Загуститель изоляционных составов для бурения и эксплуатации скважин

 

Использование: область нефтедобычи, в частности для получения изоляционных составов. Сущность: реагент-загуститель изоляционных составов для бурения и эксплуатации скважин представляет собой порошкообразный полимер (сополимер кислот акрилового ряда) со степенью гидролиза 4-40%, обработанный ионизирующим излучением поглощенной дозой 0,5-3,0 МРад. Реагент может дополнительно содержать вещества, ингибирующие старение полимера. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов и повышения эффективности разработки нефтяных месторождений.

Аналогом предлагаемого загустителя являются водоизолирующие составы ВУС [1,2] которые образуют в пластовых условиях в результате структурирования водных растворов полиакриламида различными сшивающими агентами, в частности, солями поливалентных металлов в присутствии регуляторов гелеобразования (минеральных или органических кислот). В качестве добавок часто используются смолы.

Известен метод воздействия на процесс полимеризации смол облучением лучами, при котором интенсивность облучения должна быть достаточной для отверждения смолы и безопасной для персонала [3] Использование патентуемого порошкообразного реагента нового типа - полимера (сополимера) кислот акрилового ряда, сшитого в твердой фазе, в качестве основы для полимерно-гелевых систем исключает использование структурирующих агентов, регуляторов гелеобразования и прочих функциональных добавок. Экологическая чистота, простота приготовления, хорошая прокачиваемость по трубами, отсутствие липкости к оборудованию, высокая закупоривающая способность, регулируемость реологических свойств все это отличает предлагаемый загуститель.

Порошкообразный реагент обрабатывают ионизирующим излучением поглощенной дозой 0,5-3,0 МРад. Снижение значения поглощенной дозы менее 0,5 МРад не позволяет получить достаточно структурированную систему. Верхнее значение обусловлено тем, что при повышении дозы облучения более 3 МРад процесс деструкции преобладает над процессом структурирования. Обработанный реагент при добавлении к воде образует полимерно-гелевую (гетерогенную) систему. При закачке полученной системы в пласт происходит снижение проницаемости обводнившихся пропластков за счет способности гелевых частиц применяемого раствора набухать во времени в водной среде и надежно закупоривать поровые каналы. Полимерно-гелевые системы химически инертны по отношению к породам и пластовым флюидам и не меняют своего физического состояния в пластовых условиях. Это позволяет легко регулировать реологические свойства систем, что обеспечивает их глубокое проникновение в пласт. Инертность к пластовым флюидам и породам коллектора обеспечивается верхним пределом степени гидролиза исходных полимеров (сополимеров) не более 40% При степени гидролиза менее 4% продолжительность растворения исходных высокомолекулярных соединений резко увеличивается (с 1-2 часов до 10-12 часов). В качестве полимеров и сополимеров кислот акрилового ряда можно использовать FlooPaam 2000, ПАА, Пушер 700, РДА 1020, сополимеры акриловой кислоты и акриламида [4] Пример реализации изобретения.

В качестве загустителя использовал РДА-1020, облученный дозой 0,5 МРад, 0,5% мас раствор которого имеет эффективную вязкость 25,3 мПа·с. Испытания загустителя проводились в лабораторных условиях. Модель пласта представляла собой металлический кернодержатель длиной 70 см и внутренним диаметром 2,2 см с песчаной набивкой, проницаемость которой менялась в каждом новом эксперименте в диапазоне 0,5 5 мкм². В качестве основного элемента питающей системы использовалась стандартная установка для исследования кернов УИПК-1, обеспечивающая заданную скорость вытеснения нефти рабочим агентом (водой) и закачки тампонирующего состава. Приемная система установки состояла из поджимок и баллона с азотом. Система позволяла создавать противодавление на выходе из модели и производить отбор поступающих из модели пласта флюидов без остановки эксперимента. Методика проведения экспериментов позволяла обеспечивать условия, близкие к реальному процессу обводнения нефтедобывающих скважин: модель пласта насыщалась нефтью, затем через питающую систему осуществлялось вытеснение нефти пресной водой до полного обводнения пласта. При этом замерялись параметры, необходимые для оценки коэффициента вытеснения нефти (количество воды и нефти на выходе из модели). После этого со стороны приемной системы в модель заканчивалась оторочка раствора загустителя (0,5% мас) размером 0,2 от порового объема модели пласта. После завершения процесса тампонирования продолжался процесс вытеснения водой со стороны питающей системы. После чего определялся конечный достигнутый коэффициент вытеснения нефти и оценивалась тампонирующая способность полимерно-гелевой системы. Критерием оценки тампонирующей способности являлся остаточный фактор сопротивления R_ост K₁/K₂, представляющий собой отношение проницаемости пористой среды от (K₁) и после тампонирования (K₂). Для уменьшения процесса радиационного старения и термоокислительной деструкции полимерно-гелевых систем γ-облучение порошкообразного реагента (полимера, сополимера кислот акрилового ряда) проводится в присутствии добавок (антирадов и антиоксидантов), добавляемых в количестве не более 1-2% мас [5] Влияние добавок на вязкость реагента дано в табл.1.

В качестве добавок применяются N-фенил-N-изопропил-пара-фенилендиамин, фенил-b-нафтиламин, тиодефиниламин и их смеси [5] Аналогичные результаты были получены и для других полимеров и сополимеров кислот акрилового ряда.

Формула изобретения

1. Загуститель изоляционных составов для бурения и эксплуатации скважин на основе радиационно обработанных акриловых соединений, отличающийся тем, что в качестве радиационно обработанных акриловых соединений используют обработанные ионизирующим излучением поглощенной дозой 0,5 3,0 Мрад порошкообразные полимеры или сополимеры кислот акрилового ряда со степенью гидролиза от 4 до 40% 2. Загуститель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вещество, ингибирующее радикальное старение.

РИСУНКИ

Рисунок 1