Состав для изоляции водопритока в скважину

 

Сущность изобретения: состав содержит 0,15-1,00% полиакриламида, 0,40- 0,80% анионного ПАВ, 0,20-0,60% неионогенного ПАВ, 0,003-0,040% хроматов или бихроматов одновалентных катионов , или хромовых квасцов, или отходов хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома, минерализованную воду с общей минерализацией 13-240 г/л - остальное. Полиакриламид используют с мол. м. 12-15 млн. и степенью гидролиза 15-24%. В качестве анионного ПАВ используют алкилбензолсульфонат (сульфонол) или нефтяной сульфонат (карпатол). В качестве неионогенного ПАВ - неоноп АФд-12 или СНО-4Д. На минерализованной воде готовят раствор полиакриламида. Вводят при перемешивании анионное ПАВ. Добавляют неионогенное ПАВ до получения опалесциентного или прозрачного раствора Вводят хроматы с добавкой неионогенного ПАВ. 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 0

lan 4

Ql О 2> (21) 4856611/03 (22) 13.08.90 (46) 15.10.92. Бюл. N. 38 (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" (72) А.Ю.Рыскин, В,П.Городнов, В.Г.Офицерова, И.Г.Кощеев и Ю.А,Куц (56) Авторское свидетельство СССР

М 1596090, кл. Е 21 В 43/22, 1990.

Авторское свидетельство СССР

М 1218984, кл. Е 21 В 43/32, 1986. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТО КА В СКВАЖИНУ (57) Сущность изобретения: состав содержит 0,15 — 1,00% полиакриламида, 0,40—

0,80 анионного ПАВ, 0,20-0,60;

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважину и для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав для изоляции водопритока, включающий, мас.70: 0,15 — 1,0 полиакриламида, 0,2 — 5,0 неионогенного ПАВ, 0,005 — 0,03 хромкалиевых квасцов и остальное воду, Этот состав хорошо фильтруется в пласт, но имеет невысокие технологические и изоляционные свойства вследствие слабой связи между молекулами полимера и неионогенн".ãо ПАВ и десорбции последних со сшитой молекулой полиакриламида.

Известен состав, включающий, мас. :

0,15-1,0 полиакриламида (ПАА), 0,2-5,0 анионного ПАВ, 0,005-0,03 хромкалиевых квасцов и остальное воду. Этот состав обладает

Ы2» 1768750 A1 неионогенного ПАВ, 0,003 — 0,040% хроматов или бихроматов одновалентных катионов, или хромовых квасцов, или отходов хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0 /, трехвалентного хрома, минерализованную воду с общей минерализацией 13 — 240 г/л— остальное. Полиакриламид используют с мол. M. 12 — 15 млн. и степенью гидролиза

15 — 24%. В качестве анионного ПАВ используют алкилбензолсульфонат (сульфонол) или нефтяной сульфонат (карпатол). В качестве неионоген ного ПА — неонол Aug-12 или СНО-4Д. На минерализованнои воде готовят раствор полиакриламида, Ввсдят при перемешивании анионное ПАВ. Добавляют неионогенное ПАВ до получения опалесциентного или прозрачного раствора. Вводят хроматы с добавкой неионогенного ПАВ.

1 табл. худшей фильтруемостью в пласт, но лучшими технологическими свойствами, чем состав на основе неионогенных ПАВ, Однако они также обладают недостаточными технологическими и изоляционными свойствами, не обеспечивающих удержание геля в призабойной зоне пласта скважины, где проявляются высокие градиенты давления, в результате чего состав выносится из призабойной зоны пласта, и эффективность его невысокая.

Целью изобретения является "",îâûøåние технологических и изоляционных свойств состава.

