Газонаполненный состав для изоляции водопритока в скважину

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 43/32

ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ОМСТВО СССР

ПАТЕНТ СССР) Г СУ

В Д (Г С

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

4853260/03

15,06.90

07.02,93. Бюл. ¹ 5

Государственный институт по проектинию и исследовательским работам в тяной промышленности Гипровостокть"

А, Ю, P ы скин, В, П. Городков, В.Г. Офио ва, Г.П.Ха рлано в, А.В. Гусев

Г,Кощеев

1. Тихомиров В.К. Пены. Теория и праких получения и разрушения. M.: Химия,, с. 26-30, 35-36, 53/56, 2, Амиян В,А., Амиян А.В. и Васильева, Вскрытие и освоение нефтегазовых тов. M.: Недра, 1980, с. 62 — 63, 115, 326-.

Н.П пла

334

ГАЗОНАПОЛНЕННЫЙ СОСТАВ ДЛЯ

ЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ (54)

ИЗ

Ф»

М»

l юще ста неф фил жин прит стн водо тилц пень в аб стой рент пора (21 (22 (46 (71 ро а не не (72 це иИ (56)

ТИК

197. Авторское свидетельство СССР

58556, кл. Е 21 В 43/00, 1986. зобретение относится к нефтедобывапромышленности, в частности, к соам для изоляции водопритока,в яные скважины и регулирования проприемистости нагнетательных сквапластах с температурой ниже 60 С. звестен состав для ограничения водока в скважину, включающий поверхно-акти вное вещество (ПАВ), астворимый полимер - карбоксимеллюлозу и воду (1). Однако прочность

, приготовленной из этого состава, как еме, так и в нефтесодержащей парисреде, небольшая вследствие конкуой адсорбции ПАВ на поверхности

ы и перехода его в нефть. (57) Использование: изоляция зон осложнений в скважине. Для повышения прочности и пеноустойчивости газонаполненного состава, он в качестве исходных компонентов содержит, мас, %: гидроизолированный

ПАА 0,2-1,0; хромсодержащее вещество

0,005 — 0,04; нитрит натрия !,28 — 8,96; хлористый аммоний 1,0 — 7,0; поверхностно-активное вещество 0,05 — 2,0, соляную кислоту

0,1-0,5 и воду — остальное. В качестве ПАВ используют анионные и неионогенные ПАВ, например НЧК, сульфанол и неонол. При смешении компонентов данного состава протекает сшивка молекул ПАА катионом хрома со связыванием ПАВ; Одновременно в присутствии соляной кислоты взаимодействуют газообразователи — нитрит натрия и хлористый аммоний — с выделением газообразного азота. В результате образуется газонаполненный поверхностно-активный полимерный состав высокой прочности и устойчивости пены. 1 табл, Известен состав для изоляции водопритока, содержащий, мас, %: гидролизирован- 4 ный ПАА 0,3 — 1,42; хромкалиевые квасцы С

0,06-0,09; нитрит натрия 0,41-3,0 хлори- Дь стый аммоний 0,32 — 2.,35 и воду (2). При на- фь гревании состава в пласте до 60 С и выше происходит взаимодействие нитрита натрия и хлористого аммония с выделением газообразного азота. В результате образуется вспененный полимерный состав, Однако зти газонаполненные составы имеют невысокую прочность пены и пеноустойчивость при температуре пласта ниже 600 С.

Целью изобретения является повышение прочности и пеноустойчивости газона1793044 полненного состава при пластовой температуре ниже 60 С.

Укаэанная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритока, включающий гидролизованный полиакриламид, хромсодержащее вещество, нитрит натрия, хлористый аммоний и воду, дополнительно содержит поверхностно-активное вещество и соляную кислоту при следующем соотношении ингредиентов, мас. : гидролиэованный полиакриламид 0,2-1,0 хромсодержащее вещество 0,005-0,04 нитрит натрия 1,28-8,96 хлористый аммоний 1,00 — 7,00 поверхностноактивное вещество 0,05-2,00 соляная кислота 0,1-0,5 вода остальное.

B качестве полиакриламида используют полиакриламид (ПАА) со степенью гидролиза от 5 до 25 . В качестве хромсодержащего вещества хромкалиевые квасцы или отходы производства с их содержанием 5565, а также бихромат калия или натрия, в котором шестивалентный хром восстановЛен до трехвалентного катиона сульфонолом или спиртом (изопропиловым и др.).

