Состав для изоляции водопритока в скважину

 

Сущность изобретения: состав содержит мас.%) гидролизованный сополимер стирола и малеинового ангидрида 2,3-8,5, калийхромовые квасцы 0,04-0,14, вода остальное . Сополимер растворяют в воде. Готовят водный раствор калийхромовых квасцов. Водные растворы сополимера и квасцов смешивают. Характеристика состава: динамическая вязкость 1203-4993 дПа с при скорости сдвига 1,0 с 1, пластическая вязкость 920-1393 дПа с, предельное динамическое напряжение сдвига 500-3600 дПа, предел прочности 800-6000 дПа, коэф. относительного снижения проницаемости оо. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4886240/03

- (22) 29.11,90 (46) 15.03.93, Бюл. N 10 (71) Нижневартовский научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) Ф. Я, Канзафэров, С, Г. Кэнзафарова и В, Д, Шаповалов (56) Патент США М 3809160, кл. 166 — 294, 1974, Авторское свидетельство СССР

l4 985255, кл. Е 21 В 33/138, 1980. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритокэ в нефтедобывающие скважины, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества состава для повышения водоизоляционных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритока в скважину, включающий гидролизованный полимер, калийхромовые квасцы и воду, содержит в качестве полимера сополимер стирола и малеинового ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидролизованный сополимер и стирала и малеинового ангидрида 2,3 — 8,5 калийхромовые квасцы 0,04-0,14 вода остальное.

„„5g 1802083 А1 (я)ю Е 21 В 33/138 (57) Сущность изобретения; состав содержит мас.%) гидролизованный сополимер стирола и малеинового ангидрида 2,3-8,5, калийхромовые квасцы 0,04-0,14, вода остальное. Сополимер растворяют в воде. ГоТоВАТ водный раствор калийхромовых квасцов. Водные растворы сополимера и квасцов смешивают. Характеристика состава: динамическая вязкость 1203 — 4993 дПа с при скорости сдвига 1,0 с, пластическая вязкость 920 — 1393 дПа с, предельное динамическое напряжение сдвига 500 — 3600 дПа, предел прочности 800 — 6000 дПа, коэф. относительного снижения проницаемости о0, 1 табл„1 ил, Использование предлагаемых составов позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и по регулированию профиля приемистости сложно-неоднородных нефтяных и нефтегазовых залежей, что приводит к повышению продолжительности эффекта и увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважино-операцию, а также позволит заменить полиакриламид (a том числе и импортный) на недефицитный реагент отечественного производства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Структурированные системы полимервода, широко используемые в нефтедобыче, характеризуются устойчивостью к деформации, благодаря своему строению. Структурированные или сшитые системы — полимеры, звенья которых образуют единую, химически связанную пространственную сетку. Из1802083 вестные составы, содержащие гидролизованный полиакриламид, имеют структурную формулу вида;

СН -СН—

С"-О !!

О!ча н,-сн

C--D !

4Н2

При растворении в воде полимер диссоциирует на ионы по карбоксильной группе

R-COO и Na . В присутствии сшивающего агента — хромовых квасцов. диссоциирующих в водном растворе на катионы Cr происходит структурирование или сшийка полимера, т.е. образуется макромолекула типа о=о о

Сг

1-с с-1

Предлагаемый состав содержит в качестве полимера гидролиэованный сополимер стирола и малеинового ангидрида, име ощий структурную формулу типа:.СН-СН -СН-сН-!- CH-CH — CH cHб

2 ! Ю, 2 о О= С c-=о Оо о-с с=о г мао она !!, При растворении в воде полимер, как и полиакриламид, диссоциирует на карбоксиионы 2R — СОО и катионы 2Na, Но в отличие от полиакриламида сшивка катионами Cr протекает по двум карбоксильным группам с образованием макромолекулы типа: о -г н-сн- о

ll !! сн-с — о с=о с=о о-с-сн !

1 Сг-О Î-Cl

СН-С-О 0-С-CH

ll ll о 0

Таким образом, образуется сшитый полимер с более плотной пространственной сеткой, чем полиакриламид. вследствие чего предлагаемый сополимер обладает более высокими структурно-механическими свойствами, Предлагаемый состав проверен в лабораторных условиях в сравнении с известными.

Состав готовится следующим образом.

Расчетное количество сополимера растворяется в воде при перемешивании. Отдельно готовится водный раствор калийхромовых квасцов, растворы сополимера и калий.хромовых квасцов смешивают. Период гелеобраэования 6-24 ч в зависимости от концентраций компонентов, Приготовленные растворьг исследова.лись на реовискозиметре "Реотест-2", Для оценки структурно-механических свойств используемых полимерных материалов определялись следующие реологические характеристики:

2р2 — динамическая вязкость — количественная характеристика свойства жидкости

10 оказывает сопротивление перемещению одной части относительно другой при сдвиге, дПа с;

rp предельное динамическое напряжение сдвига — прочность структурной сет15 ки, которую необходимо разрушить для обеспечения течения в начальный момент, дПа; у !! — пластическая вязкость, т.е, вязкостное сопротивление течению полимера, дПа с;

Р» — предел прочности, характеризуется переходом вязкости от практически бесконечного значения к низким значениям, дПа.