Указанная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритока, включающий полиакриламид, анионное ПАВ, хромсодержащее вещество и растворитель. дополнительно содержит неионогенное

1768750

ПАВ при массовом соотношении неионогенного ПАВ к анионному ПАВ от 0,25 до

1,5, в качестве хромсодержащего вещества — хроматы или биохроматы одновалентных катионов или хромовые квасцы или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7 — 5,0% трехвалентного хрома, а в качестве растворителя — минерализованную воду с общей минерализацией 13 — 240 г/л при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Полиакриламид 0,15 — 1,0

Анионное ПАВ 0,4 — 0,80

Неионогенное ПАВ 0,2 — 0,6

Хроматы или бихроматы одновалентных катионов или хромовые квасцы или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7 — 5,0% трехвалентного хрома 0,003 — 0,040

Минерализованная вода с общей минерализацией 13 — 240 г/л Остальное

В качестве неионогенного ПАВ используют водорастворимые оксиэтилированные алкилфенолы марки неонол или продукты, их содержащие, например, марок СНО или

СНПХ, в качестве анионных ПА — синтетические сульфонаты, например, марки сульфонол, или нефтяные сульфонаты, например, марки карпатол.

В известном составе, приготовленном с использованием анионного ПАВ на минерализованной воде с содержанием солей выше 12 г/л, реологические (технологические) свойства невысокие вследствие высаливания анионного ПАВ из этого растворителя, В данном составе для повышения реологических свойств его используется добавка неионогенного ПАВ, которая хорошо совмещается (не вываливается) с минерализованной водой и переводит высоленное из минерализованной воды анионное ПАВ в растворенное состояние за счет образования смешанных анионнеионных мицелл из молекул анионных и неионогенных ПАВ и солюбилизации (коллоидного растворения) высоленного анионного ПАВ в этих мицеллах. В результате получается прозрачный или опалесциентный состав, проявляющий явно выраженный синергизм в эмульгирующем действии, При введении же в эти растворы смеси ПАВ с ПАА, хромсодержащего вещества в качестве сшивателя полиакриламида (данные составы) наряду со сшивкой молекул полимера по его карбоксильным группам катионом хрома за счет ион-ионного взаимодействия наблюдается модификация их смешанными мицеллами ПАВ за счет реакции гнионной части мицеллы с катионом хрома и взаимодействия амидной группы полиакриламида с неподеленной парой электродов кислорода полиоксиэтиленовой группы неионогенной части смешанной ми5 целлы. В данном случае проявляется ранее неизвестный синергетический эффект в технологических (реологических) и изоляционных свойствах. Этот эффект наблюдается только при определенном весовом соотно10 шении неионогенного к анионному ПАВ, в частности от 0,25 до 1,5 в водных растворах с общей минерализацией 13-240 г/л.

Пример 1. Технологические свойства известных и данных составов определяют

15 на реовискозиметре Хеплера по времени погружение шарика (z, сек) под действием приложенной нагрузки (P, г/см ) и выражается динамической вязкостью состава (, мПа с), которая вычисляется по формуле т=

20 = P r К, где К вЂ” постоянная измерительного узла реовискозиметра.

Для приготовления состава используют полиакриламид молекулярной массы (ММ)

15 млн и степенью гидролиза (СГ) 15% (П-1)

25 и MM = 12 млн и СГ = 24% (П-2), в качестве анионного ПАВ используют сульфонол (алкилбензолсульфонат АБС) или нефтяной сульфонат-карпатол, а в качестве неионогенного ПА — неонол АФ9-12 или СН0-4Д, 30 содержащий 61% неонола Aug-12, в качестве хромсодержащего вещества (ХСВ)— хромкалиевые квасцы (ХКК), отходы хромнатриевых квасцов (ОХК), содержащие 2,75,0% трехвалентного хрома и бихромат

35 калия (БХК).

