Гидрофобная эмульсия для обработки пласта

 

Сущность изобретения: эмульсия содержит , мас.%: 20-30 обезвоженной дегазированной нефти с плотностью 720-900 кг/мз, 0,01-1,0 феррохромлигносульфоната, остальное - пресная или пластовая вода или 22%-ная соляная кислота. Вязкость нефти не должна превышать 30 МПа с при 20°С Она может содержать, мас.%: до 6 парафинов и до 35 асфальто-смолистых веществ. Эмульсию готовят путем растворения феррохромлигносульфоната в нефти, после чего при интенсивном перемешивании порционно в 3-4 приема в раствор вводят воду или соляную кислоту и снова перемешивают в течение 30 мин. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 43/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813824/03 (22) 11.04.90 (46) 23.06.92. Бюл. N 23 (71) Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт (72) Н.B.Êðèêóíîâ, А,Г,Дябин, Г.С.Киселева, А.Х.Гаппоева, Г.О.Берая, Б.А,Оввян, А.А.Мамаев, В.B.Ñûñêîâ и В.И.Тимохин (53) 622.245 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 729334, кл, 4 Е 21 В 43/00, 1977. (54) ГИДРОФОБНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологическим жидкостям, являющимся гидрофобными эмульсиями, применяющимися для гидравлического разрыва нефтяных и газовых пластов, обработки. карбонатных коллекторов, глушения и консервации скважин, проведения перфорационных работ в скважинах, а также для ограничения водопритоков.

Эмульсии могут быть двух типов: нефть диспергирована. в воде (эмульсия прямого типа — гидрофильная) или наоборот вода диспергирована в нефти (эмульсия обратного типа — гидрофобная), Предлагаемая эмульсия относится к гидрофобным эмульсиям, в которых нефть является внешней фазой, а внутренней фазой может быть вода пластовая или раствор солей, или кислот.

„„5U„„1742467 А1 (57) Сущность изобретения: эмульсия содержит, мас.%: 20 — 30 обезвоженной дегазированной нефти с плотностью 720 — 900 кг/мз, 0,01 — 1,0 феррохромлигносульфоната, остальное — пресная или пластовая вода или

22%-ная соляная кислота. Вязкость нефти не должна превышать 30 МПа с при 20 С.

Она может содержать, мас.%; до 6 парафинов и до 35 асфальто-смолистых веществ.

Эмульсию готовят путем растворения феррохромлигносульфоната в нефти, после чего при интенсивном перемешивании порционно в 3 — 4 приема в раствор вводят воду или соляную кислоту и снова перемешивают в течение 30 мин. 2 табл.

Гидрофобная эмульсия наиболее эффективна при обработке пластов, Во-первых, не происходит прямого контакта кислоты с породой пласта и, во-вторых, кислота, находящаяся внутри эмульсии, может быть закачана в глубь пласта без потери ее активности, и там в условиях длительного пребывания в капиллярных каналах парового пространства произведет полезную работу с увеличением проницаемости породы.

Гидрофильная относится к рабочим жидкостям на водной основе, поскольку внешней средой в эмульсии этого типа является вода и поэтому вышеописанными свойствами не обладает.

Известная гидрофобная нефтекислотная эмульсия для гидравлического разрыва пласта, состоящая из углеводородной жидкости, соляной кислоты и эмульгатора неионогенного ПАВ-неонола П12-16-3. Эмульсия данного состава имеет вязкость 70 — 150 м Пах

1742467

10

0,5 — 1,5

55

«с, которая разрушается только при температуре выше 120 С.

Известна, гидрофобная эмульсия, содержащая следующие компоненты, об,%:

Соляровое масло 17 — 25

Вода 74,8-82,6

Алкилоламид 0,2-0,4

Указанная эмульсия в зависимости от количества эмульгатора и соотношения гидрофобной и гидрофильной фаз имеет вязкость 30 — 200 спз и обладает недостаточной термостабильностью, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является гидрофобная эмульсия для гидроразрыва продуктивного 1 пласта, содержащая углеводородную фазу, эмульгатор и водную фазу. В качестве водной фазы может быть использована кислота или вода, или водный раствор солей хлористого кальция, хлористого натрия или хлористого калия, а в качестве эмульгатора применяются натриевые соли диэфиров сульфоянтарной кислоты и спиртов C12 — С16 и солянокислая соль алифатических аминов с алкильным остатком С1о — С16 при следующем соотношении компонентов, об.%:

Углеводородная жидкость 13,3-19,4

Кислота или вода, или водный раствор солей

СаС!г, NaCI, KCI 80-85

Натриевые соли диэфиров сульфоянтарной кислоты и спиртов С12 С16

Солянокислая соль алифатических аминов с алкильным остатком

С1Π— С 0,1 — 0,2

Данная эмульсия при температуре

120 С сохраняет свои свойства и разрушается только при 150 С.

Недостатком этого состава является невозможность применения его в качестве рабочей жидкости в пластах с температурой

60 — 120оС, т,к. в этих пределах эмульсия не разрушается, а следовательно, и невозмо>кно ее применение, Кроме того, в указанную эмульсию входят дефицитные дорогие химреагенты: натриевые соли диэфиров сульфоянтарной кислоты и спиртов С12 — С16, а также солянокислая соль алифатических аминов с алкильным остатком С1Π— С16.

