Состав для изоляции водопритока в скважину

 

1. СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ, включающий гидролиз ованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы , и воду, отличающийся тем, что, с цепью улучшения изоляционных свойств состава, он дополнительно содержит порошкообразный или граиулированн1лй магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидролизованный 0,05-1,0 полиакриламид Сшивающий компонент , содержащий 0,001-0.03 хромовые квасцы Порошкообразный или гранулиро0 ,01-0,5 ванный 14агний Вода Остальное 2. Состав по п.1, отличающ и и с я тем, что в качестве сшивающего компонента, содержащего хро .Ф мовые квасцы, используют реактивные хромокалиевые квасцы или отходы производства синтетических душистых веществ , содержащие 50-65% хромонатриевых квасцов.

СОЮ8 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1(5DE 2 4 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

N ABTOPCNOMV CÞ Å Á ÑÒÂ (21) 3652170/22-03 (22) 11. 10. 83 (46) 07.02 ° 85. Бкщ. Р 5 (72) В.П;Городнов, А.Ю.Рискин и И.А.Швецов (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промыашенности

"Гипровостокнефть" (53) 622.245.43.5(088.8) (56) 1. Патент США Р 3809160, кл. 166-294, опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 985255, кл. Е 21 В 33/138, 1980 (прототип). (54)(57) 1. СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ, включающий гидролизованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы, и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения изоляцн„„ ) „„1138485 А онных свойств состава, он дополни.тельно содержит порошкообразный или гранулированный магний при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Гидролизованный полиакриламид 0,05-1,0

Сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы 0,001-0,03

Порошкообразный или гранулированный магний О, 01-0, 5

Вода Остальное

2. Состав по п,1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве сшивающего компонента, содержащего хро- Я мовые квасцы, используют реактивные хромокалиевые квасцы или отходы производства синтетических душистых веществ, содержащие 50-65Х хромонатриевых квасцов.

0,05-1, О

1 113848

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтедобывающие скважины, для регулирования профиля приемистости нагне5 тательных скважин.

Известен состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий воду, полиакриламид и сшивающий агент— соли поливалентных металлов неоргани- 10 ческих кислот, в частности сульфата хрома P1).

Недостаток данного состава заключается в том, что гелеобразование происходит быстро и не во всем объеме водного раствора полиакриламида, с чем связана низкая эффективность гидроизоляции.

Известен состав для изоляции водопритока в скважину, включающий гидролиэованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы и воду (2), Недостатком известного состава являются низкие изоляционные свойства25 образующегося геля за счет активной адсорбции катиона хрома .на породе, в результате чего сшивка молекул полиакриламида в водном растворе кротекает неглубоко. Увеличение же содержания калийхромовых квасцов в составе выше 0,03Х приводит к быстрому образованию геля на поверхности, который нельзя закачать в пласт.

Цель изобретения — улучшение из оляционных свойств состава. 35

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопрнтока в скважину, включающий гидролизованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы, и 40 воду, дополнительно содержит порошкообразный или гранулированный магний при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Гидролизованный полиакриламид

Сшивающий компо- нент, содержащий хромовые квасцы 0 001-0,03

Порошкообразный 50 или гранулированный магний 0,01-0,5

Вода Остальное

Причем в качестве сшивающего компонента, содержащего хромовые квасцы,55 используют реактивные хромокалиевые квасцы и отходы от производства синтетических душистых веществ, содержа5 2 щие 50-65Х хромонатриевых квасцов, 810Х уксусной кислоты и серную кислоту остальное.

При введении порошкообраэного магния в водный раствор гидролиэованного полиакриламида и квасцов протекает реакция его с водой

Н+

М8+2нг О+ — Ng (ОН)г +Нг в результате которой образуется труднорастворимая в воде коллоидная микродисперсия гидроокиси магния, которая дополнительно сшивает молекулы гидролизованного полиакриламида (помимо сшивки их трехвалентным хромом

$23), повышая тем самым прочность образующегося геля. Кроме того, рН водоизолирующего состава в результате, реакции магния с водой превышает

8 (табл.1), что приводит к полному участию трехвалентного хрома в сшивке молекул полиакриламида, а также к получению более прочного геля, чем по известному f2), по которому рН не превышает 7 (табл. 1) и, следовательно, только часть трехвалентного хрома сшивает полимер, а другая часть остается в ионизированном состоянии. Последнее обуславливает благоприятные условия для адсорбции трехвалентного хрома на породе пласта, т.е. к его потере для сшивки полимера, в результате при использовании известного состава гель получается малопрочный.