В качестве ПАВ используют водорастворимые анионные ПАВ, например сульфонол или НЧК, а также неионогенные ПАВ марки неонол или продукты, их содержащие, например, марки СНО или СНПХ, содержащие 30 — 70 неонола, В качестве газообразователей используют нитрит натрия или хлористый амман ий, а в качестве инйциатора газообраэования при температуре пласта ниже 60 С вЂ” соляную кислоту, При добавлении HCI газообразователи начинают взаимодействовать между собой с выделением газообразного азота.

В отличие от известного газонаполненного состава введение соляной кислоты в данный состав позволяет получать газ-азот при температуре пласта ниже 60 С, а введейие поверхностно-активного вещества— повысить прочность и пеноустойчивость состава за счет образования на границе раздела газ-жидкость геллирован ного поверхностно-активного сшитого полиакриламида, прочно удерживающего пузырьки азота в водной фазе. В отличие от известных составов, содержащих ПАВ в несвязанном состоянии (1,3) и имеющих низкую прочность пены. в данном составе ПАВ находится в связанном состоянии за счет реакции его с хромсодержащим веществом и гидролиэованным полиакриламидом. В результате образуется поверхностно-активный полимерсодержащий гель, который, в отличие от извеСтного поверхностно-активного полимерсодержащего геля (2), прочно удерживает газ, образующийся в нем иэ нитрита натрия и хлористого аммония, эа счет адсорбции на границе газ-жидкость высокомолекулярного поверхностно-активного сшитого полиакриламида. Из этого вновь образовав"0 шегося вещества ПАВ не переходит в нефть и на поверхность породы, в отличие от известных составов, и в результате прочность газонаполненного геля увеличивается выше суммарной прочности гаэонаполненных ге"5 лей на основе полимера и сшивателя и полимера с ПАВ.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Данные составы готовят следующим об20 разом. К рабочему раствору ПАА с содержанием карбоксильных групп 5-25 моль и концентрацией 0,1-1,0 небольшими порциями при температуре 20 С и при перемешйвании добавляют расчетное количество

ПАВ (0,01 — 3,0 О) — сульфанола, НЧК или неонола, затем добавляют газообразователи — нитрит натрия или хлористь1й аммоний, после чего дозируют заранее приготовленное количество хромсодержащих веществ

30 (хромкалиевых квасцов — XKK, отходы хромовых квасцов — ОХК и бихромат калия—

БХК) и соляной кислоты, Реакционную массу перемешивают в течение 3 ч.

Прочность полученных гаэонаполненных композиций характеризуют предельной нагрузкой, которую определяют через 20 ч и

20 суток.

В стакан, где образовалась композиция, на поверхность пены помещают пенопла40 стовый поршень и нагружают его металлическими шайбами определенного веса до момента, при котором начиналось уменьшение объема пены, Эту предельную нагрузку (Р) на пену определяют в Паскалях (Па) по

45 формуле:

Р= где F — предельная нагрузка на пену, г;

S — площадь поршня, м, г

Пеноустойчивость характеризуют временем устойчивости ее в сутках, Приготовленные составы и их прочностная характеристика приведены в таблице.

Из приведенных результатов испытаний видно, что во всем интервале концентрации компонентов в данных газонаполненных составах прочность их выше, чем известных составов (ср. составы

2 с 23; 3, 6, 7, 14, 15, 19 — 22 с 24, 11 с 25: 17

) 5

1793044

6 и 18 с 27), Однако при содержании ПЛА составе ниже 0,21 и хромсодержащего щества ниже 0,005 газонаполненный ль не образуется (ср. составы 2 с 1 и 10 с соответственно); при содержании ПАВ в нном составе ниже 0,05 прочность ганаполненного состава несущественно отчается от прочности известного состава р. составы 5 и 3 с 24) и при содержании ористого аммония и нитрита натрия ниже

8 и 1,28, соответственно, прочность нного газонаполненного состава ниже вестного (ср. составы 13, 14 с 24), Таким разом за нижний предел содержания инедиентов в данном составе приняты для

А — 0,2, хромсодержащего вещест— 0,005, ПА  — 0,05, хл ар исто го мония — 1,0 и нитрита натрия 1,28 соляной кислоты 0,1 . За верхний прел содержания их в составе приняты для

А — 1,0, т, к. исходная смесь с большим о содержанием имеет большую вязкость, я хромсодержащего вещества и ПАВ—

4 и 2,0, соответственно, т, к. выше ого содержания прочность пены не увеливается. а уменьшается (cp. составы 9 и 10, и 8), для хлористого аммония и нитрита трия — 7,0 и 8,96 %, соответственно, т. к. увеличением содержания их в составе очность его уменьшается (ср. составы 15

