Гелеобразующий тампонажный состав

 

Состав содержит, мас.%: лигносульфонат 3,0-6,0. карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), модифицированная препаратом ОС- 20 на основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, 2,0-8,0, бихромат Na или К 1,5-3,0, CaCIa 1,2-5,0, вода - остальное. Компоненты механически смешивают. Цель состава: повышение фильтрационной способности и прочности геля. 2 табл.

СО|ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856194/03 (22) 21.05.90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности "УкргипроНИИнефть" (72)Ю.Д, Абрамов, С.Н, Осипов, Г.M. Острянская, А.В. Ражкевич и В,Н. Макаров (56) Патент США М 4257813, кл, Е 21 В 33/138, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1472643, кл. Е 21 В 33/138, 1989.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтяных скважинах и регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен способ обработки формации лигносульфонатным гелем, активизированным солью кремниевой кислоты. Весовое соотношение %02 и лигносульфоната находится в пределах 0,2;1 — 1:1 (1). Однако он имеет следующие недостатки:

- короткий период загустевания геля при высоких температурах, что ограничивает объем закачиваемого геля;

- чувствительность к воздействию солей, что вызывает необходимость использования пресной воды, а также преждевременное гелеобразование в пластах, содержащих растворимые соединения.

3а прототип принят гелеобразующий состав (2). Он включает лигносульфонаты, хроматы, карбоксиметилцеллюлозу, при

„„ Ж„„17767б6 Al (54) ГЕЛ ЕОБРАЗУЮЩИЙ ТАМПОНАЖН ЫЙ

СОСТАВ (57) Состав содержит, мас.ь: лигносульфонат 3,0 — 6,0 ° карбоксиметил целлюлоза (КМЦ), модифицированная препаратом ОС20 на основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, 2,0 — 8,0, бихромат Na или К 1,5 — 3,0, CaClz 1,2-5,0, вода — остальное. Компоненты механически смешивают. Цель состава: повышение фильтрационной способности и прочности геля.

2 табл. следующем соотношении ингредиентов, мас. ф,:

Карбоксиметилцеллюлоза 1,0-6,0

Лигносульфонаты 0,10 — 25,00

Хроматы 0,25 — 5,00

Вода Остальное

Он имеет следующие недостатки: наличие КМЦ в его составе увеличивает вязкость, т. е. ухудшается его подвижность, . и тем самым ограничивается его область применения, особенно для скважин, вскрывших низкопроницаемые коллектора, и уменьшаются обьемы закачки составов, что существенно влияет на качество ремонтно-изоляционных работ.

Цель изобретения — повышение эффективности действия гелеобразующего тампонажного состава 3а счет увеличения его фильтрационной способности и повышения прочности геля.

Для этого гелеобразующий тампонажный состав, включающий лигносульфонаты, карбоксиметилцеллюлозу, бихромат натрия

1776766

2,0 — 8.0 или калия и воду, дополнительно содержит хлористый кальций, причем в качестве карбоксиметилцеллюлозы содержит карбоксиметилцеллюлозу, модифицированную препаратом ОС-20 на основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов при следующем соотношении ингредиентов,мас.7;: лигносульфонаты 3,0 — 6,0 карбоксиметилцеллюлоза, модифицированная препаратом ОС-20 на основе полиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов бихромат натрия или калия 1,5 — 3,0 кальций . хлористый 1,2-50 вода Остальное

Основой состава являются лигносульфонаты (ЛСТ) — отходы целлюлозно-бумажной промышленности; поставляют их в сухом или жидком виде. Для получения состава применялись сухие порошкообразные ЛСТ марки "E" целлюлозно-бумажного завода, r. Советска, Калининградской области. ТУ 13-0281036-05-89.

Карбоксиметилцеллюлоза, модифицированная препаратом ОС-20, образуется в виде натриевой соли при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью в присутствии препарата ОС-20, представляющего собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов.

Процесс получения описан в "Методике модифицирования КМЦ препаратом ОС-20.

Препарат ОС-20 выпускается по ГОСТ

10730-82 двух марок А и Б и представляет собой при 20 С воскообразную чешуйчатую или твердую массу от светло-желтого до коричневого цвета.

Преимущество КМЦ ОС-20 перед обычным КМЦ заключается в том, что он обладает свойствами. присущими поверхностно-активным веществам (ПАВ), то есть понижает вязкость состава и поверхностное натяжение, вследствие адсорбционного эффекта, и свойствами обычного КМЦ, т. е, повышает прочность геля.

Наличие КМЦ ОС-20 в гелеобразующем составе делает его более подвижным и прочным по сравнению с прототипом. Это позволяет предлагаемый состав закачивать в больших объемах, и создавать изолирующие экраны на большом радиусе от ствола скважины, что существенно улучшит качест. во ремонтно-изоляционных работ.