Целью изобретения является создание гидрофобной эмульсии, сохраняющей термостабильность в интервале температур

60-120 С на время закачки ее в пласт.

В качестве углеводородной жидкости эмульсия содержит обезвоженную дегазированную нефть с содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальто-смолистых веществ не более 35 мас.% с плотностью 720—

900 кг/м, вязкостью при 20 С не более 30 мПа с, а в качестве эмульгатора — феррохромлигносульфонат, в качестве. водной фазы — пресная или пластовая вода или соляная кислота 22%-ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Обезвоженная дегазированная нефть плотностью 620 — 900 кг/мз, вязкостью при

20 С не более 30 мПа с и содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальто-смолистых веществ не более 35 мас.% 20,0 — 30,0

Феррохромлигносульфонат 0,01-1,0

Пресная или пластовая вода или соляная кислота

22%-ной концентрации Остальное

К положительным свойствам гидрофобной эмульсии следует отнести простоту и технологичность ее приготовления; доступность исходных реагентов; феррохромлигносульфонат, входящий в состав эмульсии, относится к группе нетоксичных соединений и аллергенным действием не обладает.

При осуществлении технологического процесса не происходит корродирования оборудования, т.к. кислота находится во внутренней фазе эмульсии и нет прямого контакта кислоты с нефтепромысловым оборудованием. Кроме того, разработанная гидрофобная эмульсия может быть использована как жидкость разрыва с одновременным химическим воздействием на породу пласта.

Предложенная гидрофобная эмульсия содержит s качестве эмульгатора феррохромлигносул ьфонат (ФХЛ С) — и родукт взаимодействия лигносульфонатов с сернокислым железом и бихроматом натрия, в котором хром и железо связаны макромолекулами в виде сложных комплексов.

Эти комплексы обладают способностью снижать поверхностное натяжение на границе вода — нефть и образовывать прочные структурированные защитные пленки, за счет чего происходит увеличение стабильности эмульсии, В зависимости от концентрации ФХЛС,(0,01 — 1,0 мас,%) в эмульсии температура ее разрушения находится в интервале 60-120 С.

Введенные в состав гидрофобной эмульсии в качестве эмульгатора феррохромлигносульфоната позволяет получить систему для обработки пласта, стабильную в течение времени, необходимого для закачки ее в пласт и способную разрушаться в интервале температур 60 — 120 С. Температура разрушения эмульфии зависит от концентрации эмульгатора, чем больше ФХЛС в составе эмульсии, тем более прочные структурированные пленки образуются на

1742467

0,01 — 1,0

55 границе раздела фаз и, следовательно, эмульсия будет обладать большей термоСТОЙКОСТЬЮ.

Разработанная гидрофобная эмульсия представляет собой эмульсию обратного типа, где внешней фазой является нефть, а внутренней — вода или водный раствор кислоты, и поэтому не происходит прямого контакта водной фазы (раствора кислоты) с нефтепромысловым оборудованием и значительно снижается его коррозия.

К положительным свойствам разработанной эмульсии следует также отнести несложную технологию ее приготовления, доступность и безопасность исходных реагентов и длительное время хранения, которое характеризуется стабильностью, Химреагенты, необходимые для приготовления гидрофобной эмульсии: нефть — товарная обезвоженная, дегази рован ная со следующими физико-химическими характеристиками: плотностью от

720 до 900 кг/м при содержании парафи. нов до б Д и асфал ьто-смолистых веществ до

35, вязкостью при 20 С до 30 мПа.с; вода — пресная или пластовая; соляная кислота— содержание хлористого водорода 20 — 22 с добавкой ингибитора коррозии ТУ 6-01-71477 (ингибированная соляная кислота); феррохромлигносульфонат (ФХЛС)— продукт взаимодействия сульфит-спиртовой барды ССБ или сульфит-дрожжевой бражки СДБ с сернокислым железом и бихроматом натрия, в котором хром и железо связаны макромолекулами в виде сложных комплексов, ФХЛС неслеживающийся сыпучий порошок темно-коричневого цвета.

Сухой порошок относится к группе нетоксичных соединений и аллергенным действием не обладает, Разработан реагент

УкрГипроНИИнефть ТУ 39-01-08-348-78, выпускает Карабулакский завод химреагентов.

Предлагаемые составы разработаны впервые, Для выявления оптимальных соотношений компонентов были проведены опыты согласно примерам 1 — 15, представленным в табл, 1. Составы 1 — 15 готовят следующим образом, В расчетном па рецептуре количестве нефти растворяют необходимое количество эмульгатора феррохромлигносульфоната (ФХЛС) и при интенсивном перемешивании порционно в 3-4 приема вводят расчетное количество воды или раствор соляной кислоты. Время перемешивания эмульсионной композиции составляет 30 мин при скорости перемешивания на механической мешалке 1Я-40-2500-4000 об/мин, При исследовании составов определялась стабильность, вязкость, температура, 5

45 при которой. эмульсия сохраняется полностью, и температура, при которой разрушается эмульсия. Вязкость гидрофобной эмульсии исследовалась на ротационном вискозиметре с внутренним вращающимся цилиндром типа "Rehotest — RV". Стабильность оценивается временем, в течение которого эмульсия не разрушается при температуре 20 С.