16). За верхний предел содержания соляв р ж а

У и

Щ д т с в в

Г

9 д з л ( х

A и о г

П в а и д

П е д

О, э ч

7 н с и и

Формула изобретения

Газонаполненный состав для.изоляции допритока в скважину, включающий гидлизбванный полиакриламид, хромсодерщее вещество, нитрит натрия, хлористый маний и воду, отл ича ющий с я тем,, с целью повышения прочности и пено- ойчивости состава за счет образования верхностно-активного полимерсодержаго геля на границе жидкость — гаэ, он полнительно содержит поверхностно-аквное вещество и соляную кислоту при сленой кислоты в данном составе принимаем

0,5 так как выше этой концентрации наблюдается интенсивное выделение газаазота, Таким образом, прочность данного га5 эоэаполненного состава для изоляции водопритока в скважину с вышеуказанным содержанием компонентов в нем существенно выше суммарной прочности известных составов (ср. состав 2 с 23 и 28, состав

10 20 с 24 и 29), Технология применения данного состава в промысловых условиях проста. Предварительно приготовленный состав эакачивают в призабойную зону пласта на15 гнетательной или добывающей скважины до .снижения приемистости в 1,5 — 2,0 раза или повышения давления.закачки на 10-30 . дают выдержку на образование газонаполненного геля (16 — 48 ч) и пускают скважину в

20 эксплуатацию.

Использование данного состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные

25 скважины, Состав может быть применен для регулирования разработки месторождений при заводнении, что приводит к увеличению добычи нефти с одновременным уменьше-. нием добываемой воды на каждую скважи30 но-операцию, дующем соотношении ингредиентов, мас.

% гидролиэованный полиакриламид— 0,2-1,0; хромсодержащее вещество— 0.005-0,04; нитрит натрия — 1,28-8,96; хлористый аммоний — 1 — 7; поверхностноактивное вещество — 0,05-2.0; соляная кислота — 0,1-0,5; вода — - . остальное.

1793044

1(I

1:

l !

1 ф

1 »

1.

1

1

1о

1.3)

1о о л

Э

S Э

1

) о

Iо

:)« с:) о ю

«.О

CD о сч

CD о сч л с) о

С)) «О

О О

C) сч

C) о о о

)Л Ю М

О\ -Ф сч о 1.) °

-4 еLA N

o o и м

К

fg

Х с

g3

Е

Э

° 30

Щ Э х а щ Э

О) а

1 л

fg Щ

Z С=

1

1сч1

I »!Ю

4

1

I м)

1 - 1

1л

1 I

1 1л

1О 1- г

1 lo

3 3

I Ю

I сЧ сч «с» г- -1

C)

О .4

«О LA

)л м «О Г е»

I

1 fg

1 С о

СО

I

I е-) 1 » сч л

»О

LA сч

О е л f

«»О О0 О, е»

О 4. л л

CO О

«О

4, 3;3 X)

C) Л л л -О CA

О е е О е

О Л

СО «»0 л

° л о о л л л о о

1» л с) л л

1»

О л

° л о о л

° е с» о

I

1.О о к

Щ

2е

-0 -0 -0 л ° °

"О «О 0

--0 -Ф л л О о

I

1 LA сч о м

Л Ю с)

FC)

О е °

LA ШЛ с) о л

)Г\ -ГЪ о о

° а

LA о о л °

)л м

C)

О л

C) :ч

o o ю о сч сч о о

° ° о ю

1 l

1 fg

1 М

1 Q.

I Э

1 Ц о

I U

1 8. х

I I

I S

1. 1., о

i Y

I IЩ а

1 Щ

1 S

I- 1

U 1

Э О1

O М1

3 о

IU

Э

ы

Э

Э

Э

Б шл

О - 1 с) о л л о o м

CD о) lA с о е ° о о сч сч о о

О О

I I

1

3Ы х а3

S .О-l 5 I

:-3 I

I I

I !! х

1 1

I !

1

1

1 СО

t е:»

I

l

I !

