Легко ли добыть нефть. Что такое профиль приемистости и какего выровнять. Часть 2.
В предыдущем посте я вкратце описал систему ППД с помощью нагнетательных скважин. Остановились мы на том, что нагнетаемая вода быстро помывает высокопроницаемые прослойки, но может не затрагивать низкопронищаемые. Т. е. она формирует профиль приемистости, который неоднороден.
Для того, чтобы направить воду в другие, непромытые участки и выровнять профиль приемистости, применяют технологию выравнивания профиля нагнетательной скважины. Объясню ее суть буквально на пальцах. Для этого в скважину закачивают специальные гелеобразующие составы. Их особенностью является то, что для образования стойкой структуры геля (сшивки линейных молекул), требуется определенное время. Это время различно и зависит от множества факторов: температуры пласта, концентрации реагентов, минерального состава пластовой воды и пр). В неподвижном состоянии время гелеобразования составляет несколько часов-сутки, а в динамическом увеличивается в несколько раз. Во время закачки несшитого геля он обладает минимальной вязкостью и фильтруется в пласт также, как и вода, т. е. в легкопроницаемые участки пласта. Чем выше гидропроводность участка – тем больше его попадает в него.
После закачки определенного объема скважину останавливают на гелеобразование, а потом вновь запускает работу. В тех участках, где находится упругий гель, проницаемость резко снижается и происходит перераспределение потока воды. Она теперь практически не попадает в загеленные учатки, а попадает в ранее менее проницаемые.
Эффект выравнивания временный. Со временем гель подвергается механическому разрушению частицами, находящимися в воде + старение геля. Период действия составляет примерно 6 месяцев, после чего для обработку необходимо повторять.
Сшитый гидроксипропилгуаровый гель (ГПГ)
Давайте разберемся, какие вещества используются для ВПП. Я написал про гели, но таких веществ конечно больше. Их можно разделить на несколько групп: на водной основе: полимерные системы, осадкообразователи и цементные составы. На углеводородной основе: эмульсионные тампонажые растворы, инвертные эмульсии, селективные гелеобразующие жидкости. А также смолы. Как видим, номенклатура очень обширна, признаюсь честно, что про некоторые системы я только читал, с другими сталкивался на других технологических операциях, например инвертные эмульсии широко используются при глушениях скважин. А работал преимущественно, думаю, как и большинство, с полимерными системами на водной основе. Хотя мне приходилось работать и со смолами, и осадкообразующими системами, но всего пару-тройку раз.
Такое большое разнообразие составов связано с тем, что различные вещества эффективны в различных условиях. Одни хорошо работают в высокотемпературных пластах (свыше 90 градусов С), другие с относительно низкими температурами. Одни работают в высокоминерализованной воде, третьи кислотостойки и применяются в скважинах, где, в последующем, планируется проводить солянокислотную обработку.
Кроме того, разные фирмы выпускают одни и те же реагенты под разным торговым названием
Многие составы применяют комбинированно. Например сначала качают отророчку из несшитого полиакриламида (ПАА), затем ГПГ, затем сшитый ПАА и заканчивают работы закачкой ПАВ (поверхносто-активного вещества). Такие композиции используют на неоднородных пластах, каждый компонент нужен для изоляции определенного участка.
Но, как я уже сказал выше, основа всего ВПП – это полимерные гелеобразующие системы. Особенно полиакриламид. Это название целой группы полимеров, мономером которого является акриламид. Он представляет собой белый порошок, который в воде образует длинные молекулы. Эти молекулы способны образовывать между собой связи – «сшиваться». Для этого нужно добавить к загеленной полиакриламидом воде небольшое количество сшивателя. Для этого используют ацетат хрома (III) – соль зеленого цвета с резким запахом уксуса. В результате в течение суток формируется очень прочный эластично-упругий гель зеленоватого оттенка (не всегда). Чем выше концентрация полиакриламида – тем он более упругий. Для того, чтобы этот гель сделать еще более прочным, в него добавляют армирующие компоненты, например древесную муку или порошкообразный мел.
Гель полиакриламида
Кроме полиакриламида используют и другие гелеобразователи на основе гидроксипропилгуара, ксантана, термотропного геля. И не только гели, я написал выше
Для того, чтобы приготовить загеленный или другой рабочий раствор и закачать его в пласт требуется специальный мобильный комплекс. Существует много видов таких установок, мне чаще всего приходилось работать на КУДР – комплексная мобильная установка по приготовлению и закачке водных растворов. Имеется много разновидностей таких установок: одни заточены для закачки жидких систем, например жидкого стекла (и его качают), другие для полимерно-дисперсных и водно-дисперсных систем и пр., а также могут отличаться производительностью установки и мощностью насоса.
ТС на фоне КУДР-а и скважины ППД
Как правило, установка имеет следующую конструкцию: бункер с шнековым дозатором. В бункер насыпается сыпучий реагент, шнек вращается с определенной частотой и подает отмеренное количество реагентов. Реагент через эжектор попадает в поток, который затем попадает в осреднительную емкость. В ней имеется мешалка, вода с реагентами размешивается в ней и через нижнюю часть емкости подается к трехплунжерному насосу типа СИН-35, через который жидкость нагнетается в скважину. Также в установке имеется емкость для сшивателя, растворенный сшиватель из нее дозируется насосом-дозатором типа НД, и попадает в поток жидкости, которая нагнетается в скважину. Там она смешивается при движении по трубам и фильтруется в пласт
Бункер для сыпучих реагентов с шнековым дозатором
Осреднительная емкость
Емкость для сшивателя
Насос
Насосы-дозаторы
Возможно будет третья часть