Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин

 

Изобретение относится к нефтяной пром-сти. Цель-сокращение времени образования лигносульфонатного поля при одновременном снижении расхода сшивающего агента. Сшивающий агент для лигносульфонатного геля содержит, мас.ч.: бихромат щелочного металла 1-6, хромовый ангидрид 1-8. В качестве бихромата щелочного металла можно использовать отход гальванического производства из ,ёанн наполнения пассивации и оксидации. В качестве хромового ангидрида используют отход гальванического производства из ванн травления и хромирования. Способ позволяет сократить простри скважин, находящихся в капитальном ремонте, быстро ликвидировать аварийную ситуацию, связанную с-прорывом воды, разгерметизировать заколонное пространство за счет снижения времени гелеобразования. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138. Ц (1, д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ.

ПРИ ГКНТ СССР (21) .4782790/03 (22) 23.10.89 (46) 29.02.92, Бюл. М 8 (71) Научно-производственное объединение по химизации технологических процессов в нефтяной промышленности (72) Т.Г.Валеева, Ю.С.Вайсман, М.Ш.Вайс-, ман, С.Н.Головко, И.В.Михеева, P.P.Ãàëèмов, А.Н.Ню и P.И.Белова (53) 622.245.4 (088.8) (56) Патент США М 4723605, кл. Е 21 В 33/138, опублик. 1988.

Патент США М 4498539, кл. E 21 В 33/138, опублик. 1983.

Патент США М 3897827, кл. Е 21 В 43/22, опублик. 1975.

I (54) СШИВАЮЩИЙ АГЕНТ ДЛЯ ЛИГНОСУЛЬФОНАТНОГО ГЕЛЯ, ИСПОЛЪЗУЕМОГО ПРИ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ И .

СКВАЖИН

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к созданию геле-. образных систем для изоляции пластов и скважин.

Известен сшивающий агент для гелеоб-., разования, содержащий хромкарбоксилат-ное комплексное соединение и простую минеральную кислоту.

Недостатком его является многокомпонентность и дефицитность хромкарбоксилатного комплекса, получаемого на специальных производствах в ограниченных объемах.

Известен сшивающий агент,для гелеобразования в виде. водного раствора, содер<»> SU <»> 1716094А1 (57) Изобретение относится к нефтяной пром-сти. Цель — сокращение времени образования лигносульфонатного поля при одновременном снижении расхода сшивающего агента, Сшивающий агент для лигносульфонатного геля содержит, мас.ч.: бихромат щелочного металла 1-6, хромовый ангидрид 1-8. В качестве бихромата щелочного металла можно использовать отход гальванического производства из,ванн наполнения пассивации и оксидации. В качестве хромового ангидрида используют отход гальванического производства из ванн травления и хромирования. Способ позволяет сократить простои скважин, находящихся в капитальном ремонте, быстро ликвидировать аварийную ситуацию, связанную с прорывом воды, разгерметизировать заколонное и ост анство за счет р р снижения времени гелеобразования. 1 з.п. ф-лы, 6 табл.

C жащего катионы поливалентных металлов

Р 2+ )- 3+ AIÇ+ Т 4+, Р 2+ М 7+ Cr3+

Недостатком его является невысокая скорость гелеобразования. Кроме того, указанные катионы, в том числе и трехвалентный хром, не обладают универсальностью по отношению к сшиваемому полимеру, в частности не проявляют сшивающей активности к лигносульфонатным растворам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сшивающий агент для получения лигносульфонатного геля, включающий бихромат щелочного металла.

1716094

Недостатком этого сшивающего агента является невысокая скорость сшивки и значительный расход реагента.

Целью изобретения является сокращение времени образования геля и уменьшение количества сшивающего агента.

Поставленная цель достигается тем, что сшивающий агент для получения лигносульфонатного геля на основе бихромата щелочного металла дополнительно содержит хромовый ангидрид при массовом соотношении бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду от 6;1 до 1:8.