1 CD

1е

t! 1

Б

3 U о э

М 3

lA о о е

О )Л л ° о о о о

° «л сч м с) CD л

o o л о °

Ш с о

fg

Ю с

1 О»

1 fg

1 З. .f)

I c1»

Iî

fg

М

CL S

Щ 1

Е S

CL э

H

I 1

I I

1 I с 1

OZ

Х l

1 »

1Ол 1

I м м

° ° о о сч

О м о м м

° ° л ° ю,— о о мм л

Ю м л

О м м л ° о о м л

1

)5;

1 у>

Z

Щ

3 с

Щ

1Q

Э щ

S lX О щ о

m o

)S з

1 Z

Щ

1 С

1 Е

l. Л

1 f0

3

1 I

3 I

1 Щ

U ф о щ

O l1 е

Щ

Ы

I- и

CL

Э

IЩ а

Щ х

К

Щ

I9 о о.

L х ,S

S л

03

Iо о о

Э

X

Э

1 о

Щ

X о

Щ

©,о о

Щ

Z е

30 о

IZ

Э

Z о

L" о х

Э

X

Щ

CL

Э с о с»

I I- I

I O« о I g»1

1 ь О

I О 1 I

1 сЧ 0 о )л. )л

-3 -4:,0 (УЪ «О

-0 О О сЧ сЧ

-! -0 - 1 -1 --3 - Ф

° . л л а ° а л

-О Ю О О ) О:0 (Ч М -4 LA «О Л»0 СЗЪ

1793044 т

X Ц (D

Щ

4S

% . с„"

В 1

I

4

-4- o

4»- I (>

1 . 1 (I

М I сс1 !

1 =4-!

1 (I

1 !

I I М сч л

I т»

I 1

1 (I

I I м

I - сч ! т» (л

1

1 (л

1 О ( о

1 «!

l 1

1 1

t сч

Л I

I I

I 1

1 3

)=О)o

I I л

1 I

v4 01

О. сЧ Л л л °

Х3 Х4 Л

34 X(X(О - сч л е °

Л Л Л

Х4 Х4 Х4

Л Л л л

О О

Л

Л л о т — (Л л л

О О

О

31 -4 -4 -4 -3 -4" - М - 1 - -Ф -Ф 3 -Ф

° сч

° л л е Л л л л

:О - .О О .О О .О О,О .О О тО О О О

1 1

I f сч сч сч сч

I 1 О О О О

I W t

3 ΠΠΠΠ(1 (— - .(1

3 1

I I . 1 1 ! О (.. = = Х х ! о

I 1

1 — —

I . I

1 I

I LCI I О . О О О

1 (° л ° л

I 1 т- т- т — е— с о

1 . I Z

1 Я

I I ЯI - 1 I .43

С I I

I I 0

I I V 1 l I ! — -.)

I I ! . I М М М М

I М I л л л л

I Ь О О О

I 1

Г 33

1 I

I 1

I I т

Я ! 1 Z

1 сЧ I Z I I I

1 1 Щ

1 4:f 1 I I (I (I I

f I

t -Ф се,О Л ! т- 1 . т1

О е» О

° a °

О О л л

I т» е» л

43(Ю Q

Л Z с о

4)3

L о

Ц

44f 1

I е

1 .О о

o o o o o o o o o o o o o

СЧ Л Г О <т Л 1 О -О - Л -Э О

I

I ю о

О сч m m X .О а о о о о сч о

О lA О D СС\ - М D X(О W СЧ 31

Л сЧ (Л З- — сС,О сЧ М М

I

О сч 1

- Ф С" 1 СЧ С1 т .е3 -е Се т - -е . СЧ XI М О и М О т Л 3 СЧ О а М а а — .О .О М т --(М СЧ О О

l

LA ет. т» т. М М 3

I л л сч (o л л л Л л ° е сЧ т» сч Л Л .О =О Л л л -о ло х л .-.о

) л r (- л л л

I е т f ° — т аЛ т» а»

° л л л ° ° °

О О O N О О О О О I

t

I !

I

f

Ю

О ° О О О .О О D Ь О О О О О О 1

I Л Л (Г\ LA (Г\ СС\ (Л (Г\ LA LA (Л Л ИЪ 3

1

1 сЧ сч -Ч сч м сЧ -4 сЧ

О О O О О O D О O О л ° л л л л е a a л.

О О О О Ь О D О О О t

l

3 х а

I 1 I I I х х

I t I I I I О LQ I I

t !

Л О

I л ° I

О т — I I I I (I

I с l

9 о

Z

t о

6 "1

t 4: 1 X: I 1 I I I I I

t м м м м м сч м м м м сч м

I л л ° л ° л ° л л л ° I о о о о о о î A о о о о

t (I о

1I

1 t . f 1 съ I 1 I 1

1 1

1 I I 1 I f. I t I I

l

О т О CV М - 1 LA О XI ÇÚ 3 f сч сч сч сч сч сч cv сч:ч сч