Термостабильность эмульсии оценивалась температурой, при которой эмульсия сохраняется полностью в течение 2 — 4 ч, т.е. времени, необходимого для проведения основных и заключительных работ при гидроразрыве пласта и температурой, при которой в течение указанного срока эмульсия полностью разрушалась. Наблюдения визуальные по расслоению термостатированных образцов эмульсии.

Результаты лабораторных исследований представлены в табл. 1. Из таблицы видно, что наиболее приемлемыми для ГРП по значению вязкости (от 50 до 195 мПа,с) являются составы при следующем соотношении ингредиентов,мас.о :

Углеводородная фаза (обезвоженная дегазированная нефть) 20-30

Эмульгатор феррохромл игносул ьфонат (ФХЛ С)

Водная фаза (пресная или пластовая вода или раствор соляной кислоты) 69,0 — 79,99

Результаты сравнительных испытаний составов предлагаемой гидрофобной эмульсии и составов по прототипу представлены в табл. 2. Из таблицы видно, что наиболее приемлемым для пласта с температурой 60120 С является предлагаемый состав. Использование данной гидрофобной эмульсии позволит эффективно проводить процесс обработки пластов и карбонатных коллекторов на большой группе крупных нефтяных месторождений Западной Сибири, Закавказья и др., пластовая температура которых изменяется в пределах от 60 — 120 С. При этом гидравлический разрыв пласта и обработка карбонатных коллекторов позволит перевести нерентабельные низкодебитные скважины в рентабельные за счет кратного увеличения их продуктивности.

Формула изобретения

Гидрофобная эмульсия для обработки пласта, содержащая углеводородную жидкость, эмульгатор и водную фазу, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью сохранения термостабильности эмульсии в интервале

60 — 120 С на время ее закачки в пласт, в качестве углеводородной жидкости эмульсия содержит обезвоженную дегазирован1742467 ную нефть плотностью 720 — 900 кг/м-" вязкостью не более 30 МПа с при 20 С и содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальтосмолистых веществ не более 35 мас.%, в качестве змульгатора — феррохромлигносульфонат, а в качестве водной фазы— пресную или пластовую воду или соляную кислоту 22%-ной концентрации при следующем соотношение ингредиентов, мас.%:

Обезвожен ная дегазизоова н на я н ефт ь плотностью 720 — 900 мг/м, вязкостью не более 30 МПа с при 20 С и содер>канием парафинов не более 6 мас,%, асфальтосмо5 листых веществ не более 35 мас,% 20,0-30,0

Феррохромлигносульфонат 0,01-1,0

Пресная или пластовая вода или соляная кислота

22%-ной концентрации Остальное

Таблица 1

Термостабильность, РC

Водная фаза, мас.б

Углеводородная фаза - обез воСтабильность при 20С, ч феррохромлигно сульфонат, нас.:

Вязкость при 20 С, мПа ° с

Пример

Плас- 224-ный

Пресная

ТемператуРа > 1Р!< которой разрушается эмульсия

Температура,при которой эмульсия сохраняется полно женная дегазирова нная нефть, мас.4 раствор соляной товая кислоты стью

84,999

79,99

74,5

69,0

63,5

О, 001

0,01

О )г

1,0 г

О, 001

0,01

0,5

1,0

1,5

О, 001

0,01

0,5

1,0

1>5

84, 999

79,99

74,5

69,0

63,5

84,999

79>99

74,5

69>0

63,5 таолика2

Эмульгатор, нас.4 терностабильнасть

Водная фаза, нас.

Вязкость, Стабипьа при 20 С, ность

»Па.с при 20С ч

Углеводородная фаза нас.г г

Патриавме соли диэфиров сульаоянтар ой кислот»

H cp»p тов

См>СВ

Соолля я»ноак меламя

Сломньй

22*-имй

pap>sop

COhliHOH кислот»

Прас" товая

Пресная феррохромсмгмсносульфо аат

«аперату" ра,при которой эмульсия сохраняет свойства температура,прн которои раэрунается э ульия мо сафир I трнэтанол эмина и дна>ирли рован»ого

Обеэ воменДизтап" гмво соль зли фатических аммная дегаэираванная несть

1 таллевого масла кирин»м остаткам

c„,-с„Предлагаем»в состав

1гб

100

14»

>а

124

Ia5

0,01

0,5

1,а

79,99

74,5

69,0

Извести»й cooTJB

>гс

sa,a

19,4

102

0,1

150

0,5

Составитель И.Лопакова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Токарская

Редактор А.Бер

Заказ 2268 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

1 15

2 20

3 25

4 30

5 35

6 15

7 20

8 25

9 30

10 35

11 15

12 20

13 25

14 30

15 35

42

186

54

48.

153

67

78

124

102

118

1Ñ5

48

1?О

100

120