В качестве предлагаемого сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля могут быть использованы чистые реагенты (бихроматы щелочных металлов и хромовый ангидрид), выпускаемые предприятиями Минхимпрома СССР. Кроме того, в гальванических производствах ряда предприятий используются водные растворы бихроматов щелочных металлов (например, в ваннах наполнения, пассивации и оксидации) и водные растворы хромового ангидрида (например, в ваннах травления и хромирования). Смешение отработанных растворов упомянутых ванн в количествах, обеспечивающих содержание в смеси соединений шестивалентного хрома (бихромата щелочного металла и хромового ангидрида в соотношении от 6:1 до 1:8), позволяет использовать в качестве сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля отходы гальванических производств.

Пример 1. Для экспериментальной проверки предлагаемого сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля готовили следующие гелеобразующие составы, мас. :

Лигносульфонат . 10

Сшивающий агент 3

Хлористый натрий 15Вода Остальное

В сшивающем агенте по прототипу был взят бихромат калия, в предлагаемом сшивающем агенте взяли смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовом соотношении 2:1.

Методика приготовления составов следующая.

Готовили водный раствор соли (хлористого, натрия), в этом растворе растворяли сухой лигносульфонат и добавляли требуемое количество сшивающего агента. Полученный гель характеризовали вязкостью, для измерения которой использовали вибрационный метод.

В табл.1 сравниваются времена получения геля вязкостью, например, 100, 200, 10

300, 500 и 1000 мПа.с при использовании в названном составе сшивающего агента по прототипу и предлагаемого сшивающего агента.

5 Как видно из табл.1, время образования геля при использовании предлагаемого сшивающего агента существенно меньше, чем сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого

10 сшивающего агента.

Пример 2. Для доказательства уменьшения количества сшивающего агента, необходимого для получения геля определенной вязкости, готовили следую15 щие гелеобразующие составы;

Состав по прототипу

Лигносульфонат 10

Сшивающий агент 3

Хлористый кальций 15

20 Вода Остальное

Предлагаемый состав

Лигносульфонат

Сшивающий агент 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0

25 Хлористый кальций 15

Вода Остальное

Методика приготовления составов приведена в примере 1. В качестве сшивающего агента по прототипу взят бихромат калия, 30 предлагаемый сшивающий агент представлял собой смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовом соотношении

1:1.

В табл.2 приведены сравнительные ре35 зультаты измерения вязкости составов с сшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом через определенное время.

Как видно из табл.2, количество предла40 гаемого сшивающего агента, требуемого для получения геля определенной вязкости, существенно меньше, чем с применением сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого сши45 вающего агента.

Пример 3, Для определения соотношения компонентов предлагаемого сшивающего агента (бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду), при которых достигается поставленная цель (сокра50 щение времени образования геля и уменьшение количества сшивающего агента), приготовлен ряд гелеобразующих составов с сшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом, компо55 ненты которого находятся в различном массовом соотношении. Гелеобразующий состав был следующим, мас.%:

Лигносульфонат 10

Сшивающий агент 3

5 1716094 6

Хлористый натрий 13

Вода Остальное

В табл.3 приведены результаты определения времени получения геля вязкостью

300 и 500 мПа с в системах, образующих гель как с сшивающим агентом по прототи- 5 пу, так и с предлагаемым сшивающим агентом, компоненты которого находятся,в различном соотношении.

В табл.4 приведены результаты экспериментов, показывающие, как влияет соот-. 10 ношение компонентов в предлагаемом сшивающем агенте на требуемое количество сшивающего агента для гелеобразования. Для удобства сравнивали вязкости образующихся гелей через 8 ч после прйго - 15 товления составов.

Как видно из табл.3 и 4, для достижения поставленной цели в предлагаемом сшйвающем агенте должно быть более 6 мас.ч. бихромата калия на 1 мас.ч. хромового ан- 20 гидрида. Увеличение содержания хромового ангидрида в смеси с бихроматом калия приводит к увеличению вязкости образующегося геля и сокращению времени образования геля требуемой вязкости. 25

Предельно допустимое содержание хромового. ангидрида в предлагаемом сшивающем агенте определяли по результатамсохранения вязкости полученных лигносульфонатных гелей в течение времени 30 (табл,5).