Образующийся газообразный водород при реакции магния с водой способствует увеличению объема образовавшегося геля, что приводит в пластовьк условиях к вдавливанию геля в микропоры и трещины (шероховатость) породы пласта, т.е. к более прочному удерживанию его в пористом пространстве, чем по известному f23

Простейшие расчеты показывают, что при добавлении к 1 м- известного состава 0,1i! порошкообразного магния, т.е. 1000 г магния, и закачке в призабойную зону пласта с пластовыми параметрами 10,0 ИПа и 60 С объем выделившегося водорода

2. 1000 22 4 ° 1(273+60)

У вЂ” — — — — — -11,3 л, л 24,3 2,100 ° 273 где 2 и 24,3 — мол . вес водорода и ат. вес магния, соответственно;

22,4 — объем 1 г-мол водорода . при нормальных условиях, л;

1138485

1 — нормальное давление, атм, 273 . — нормальная температура по Кельвину.

Поскольку аластовые жидкости мало- 5 сжимаемые н часть водорода растворяется в пластовых флюидах, выделившийся объем водорода будет меньше, например 5 л. В этом случае,. в зоне нахождения состава пластовое давление по-10 высится, исходя из уравнения

Р 7

P У Р 7, откуда P =

2 2» 2

Р =10,0 ИПа, Y =11,3 л; Y 5 л, Р— х ->-= 22 6 ИПа.

100113

Э

В этом случае образовавшийся газонаполненный гель вдавливается в поры пласта, приводя к прочному удерживанию его в призабойной зоне пласта.

Таким образом, в результате введения порошкообразного магния в водный раствор полиакриламида и хромовых квасцов повышается прочность геля и удерживание его в пористой среде,т.е. изоляционные свойства состава улуч,шаются.

Предлагаемый состав проверен в ла-ЗО ,бораторных условиях в сравнении с известным.

Известный состав готовят путем перемешивания в течение 10 мин меха- З5 нической мешалкой 200 мл водного раствора гидролиэованного полиакриламида (ПАА) требуемой концентрации

;с исследуемым объемом 1Х-ного водно го раствора хромовых квасцов (XK), 4О вводимого в раствор полимера микро:пипеткой.

Предлагаемый состав готовят аналогично известному, но после смешения . растворов полиакрнламида и квасцов в 45 их смесь вводят требуемое количество порошкообразного магния и механическое перемешивание продолжают 5 мин.

У приготовленных составов определяют изменение рН среды во времени, :.прочность вязкоупругого состава (ВУС) и изоляционные свойства. РН среды определяют на рН-метре.

Прочность ВУС определяют после

6 ч выдержки на скрин-вискозиметре ло времени истечения (7,с) 50 мл состава через пять сложенных вместе металлических сеток, имитирующих пористую среду, при определенном избыточном давлении (P) нли беэ давления (Р=О) и характеризуют произведением

Рс

Изоляционные свойства ВУС определяют по следующей методике.

В нефтенасыщенный и обводненный керн иэ песка и 1 мас.Х бентонитовой глины длиной 10 см и диаметром 2,9 см с исходной проницаемостью 1, 1-1, 2 дарси закачивают приготовленный состав в количестве двух поровых объемов.

После образования упругого нетекущего геля- в контрольной пробе (через

16-18 ч) определяют проницаемость керна по воде.

Изоляционные свойства оценивают по относительному снижению исходной проницаемости керна по воде (К „), рассчитываемой по формуле Кд „ К„/К„, где К„ и К вЂ” начальная (до закачки

ВУС) и конечная (после закачки ВУС) проницаемости керна ло воде.

В лабораторных условиях готовят составы с использованием двух образцов полиакриламида: образец 1 - мол. масса 10:10 „степень гидролиэа

15 мол.Х; образец 2 — мол.масса 3,5»

«10 ; степень гидролиза 8 мол.X. ь, В йредлагаемых составах рН увеличивается во времени до 9,9, тогда как рН известных составов не изменяется. Типичное изменение рН во времени.приведено в табл.3 для ВУС на основе О,ЗХ-ного водного раствора ПАА образца 1, содержащего 0,01Х ХК (известный состав) и О, 1Х порошкообразного магния (предлагаемый состав).