Готовятданные составы следующим образом. В 100 мл 0,1 — 1,0% растворы полиакриламида, приготовленные на воде с суммарным содержанием солеи (NaCI, 40 CaClg, MgCI2 и т.д,) 0,34, 13, 120 и 240 г/л, вводят при механическом перемешивании требуемое количество соответствующего анионного ПАВ и затем постепенно вводят неионогенное ПАВ до получения из мутного

45 раствора опалесциентного или прозрачного раствора, После этого при перемешивании в приготовленный раствор ПАВ с ПАА вводят требуемое количество 1% водного раствора ХКК и ОХК или 1% солянокислотный

50 раствор БХК с добавкой восстановителя— неионогенного ПАВ (неонол или СН0-4Д).

Известные составы готовят также как и данные, но без добавления в раствор ПАА того или иного ПАВ.

55 У приготовленных составов определяют период гелеобразования или время начала гелеобразования путем визуального наблюдения за поведением состава. За период гелеобразования принято время выдержки

1768750 состава при 20 или 60 С, выше которого

"язык" геля, сформированный при наклоне стакана с гелем, возвращается в стакан при возвращении его в вертикальное положение. Период гелеобраэования приготовленных составов при 20 и 60 С приведен в таблице.

После выдержки приготовленных составов в течение 16 — 24 ч определяют реологические свойства гелей на реовискозиметре

Хеплера.

Резул ьтаты оп редел ения реал огических свойств приведены в таблице, из которой видно, что реологические (технологические) свойства данного состава значительно лучше известных составов, При этом, реологические свойства его выше суммы вязкостей известных составов, приготовленных с использованием только неионогенного или анионного ПАВ, т,е. данные составы, содержащие смесь анионного и неионогенного

ПАВ, проявляют синергетический эффект по реологическим свойствам по сравнению с известными составами, содержащих либо анионный, либо неионогенный ПАВ (ср.состав 2 с 7 и 10,3 с 8 и 11, 4 с 9 и 12,14 с 16 и

19,20 с 21 и 22,23 с 24 и 25,27 с 28 и 29, приготовленные при 20 С; и состав 42 е 47 и 50,43 с 48 и 51,44 с 49 и 52, приготовленных при 60 С). При этом синергетический эффект по реологическим свойствам проявляется только при весовом соотношении неионогенного к анионному ПАВ от 0,25 до

1,5. Однако при содержании в составе неионогенного ПАВ менее 0,2 (ср.составы 1 и

2 с 6), анионного ПАВ менее 0,4% (ср.составы 4 и 5 с 13), полиакриламида менее 0,15 (ср.составы 30 и 31), хромсодержащего вещества менее 0,003 (ср.составы 32 и 33 с

37) в данном составе реологические свойства его несущественно отличаются от реологических свойств известных составов.

Поэтому нижним пределом содержания компонентов в данном составе является для неионогенного ПАВ 0,2, анионного ПАВ 0,4, полиакриламида 0,15 и хромсодержащего вещества 0,003 мас., за верхний предел содержания компонентов в данном составе принимаем, исходя из технико-экономических соображений (высокая стоимость состава и большой расход компонентов), для неионогенного ПАВ 0,6 (см.составы 4,5,15 с

17 и 18), анионного ПАВ 0,8 (см.составы 1,2 и 6), полиакриламида 1,0 и хромсодержащего вещества 0,04 мас. (см.составы 14 и 34), Из приведенных данных результатов исследования реологических свойств составов видно также, что составы, приготовленные на смеси ПАВ и на воде с суммарным содержанием солей ниже 13 г/л, не прояв5

55 ляют синергетический эффект по реологическим свойствам (ср.состав 38 с 39 и 40).

Исходя из этого; для приготовления данных составов используют воду с содержанием солей не ниже 13 г/л. 3а верхнее содержание солей в воде, используемой для приготовления данных составов, принято 240 г/л (пластовая вода), так как на этой воде наблюдается синергетический эффект (ср,состав 27 с 28 и 29), Пример 2, Изоляционные свойства приготовленных составов определяют на приборе "Реогель-001" с измерительным узлом типа коаксиальных цилиндров с вращением внешнего цилиндра под действием приложенной нагрузки. Приложенное напряжение, соответствующее максимальному углу закручивания, рассматривается как предел прочности(Рр) структуры гегя, Сшитую систему получают непосредственно в измерительном узле прибора, чтобы избежать разрушения сшитой структуры при загрузке, Прочность гелей некоторых приготовленных составов приведена в таблице, из которой видно, что прочность геля данного состава значительно выше прочности геля известных составов (ср,состав 2 с 7 и 10,14 с 16 и 19,27 с 28 и 29).