Для получения гелей брали состав, мас.%:

Лигносульфонат 10

Сшивающий агент 3. .35

Хлористый кальций 13

Вода Остальное

Как видно из табл.5, в результате деструкции геля высокие значения вязкости в течение 30 сут сохраняются лишь при соот- 40 ношении бихромата калия к хромовому ангидриду в смеси, не превышающем 1:8. При этом соотношении гель обеспечит высокий изолирующий эффект в пластах и скважинах в течение не менее 30 сут. 45

Пример 4. Для доказательства возможности использования отходов гальванического производства приготовили ряд составов, в которых использовали сшивающий агент по прототипу, а также предлага-. 50 емый сшивающий агент, составленный как из химически чистых веществ (бихромата щелочного металла и хромового ангидрида в, заданном соотношении), так и отходов гальванического производства Казанского 55 машиностроительного предприятия, содержащих названные вещества и смешанных в том же соотношении.

Состав был взят следующим, мас. :

Лигносульфонат 10

Сшивающий агент 3

Хлористый кальций 15

Вода Остальное

Результаты измерения времени образования геля определенной вязкости представлены в табл.6.

Из табл.6 следует, что действие смеси отходов гальванических производств, содержащих бихроматы щелочных металлов и хромовый ангидрид, равнозначно действию смеси химически чистых веществ несмотря на наличие в составе отходов небольших примесей других веществ (следов щелочи, кислот, минеральных солей).

Таким образом, применение предложенного сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля позволит сократить простои скважин, находящихся в капитальном ремонте, за счет уменьшения сроков образования гелей; быстро ликвидировать аварийную ситуацию с прорывом воды, разгерметизацией, заколонного пространства скважин и т.п. за счет использования быстросхватывающихся гелей; пол; учить гели требуемой вязкости при меньшем расходе сшивающего агента. Учитывая дефицитность соединений на основе шестивалентного хрома, экономия реагентов позволит улучшить экономические показатели за счет сокращения расхода дефицитных реагентов, Формула изобретения

1. Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин, включающий бйхромат щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени образования геля при одновременном снижении расхода сшивающего агента, он дополнительно содержит хромовый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас,ч.;

Бихромат щелочного металла 1 — 6

Хромовый ангидрид 1-8

2. Сшивающий агент по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве бихромата щелочного металла он содержит отход гальванического производства из ванн наполнения пассивации и оксидации, à в качестве хромового ангидрида — отход гальванического производства из ванн травления и хромирования.

1716094

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

1716094

Таблица 4

Вязкость образующегося геля, мПа с, через 8 ч при суммарном количестве сшиваю его агента, мас.

Сшивающий агент, соотношение компонентов

3,0

2,5

2,0

2,0

16,8

3,7

Таблица 5

По прототипу

Бихромат калия

Предлагаемый

Бихромат калия:

Хромовый ангидрид

10:1

9:1

8:1

7:1

6:1

5:1

4:1

3:1

2:1

1:1

1:2

1:3

1:4

1:5

1:6

1:7

1:8

1;9

1:10

6.8

7,0

7,2

7,5

41,0 . 112

300 ,410

1,3 -10

2,2 10

22,, 103

2,2 10

2,2 -10

2,2 10

2,3 10

2,3 10

3,8

3,8

4,3

5,0

28,0

47, 54

62

113

230

2,0

2,0

2,0

2,7

9,0

12

17

21

22

22

23 .23

23

23

23

21

1716094

Таблица 6

Сшивающий агент

1000

500

300

100 36

16

24

10

12

15

20

Редактор 3. Ходакова

Ъ

Заказ 592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

По прототипу

Бихромат натрия

Предлагаемый

Бихромат натрия+хромовый ангидрид в соотношении 1:3

Отход гальванического производства, содержащий бихромат натрия и хромовый ангидрид в соотношении 1:3

Бихромат калия+хромовый ангидрид в соотношении S:1

Отход гальванического производства, содержащий бихромат калия и хромовый ангидрид в соотношени 5:1

B емя .об азования геля, ч, с вязкостью, мПа с

Составитель Л. Бестужева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска