the maximum value of the inflow profile from the well is reached.

Сущность заявляемого способа состоит в том, что для его реализации не надо терять время на спуск НКТ для удаления продуктов реакции из обрабатываемого интервала. Достаточно перевести струйный насос в режим откачки из под пакерного пространства, откачать из скважины отработанные шламы и исключить вероятность пассивации натрия при инверсии системы из «масло в воде» в «воду в масле».The essence of the proposed method lies in the fact that for its implementation it is not necessary to lose time on the descent of the tubing to remove the reaction products from the treated interval. It is enough to put the jet pump into the pumping mode from under the packer space, pump out the spent slurry from the well and eliminate the likelihood of sodium passivation during inversion of the system from “oil in water” to “water in oil”.

Пример 1. Для реализации способа использован струйный насос УГИС с депрессионной вставкой и гидрореагирующие элементы (ГРЭЛ) в виде цилиндрических стаканов, диаметром 45 мм, толщина стенки 0,5 мм, активная масса которых - натрий металлический изолирован при помощи растворяемой в щелочном растворе мембраны. Струйный насос с пакером на НКТ монтируется в скважине выше интервала обработки, для создания давления рабочей среды используется насос Ц-320. Расчетное количество ГРЭЛ вводится в НКТ через устьевой лубрикатор и продавливается через струйный насос в интервал обработки. Для инициирования реакции в интервал обработки прокачивается раствор щелочи. Скважина пакеруется и ставится на технологическую выдержку. После технологической выдержки бросается депрессионная вставка, насос запускается в режиме депрессии на пласт.Example 1. To implement the method, a UGIS jet pump with a depressant insert and hydroreacting elements (GRE) in the form of cylindrical cups with a diameter of 45 mm, a wall thickness of 0.5 mm, the active mass of which is metal sodium, was isolated using a membrane dissolved in an alkaline solution, was used. The jet pump with a packer on the tubing is mounted in the well above the processing interval, the Ts-320 pump is used to create a working medium pressure. The estimated amount of GREL is introduced into the tubing through the wellhead lubricator and is forced through the jet pump in the processing interval. To initiate the reaction, an alkali solution is pumped into the processing interval. The well is packaged and put on technological shutter speed. After technological exposure, the depressive insert is thrown, the pump starts in the mode of depression on the formation.

Пример 2. После реализации первого цикла, который заканчивается регистрацией профиля притока и контроля за рН промывного раствора в том же порядке осуществляется второй и последующие циклы. Циклограммы затрат времени для достижения эквивалентного эффекта по сравнению с прототипом представлены на фиг 1. Δ - профиль притока в заявляемом способе, ◊ - профиль притока по прототипу.Example 2. After the implementation of the first cycle, which ends with the registration of the inflow profile and control of the pH of the washing solution, the second and subsequent cycles are carried out in the same order. Cyclograms of time spent to achieve the equivalent effect compared to the prototype are presented in Fig 1. Δ is the inflow profile in the present method, ◊ is the inflow profile of the prototype.

Таким образом, при реализации заявляемого способа на скважинах, осложненных повышенным содержанием асфальто-смолистых и парафиногидратных отложений, общее время обработки ПЗП для достижения максимального эффекта по профилю притока значительно сокращается.Thus, when implementing the proposed method in wells complicated by an increased content of asphalt-resinous and paraffin hydrate deposits, the total processing time of the bottomhole formation zone to achieve the maximum effect in the inflow profile is significantly reduced.

Claims (2)

1. Способ термохимической обработки призабойной зоны скважины в режиме повторяющихся циклов: доставка натрия в алюминиевых герметичных стаканах на забой скважины, инициирование реакции этих металлов, выдержка, отличающийся тем, что для доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах используется нисходящий поток воды, создаваемый в насосно-компрессорных трубах НКТ специальным насосом, расположенным на поверхности, и глубинный струйный насос с проходным сечением, превышающим диаметр герметичных стаканов, который после технологической выдержки завершает цикл откачкой шламов из под пакерного пространства в режиме депрессивного воздействия на продуктивный пласт, герметизация натрия в стаканах осуществляется при помощи растворимой в щелочном растворе мембраны, порционная подача которого реализуется после доставки натрия в алюминиевых герметичных стаканах для разрушения мембраны и инициирования реакции.1. The method of thermochemical treatment of the bottom-hole zone of the well in the mode of repeated cycles: the delivery of sodium in aluminum sealed glasses to the bottom of the well, the initiation of the reaction of these metals, exposure, characterized in that for the delivery of sodium in aluminum sealed glasses using a downward flow of water created in the pump compressor tubing tubing with a special pump located on the surface, and a deep jet pump with a flow area exceeding the diameter of the sealed cups, which after Coy shutter completes the cycle by pumping sludge from the space under the packer mode depressive effects on the producing formation, sealing glasses sodium performed using soluble in an alkaline solution of the membrane, which feed Portion realized after delivery sodium aluminum sealed beakers for membrane disruption and initiate the reaction. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку ведут в режиме повторяющихся циклов до достижения максимального значения профиля притока из скважины. 2. The method according to p. 1, characterized in that the treatment is carried out in the mode of repeating cycles until the maximum value of the profile of the inflow from the well is reached.

Images