Таким образом, использование смеси неионогенного и анионного ПАВ в данных составах, приготовленных на воде с содержанием солей 13 — 240 г/л, существенно улучшает его технологические и изоляционные свойства и прочность и, следовательно, повышает его эффективность при изоляции водопритока в скважину по сравнению с известными составами, Технология применения составов проста и заключается в закачке их в пласт до снижения приемистости скважины на 20—

50, продавке состава из ствола скважины в пласт водой или нефтью выдержка в пласте в течение 16 — 24 ч и пуска скважины в эксплуатацию для нефтяных скважин или закачки воды для нагнетательных скважин.

Использование данного состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и может быть применено для регулирования разработки месторождений при заводнении, что приведет к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважинооперацию.

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритока в скважину, включающий полиакриламид, 1768750

8 минерализацией 13 — 240 г/л при следующем соотношении компонентов, мас.%: анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), хромсодержащее вещество и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических и изоляционных свойств состава, он до- 5 полнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество при массовом соотношении неионогенного ПАВ к анионному ПАВ от 0,25 до 1,5, в качестве хромсодержащего вещества — хроматы или 10 бихроматы одновалентных катионов, или хромовые квасцы, или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7 — 5,0% трехвалентного хрома, а в качестве растворителя — минерализованную воду с общей 15

0,15-1,00

0,40 — 0,80

0,20 — 0,60

Полиакриламид

Анионное ПАВ

Неионогенное ПАВ

Хроматы или бихроматы одновалентных катионов, или хромовые квасцы, или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7 — 5,0% трехвалентного хрома

Минерализованная вода с общей минерализацией 13 †2 г/л

0,003 — 0,040

Остальное

Составы для изолячии водопритока в скважину и их свойства при 20 С о (составы 1-40) и при 60 С (составы 41-53) Содержание компонентов в составе, мас.в

Напряжение сдви-. га (Ря) Вязкость,, Па ° c

Период гелеобраэоваиия> 4

Соотнож.

HllA0

ДПАВ

Наименование состава

И состава

Вода

НПА В марка количестХСВ

llAA жиор количество щифр иоличестсодержание солей, ССл количестпарка количестао во

0,11

0,25

0,66

1,5

4,0

Оь»

0,2

0,4

0,6

0,6

П 1

АФ 12

«!! !

II !!

АБС 0,9

0,8

0,6

О 4!

0,2

О 9!

О 8!

О 6

0,4

ХКК

4В,В

15,3

0,2

О,4

0,6

OI 8

0,2

0,8

9,12

АФ-12

II

»l!»

l I»

0,25

4,0

0,8

0,2

0,8

Оь2

31,2

10,5

13,5

АБС!

0,8

0,2

0,2

П-1

АФ-12

lI

СНО-4Д

ХКК

6,1

0,25

Карпа- 0,8, тол н

П-2

XKK

13 98,89

13 99,49

120 94,59

120 98,89

120 99,09

13 97,99

240 98,49

240 98,49

240 98,49

13 98,69

13 98,84

13 98,499

13 98,497

13 98,46

13 98,49

13 98,495

13 98,5

0,34 97,99

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

OiO1

0,01

0,01

0,001

0,003

Oi OII

0,01

0,005

О,О!

Иэвестиьй !

С1!р-4д

АФ 12

0,66

П-1

П-1

П 1

Il-1

АБС

АБС

XKK

Данный

Известный

Известный

Данньй

АФ-12

AO"12

XKK

ХКК

0,56

1 !5

АБС

15,6

7,8

5,3

II

Изеестньй

Il

Данный

Il

II !