8 8

7,8

9,6

9,8

9,9

9,9

6,2

6,2

6,2

6,2

6,2,Предлагаемый

1

Известный

Результаты лабораторных результатов по оценке прочности и изоляционных свойств предлагаемых составов (с магнием) и известных (без магния) представлены в табл.2. 5

Из приведенных данных видно, что известные (2,4,6) составы не образуют гель после 6 ч выдержки, так как прочность геля равна нулю, тогда как эти же составы, но с добавкой 0 010,5 мас.X порошкообразного магния, t .е. предлагаемые составы, образуют структурированные гели после такой же выдержки (сравнивают составы 1 и

2,5 и 6, приготовленные с использо- 15 ванием реактивных хромкалиевых квасцов, и составы 3 и 4, приготовленные с использованием отхода производства синтетических душистых веществ СДВ, содержащего 63Х хромнатриевых квас- 20 цон) .

Приведенные данные указывают влияние магния, введенного в водный раствор полиакриламида и квасцов, на прочностную характеристику образующе- 25 гося геля. Причем изоляционные свойства К „предлагаемых составов по отноотн шению к воде более чем на порядок выше, чем известных. Исключение составляет состав 7 с магнием, который Зр по изоляционным свойствам идентичен известным составам. Исходя из этого, нижний уровень содержания полимера, хромовых квасцов и магния в предлагаемом составе взят по составу t, а верхний уровень по составу 5. Последнее обусловлено тем, что при повышении содержания полиакриламида и квасцов в предлагаемом составе даже при меньшем содержании магния (сравнива- 40

6 ем составы 8 и 5, табл.3) гель обра.зуется уже при смешении компонентов, что затрудняет применение таких составов на промыслах из-за невозможности закачки высокопрочного геля в призабойную зону пласта.

Таким образом, приведенные результаты испытания состава на основе полиакриламида, хромкалиевых квасцов, порошкообразного магния и воды свидетельствуют о возможности получения гелей, обладающих высокой прочностью и улучшенными изоляционными свойствами по сравнению с известным составом.

Использование предлагаемого состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и по регулированию разработки месторождений при заводнении при закачке состава в водонагнетательную скважину, что приведет к повышению продолжительности эффекта и увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважино-операцию.

На каждую 1 тыс.м предлагаемых составов при обработке нефтяных и водонагнетательных скважин будет дополнительно добыто 20-30 тыс.т нефти, а при использовании 1 тыс.м известного состава !5-10 тыс.т нефти.

Поскольку норматив приведенных затрат на 1 т прироста добычи нефти за счет мероприятий по увеличению текущих темпов отбора нефти составляет

25 руб, а затраты на одну скважинооперацию 2,0-2,5 тыс.руб, то экономический эффект от применения 1 тыс.мз предлагаемых составов по сравнению с известными составит, 150-275 тыс.руб..

Ch л

D о о

3 ф о

К) ф сСЪ ч»

СЧ л

Ю л

С=3 С=3 О л

1 (3ю

Ф ф ССЪ сО л сл л л л л ф О ф

С)с Ch Ch

03 а0

i о о

)33 о

С3

СЪ СЪ

С:3 СЧ о а л л о о

Ю (0 о

ССЪ фюЪ

D л о

С Ъ

О О СЧ л л л о л

СЧ л

a3) (Q о и

С4 .л- С4 т »е

СЧ

О Л ф

СЧ

3 3

О СО М

30 е» 4J

3-ЭЦ

) С (СЧ 1

Ц

Ж О Ж

Э Э

О; 33

) (3

ad aa3 Ol

В(g3 С4

СС3 9 Р ь

D о

С=) С=3

Л ССЪ ф л СЧ ссЪ сО

СЪ СЧ л л

СЧ D O

СЪ СЧ ф о л л

С 3 ф

С=3 С:3 л л

С=3 С:3 С=3 а в о

Ф Ф ф 3 Ch O л л л

Ch Ch Цъ

Ch Ch Ch

СЪ D

A л

О 1 . С=3

О С=3

О О С:3 л л л

О С=3 С=3

ССЪ сСЪ

С:3 О с Ъ л л л

О С=3 О

1138485

С Ъ л

D л О ь л о о

О

Ch C ,сО CO л л

С)1 ф

С)1 Ch

С Ъ о о л л о о

СЪ О л л

° СЧ

aaa D

Р

Ф О

Х

Э Ж (ьР Э

Ре Э Я

О С=3

CV Ch

С31 00 О о о о, о л O о о

I a3l

:> Х

m v

С3 М, о

А М

Э (X о

3C ) х о

В (е4 Ж сб Э

I

I!

:! 1 !

) о о

Се и

CO

1 ° сСЪ