Полимерный состав для временной изоляции пласта

 

Сущность изобретения: полимерный состав, содержащий радиолизованный γ - облучением полиакриламид и воду, дополнительно содержит кальций азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.%: радиолизованный полиакриламид 0,5 - 0,8; кальций азотнокислый 30 - 50; вода - остальное. Состав готовится следующим образом: сначала приготовляется раствор соли Ca(NO₃)₂ заданной концентрации, затем к нему добавляют расчетное количество облученного полиакриламида и смесь перемешивают. Готовый состав имеет время загустевания 6 - 10 ч, обеспечивает снижение проницаемости пористой среды до 79,5 - 80,7%. После проведения необходимых работ в скважине проводят работы по восстановлению проницаемости продуктивного пласта, например обрабатывают скважину соляной кислотой, что позволяет восстановить проницаемость пористой среды до 79,8 - 91,7 %. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для временной изоляции пласта при бурении и ремонте скважин. Известен состав безглинистого бурового раствора, применяемый при вскрытии продуктивных отложений, а также при глушении скважин для проведения подземного капитального ремонта. Состав включает полиакриламид, сульфат алюминий натрия и воду. Недостатками состава являются низкие значения вязкости и предельного динамического напряжения сдвига, которые не могут обеспечить надежной изоляции пласта. Известен полиакриламидный раствор, который содержит комплексообразующий агент с многовалентными катионами, в качестве которого используют Fe²⁺, Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cr²⁺. Недостатком состава является низкое значение показателя снижения проницаемости пористой среды. Известен состав буферной жидкости для глушения нефтяных и газовых скважин, включающий радиолизованный полиакриламид в количестве 0,5-1,0 мас. % и воду. Основным недостатком состава является ненадежность изоляции, которая объясняется физико-химическими свойствами компонентов, входящих в состав. Радиолизованный γ -облучением полиакриламид, хотя и обладает хорошей набухаемостью, все же имеет пределы набухаемости и не растворим в воде. При наличии воды в скважине происходит разбавление состава. Кроме того, часть воды которая находится в свободном состоянии между гранулами при длительном нахождении в скважине, может проникнуть в пласт, ухудшая его проницаемость, что вызовет дополнительные сложности при дальнейшей эксплуатации скважины. Цель изобретения - повышение надежности изоляции за счет улучшения реологических параметров раствора. Достигается это тем, что известный состав, содержащий радиолизованный γ -облучением полиакриламид и воду, дополнительно содержит кальций азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.%: Радиолизованный полиакриламид 0,5-0,8 Кальций азотнокислый 30-50 Вода Остальное Радиолизованный полиакриламид получают из водного раствора полиакриламида, содержащего 6-10 мас.% основного вещества, путем его γ -облучения дозой 0,5-2,5 Мрад, в результате чего происходит разрыв связей основной цепи макромолекулы или отрыв замещающей группы и возникает свободный радикал. В инертной среде свободные радикалы рекомбинируются или в них происходит внутримолекулярные перегруппировки, в которых обычно участвуют только атомы, находящиеся в непосредственной близости от места разрыва. Рекомбинация приводит к сшиванию и постепенному переходу в полимер сетчатого строения, при этом теряется подвижность макромолекулы и функциональные группы оказываются связанными или "сшитыми". Введение в состав кальция азотнокислого с концентрацией, близкой к максимальной растворимости, обеспечивает преобладание в растворе одновалентных ионов [CaNO₃]⁺, что способствует изменению его реологических параметров обеспечивающих надежную изоляцию пласта. Объясняется это тем, что ионы воды и кальция азотнокислого имеют различный заряд, разные размеры, что проявляется в различном механизме взаимодействия с радиолизованным полиакриламидом. Порядок приготовления состава: готовят раствор соли Ca(NO₃)₂ заданной концентрации, к нему добавляют расчетное количество облученного полиакриламида, затем смесь перемешивают. Жидкий состав, который имеет время загустевания 6-10 ч, закачивают в пласт под избыточным давлением. Скважину заполняют любой технологической жидкостью, с которой работают до ремонта. Частицы радиолизованного полимера набухают в пласте, обеспечивая надежную изоляцию, Блокирующий экран снимают после проведения ремонтных работ обычными методами. П р и м е р 1. Растворяют 400 г (40 мас.%) кальция азотнокислого в 593 г (59,3 мас.%) воды. В раствор добавляют 7 г (0,7 мас.%) радиолизованного полиакриламида, перемешивают и оставляют на 6 ч. Полученный полимерный состав имеет следующие характеристики: пластическая вязкость 0,095 Па ˙ с, предельное динамическое напряжение сдвига 52,51 Па, статическое напряжение сдвига 16,2 Па, плотность раствора 1250 кг/м³, градиент давления сдвига 0,10 МПа/см². П р и м е р 2. Готовят раствор следующего состава, г/мас.%: ПАА 8/08 Кальций азотнокислый 300/30 Вода 692/69,2 После 6 ч полимерный состав имеет характеристики: пластическая вязкость 0,31 Па с, предельное динамическое напряжение сдвига 54,80 Па, статическое напряжение сдвига 40,1 Па, плотность раствора 1220 кг/м³, градиент давления сдвига 0,15 МПа/см². Составы и свойства исследованных полимерных растворов приведены в таблице. Содержание в полимерном составе радиолизованного полиакриламида менее 0,5 мас.% не позволяет достичь достаточной вязкости, увеличение содержания более 0,8 мас.% экономически нецелесообразно, т.к. реологические свойства состава не изменяются. При содержании в растворе азотнокислого кальция менее 30 мас. % ухудшаются реологические параметры в сторону уменьшения вязкости и предельного динамического напряжения сдвига, увеличение содержания более 50 мас.% не влияет на дальнейшее улучшение параметров и является экономически нецелесообразным. Разработанный полимерный состав обеспечивает снижение проницаемости пористой среды до 79,5-80,7%, что свидетельствует о его высокой блокирующей способности (для прототипа эта величина не превышает 70%). После проведения необходимых ремонтных работ в скважине проводят работы по восстановлению проницаемости продуктивного пласта, например, обрабатывают скважину соляной кислотой, что позволяет восстанавливать проницаемость пористой среды до 79,8-91,7%.

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТА, содержащий радиолизованный γ - облучением полиакриламид и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности изоляции за счет улучшения реологических параметров раствора, он дополнительно содержит кальций азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мас.%: Радиолизованный g -облучением полиакриламид - 0,5 - 0,8 Кальций азотнокислый - 30 - 50 Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000        

---