Водоизоляционные свойства определялись по следующей методике. В качестве насып!-;"..й модели пласта использовали керн длиной 0,5 м и диаметром 15 мм заполненный песком с размерами частиц 0,10—

0,35 мм, Нефть иэ нефтенасыщенного керна вытесняют пластовой водой до максимальной обводненности выходящих проб жидкости из керна и определяют начальную водопроницаемость керна (например, в мл/5 мин) при избыточном даьлении, Затем в керн закачивают приготовленный состав в количестве 2-х поровых объемов и через 24 ч закачивают пластовую воду и определяют конечную водопроницаемость керна при таком же избыточном давлении, затем рассчитывают относительное снижение исходной

40 проницаемости керна (Kptll), рассчитываемой по формуле: Котн=Кн/К», где Kl u K»вЂ” начальная (до закачки состава) и конечная (после закачки состава) проницаемость керна по воде, Изобретение иллюстрируется следующими примерами, Пример 1, Навеска 9,09 r 25 -ного водного раствора сополимера стирола и малеинового ангидрида растворяется в 80 мл проточной воды при перемешивании. Приготавливается водный раствор, содержащий 0,04 r калийхромовых квасцов и 10,87 мл проточной воды, который приливается к раствору сополимера при перемешивании, Динамическая вязкость состава при скорости сдвига 1,0 с через 12 ч — 1203 дПас.

Вода не фильтруется через керн.

Пример 2. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 36 г

1802083

25 -ного раствора сополимера и 50 мл проточной воды, и раствор калийхромовых квасцов, содержащий 0,15 г калийхромовых квасцов и 13,85 мл проточной воды.

Раствор представляет из себя рыхлую несвязанную массу, которая расслаивается через 12 ч.

Пример 3, Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 34 r

25 -ного водного раствора сополимера и

52 r проточной воды, с раствором, содержащим 0,04 г калийхромовых квасцов и 13,96 г прОточной воды, Динамическая вязкость состава составляет 4993 дПа м.

Вода не фильтруется через керн.

Пример 4. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 17,5 r

20 -ного раствора сополимера и 68,5 мл прОточной воды, и раствор, содержащий 0,14 г калийхромовых квасцов и 13,86 мл проточной воды. Динамическая вязкость состава составляет 1815 дПа с.

Вода не фильтруется через керн.

Пример 5. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 8 г 25 ного водного раствора сополимера в 80 r проточной воды, и раствор, содержащий

0,03 r калийхромовых квасцов и 11,97 мл проточной воды. Динамическая вязкость через 12 ч составляет 15 дПа с.

Коэффициент относительного снижения проницаемости К н составляет 860.

Вода фильтруется через керн, Свойства составов (предлагаемых и известных) приведены в таблице, а на чертеже показаны кривые течения полимерных композиций, где 1-ВУГ: 2-ГОС: 3-ВУС; 4 — состав 3; 5 — состав 4 (1-3 — известные, 4 и 5— предлагаемые, кривые сняты через 16 ч после приготовления при температуре 60 С).

В таблице представлены результаты исследования свойств полимерных композиФормула изобретения

Состав для изоляции водопритока в

30 скважину, включающий полимер, калийхромовые квасцы и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества состава для повышения водоизоляционных свойств, он в качестве полимера содержит

35 гидролизованный сополимер стирола и малеинового ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас. : гидролизованный.сополимер стирола и малеинового ангидрида 2,3-8,5 калийхромовые квасцы 0,04-0,14 вода остальное, 40 ций при t=60 С через 16 ч после приготовления, где;

*состав 6 — ВУà — вязкоупругий гель, содержащий 1 ПАА, 0.1 хромпика, 0,1$

5 натрия тиосульфата;

*состав 7 — ГОСТ, содержащий 1 ), ПАА, 1 КССБ,0,2 хромпика;

*состав 8 — ВУС, содержащий 1 ПАА, 0,03 калийхромовых квасцов.

1D Как видно из таблицы и чертежа предла гаемые составы 2, 3, 4 имеют структурно-механические свойства, превышающие свойства известных систем (ВУГ, ГОС, ВУС), причем имеют показатели в 10 — 100 раз

15 больше, чем известные. Надо еще раз указать, что эти данные приведены для сшитых систем, а приготовленные композиции представляют собой маловязкие подвижные жидкости, легко закачиваемые в сква20 жину, При температуре пласта (около 60 С) составы сшиваются с образованием резиноподобного материала, но не твердеющего.

Товарная форма сополимера — в виде порошка, или смолообразная жидкость

25 (ТУ 6-01-402-75), хромкалиевые квасцы (ГОСТ 4162-71).

1802083

П родолжение таблицы

ЖР 74ью жиР рр3и

Составитель Ф. Канэафаров

Техред M. Морге нтал Корректор С; Юско

Редактор

Заказ 835 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

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