Il

II

II

II

II

II

Il

\!

II

II

II

ll

II !

II

II

Il

II

II

II !!

»!! н»

АФ-12 н

II

II !!

II ! !»

II

It

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25

АБС

ll

ll !!

ll

ll

ll

II

ОХК

GXK

ХКК

Известный

Для соаеееиия

Известный!

26

126

198

12З

9.3

l8

0,34 98,19

0,34 98,79

13 97,99

13 97,99 !

3 97,99

13 97,99

13 97,99

l3 98,09

13 98,19

13 98,39 !

3 98,51

13, 98,79

13 98,59

13 98,39

13 98,19

10 АБС 08

1,0

1 О AGO 09

10 -" 08

1 О -"- О 6 !

1,0 -"- 0,4

10 -"- 02

1,0 ""- 0,9

i P -"- 0,8

1 0 -"- О 4 о,4

1 О

li0 ! ° 0

i!0

П-1

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

Oi01

О!01

0,01

OiO1

0,01

Oi01

OiО1

OiO1

0,01

ХКК

0,2

Oil

0,2

0,4

0,6

0,8

АФ-12

АФ-12

0,11

0,25

0,66

1,5

4,0

ХКК! ь!

II

II

II

II

II

II

II

II !!

II

ll

«!!»

0,2

0,4

0,6

0,8

АФ-12

II

II

П р и и е ч а н и е, +Состав приготовлен: из смеси анионного и неионогенного ПАВ, входящих в состава препората марки НЛ-80

2

4

6

8

11

12

13

14

I5 !

17

18

19

21

22

23

24

25, 26

27

28

29

3о

3I

32

33

34

36

37 зв

39

41

42

43

44

45 46

47

48

49

51

52

Данной

II !

II

ll

Известный

II

ll

ll н

II

ll !!

Данньй

II

Известньй

II

II

I \«

Данный

II

Данный

II

II

ll

II

Известный

II

II !!

II

II

II !!!!

ll !!

II !!

l \«

II

II

II !

ll

II !!

ll

II

П-!

II

ll

II

II

ll

II

II

II !!

II и

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

i !0

i,0

1,0

0,5

0,5

0,5

О,5

0,5

0,5

0,3

0,3

0,3

0,5

0,5

0,5

1,0

0,5

0,5

0,5

0i1

0,15

0,5

0i5

0,5

0,5

0,5

0,5

1,0

Oi8

0,6

0,6 о,64

0,4

1,0

0,8

0i8

0,8 о,в

0,8 о,в о,в

0,8

0,8

0,2

0,4

0,4

o,З6

0,6

1,0

0,2

0,2

Oi2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

Oi2

II !!

II

Il !!

II !!

II !!

Il !!

Il

ll

II

II

»(!

OiOl

0,01

0,01

0,01

Oi01

0,01

0,01

0,01

0,01

OiО1 0,01

0iD1

Oi01

Оьol

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01

0i01

13 !

13

13

13

13

13

13

13

13

13

13

13

I3 !

13

13

13

13

97,99

97,99

97,99

97,99

97,99

98,09

98,!9

98,39

98,51

98,79

98,59

98,39

98,19

98,49

98,49

98.69

99,29

98,69

99,29

98,69

1,0

0,8

1,3

1,6

3,0

1,5

1,7

2,0

2,3

3,0

28

2,6

2,2

1,8

5,0

3,7

4,2

4,0

4,5

3,2

6,0 в,о

4,0

5 0

8,0

1,7

5,0

6,0

6,0

О

О

1,5

3,5

3!О

О

3,8

2,5

8,0

0>3

0,2

0,5

0,7

1,4

0,5

0,6

1,0

1,0

1,4

1,2

1,0

0,8

12

2 I 7

143

84

8,0

13

29, 4.

47

6,3

24 з,о

4,5

3,5

9

2 ов

5

5 . 0,003

1,2

0,8

1,5

183

43

0,7