В качестве сшивающих агентов. с целью ускорения процессов гелеобразования при

5 температурах 82 — 105 С, применяются соли бихромовой кислоты (N82Cf207 и КгСгг07). В результате взаимодействия ЛСТ с бихроматами происходит снижение валентности иона Cr до Сг при малом изменении вяз10 кости раствора и отсутствии структурной вязкости, затем происходит образование поперечных молекулярных связей (сшивка), +З +7 в результате реакции Cr и Са с молекулами КМЦ ОС-20. Это приводит к значитель15 ному возрастанию вязкости, и в конечной стадии этой реакции получается гель. Увеличение прочностных характеристик геля достигается в результате образования структур между макромолекулами КМЦ OC20 20 и цепей КМЦ ОС-20 — ЛСТ вЂ” КМЦ PC-20.

ЛСТ вЂ” КМЦ ОС-20 — ЛСТ.

Гелеобразующий состав готовят путем смешения водных растворов, входящих в него ингредиентов в цементировочном аг25. регате (ЦА). Для приготовления составов можно применить любую воду, даже высокоминерализованную, Время гелеобразования можно регулировать изменением количества бихромата и CaClz. Оно чувстви30 тельно к температуре и должно определяться применительно к соответствующим пластовым условиям, Зависимость величины структурно-механических свойств составов от содержания

35 составляющих ингредиентов и температур представлена в табл. 1, Для сравнения составов проведены экспериментальные исследования по определению предельного градиента давления, 40 при котором изоляционная структура разрушается при различных значениях ингредиентов. Наиболее оптимальные соотношения компонентов, как видно из табл. 1, отвечают составам 2, 3,4. При изменении содержания

45 компонентов в сторону уменьшения от оптимальных значений гели не образуются, а в сторону увеличения — возрастает вязкость, . ухудшаются реологические характеристики.

Из данных табл. 1 видно, что предлага50 емые составы примерно нэ порядок улучшают прочностные свойства структуры по сравнению с составом по прототипу, Проведены лабораторные работы по вытеснению из двухслойной модели пласта

55 нефти — водой, при моделировании процесса ограничения водопритока с использованием предлагаемого гелеобрэзующего изолирующего состава и состава по прототипу.. Bce экспериментальные исследования проводились при гидродинэмических

1776766 препаратом ОС-20 на основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов,при следующем соотношении ингредиентов, мас. ф:

5 лигносульфонаты 3 — 6 карбоксиметилцеллюлоза, модифицированная препаратом ОС-20 на

10 основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов бихромат натрия

15 или калия 1,5 — 3,0 хлористый кальций вода

2 — 8

1,2 — 5,0 остальное

Таблица 1

Время гелеобразования, час при

20ОС

Вязкость сПо (определялась по Реотесту

Время гелеобразования, час

llPM

100ОС

Время гелеобразование, час при

8S C

Вязкость, Ст (определялась по

ВПЖ2

Состав

КМ ЦОС-2

БХК СаС!2

ЛСТ

КМС

Предлагаемый состав

9,3

11,2

10,2

0,08

0,51

1,9

3,5

6,0

6.9

41

58

61

63

0,34

0,72

0,89

0,88

0,91 0,7

24

12

12

58

24

20 .16

1,95

1,75

2,00

2,11

2,17

3,05

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

1,41

1,62

1,89

1,95

2,06

2,95

1,0

1,2

3,0

4,0

5,0

6,0

1,0

1,5

2,0

3,0

3,0

4,0

1,0

2,0

4,0

6,0

8,0

9,0

Известный состав

21-.

0,3

0,1

0,27

0,09

0,04

0,01

3,72

5,16

3,24

25,0

0,1

10,0

1.0

5,0

3,0

1.0

6,0

3,0 параметрах, соизмеримых с единичными параметрами реальных пластовых систем.

Результаты представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что эффективность при использовании предлагаемого состава увеличилась на 30 .

Формула изобретения

Гелеобразующий тампонажный состав, включающий лигносульфонаты, карбоксиметилцеллюлозу, бихромат натрия или калия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия за счет увеличения фильтрационной способности состава и повышения прочности геля, он дополнительно содержит хлористый кальций, причем в качестве карбоксиметилцеллюлозы содержит кар.боксиметилцеллюлозу, модифицированную

Предельный градиент давления при коэфф. проницаем.

К=1х1 мПа/м

Объем изолирующего состава, закачиваемогов модель скв., см

Нефтеот дача при моделировании процесса ограничения водопритока, ф, 1776766

Таблица 2

Состав

Показатели и едлагаемый известный

26,9

2,33x10

10-40

0,5-5,0х10

26,9

2,33х10

10-40

0,5-5,0х10

Открытая пористость

Проницаемость, м

Нефтенасыщенный объем, см

Градиент давления, МПа/м

Расход, м" /ñ

Время фильтрации одного порового объема, мин, Минерализация воды, г/л

Объем добытой в модели нефти после фильтрации одного порового объема, см

Нефтеотдача после фильтрации одного парового объема, Объем закачиваемого изолирующего состава, см

Объем профильтровавшейся в модели нефти после закачки высоковязкой жидкости

Нефтеотдача после закачки изолирующего состава, 3-28

150

3-28

150

20

28,5

28,5

0,3

0.9

36.5

70

Составитель Н, Казаковцева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Àíäðóøåíêo

Редактор

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

Заказ 4104 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5