Состав для обработки скважин и изоляции высокопромытых участков пласта и способ его приготовления

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к составам для обработки скважин и изоляции высокопромытых участков пласта и способам его приготовления. Состав содержит, мас.%: бентонитовую глину 3,0; алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина 0,1-0,5; кубовый остаток производства синтетического глицерина или щелочь 0,1-0,5; воду - остальное. Состав готовят перемешиванием до получения однородной суспензии бентонитовой глины в водном растворе добавок, где в качестве добавок используют на 3,0 мас. % глины по 0,1-0,5 мас.% алкильных производных хлористого гексаметилентетрамина и кубовых остатков производства синтетического глицерина или щелочи, остальное - вода. 2 с.п.ф-лы, 6 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к составам для изоляции высокопромытых участков пласта и способам их приготовления.

Известен ряд составов для изоляции высокопромытых участков пласта и способов их приготовления [1,2] наиболее близким к предлагаемому из которых является состав [2] содержащий глину, воду и полиакриламид (ПАА), и способ его приготовления [2] включающий перемешивание до получения однородной суспензии бентонитовой глины в водном растворе добавки ПАА.

Недостатком известного состава и способа его приготовления является недостаточная эффективность из-за низкой способности состава проникать в пласт, а также дороговизна импортного ПАА.

Задача изобретения повышение эффективности состава для изоляции высокопромытых участков пласта за счет увеличения его проникающей способности.

Техническим результатом явится способность состава закупоривать высокопромытые участки пласта, более удаленные по сравнению с прототипом от призабойной зоны, соответственно увеличится охват пласта воздействием, повысится добыча нефти.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый состав содержит глину, воду, а в качестве добавок алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина и кубовый остаток производства синтетического глицерина или щелочь и представляет собой стабилизированную суспензию средний слой трехфазной системы, получаемой после отстоя смеси компонентов, мас.

Бентонитовая глина 3,0 Алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина 0,1 0,5 Кубовый остаток производства синтетического глицерина 0,1 -0,5 Вода Остальное Поставленная задача решается также тем, что в способе приготовления состава, включающем перемешивание до получения однородной суспензии бентонитовой глины в водном растворе добавки, в качестве добавок используют на 3,0 мас. глины по 0,1-0,5 мас. алкильных производных хлористого гексаметилентетрамина и кубовых остатков производства синтетического глицерина или щелочи, остальное вода. Полученную суспензию отстаивают до стабилизации процесса седиментации и получения трехфазной системы и отбирают для закачки в пласт стабилизированную суспензию средний слой трехфазной системы.

Алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина выпускаются Стерлитамакским ПО "Каустик" по ТУ 6-01-1012949-07-89 под товарной маркой ЛПЭ-11 и представляют собой продукт взаимодействия гексаметилентетрамина (уротропина) с хлорпроизводными ненасыщенных углеводородов С₃ и С₄.

Физико-химические показатели и нормы требований ТУ на бактерицидный препарат приведены в табл. 1.

Кубовый остаток производства синтетического глицерина полиглицерины (ПГ) представляют собой попутный продукт производства синтетического глицерина. Общая формула реагента: CH₂OHCHOHCH₂O(CH₂CHOHCH₂O)_nH, где n=1-3.

Полиглицерин негорюч, невзрывоопасен, нетоксичен и не образует токсичных соединений в воздушной среде в присутствии других веществ или факторов.

Полиглицерин выпускается Стерлитамакским ПО "Каустик" (ТУ 6-01-0203314-92-89). Физико-химические показатели и нормы требований на товарную форму ПГ приведены в табл. 2.

Известно применение ПГ, например, для снижения адсорбции НПАВ, применяемых для повышения нефтеотдачи [3] Именно заявляемая последовательность операций в способе приготовления состава обеспечивает получение стабилизированной суспензии с улучшенной проникающей способностью и обладающей изолирующими свойствами.

Таким образом, заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Увеличение эффективности изолирующего действия предложенного состава по сравнению с прототипом осуществляется за счет увеличения глубины проникновения состава в пласт. Как видно из данных, приведенных в табл.3, добавка ЛПЭ-11, NaOH или кубового остатка производства синтетического глицерина ведет к увеличению процентного содержания мелких частиц в суспензии бентонита по сравнению с минерализованной водой, большинство частиц имеет размеры 10 мкм, так же как и по прототипу. Преобладание мелких частиц позволяет снизить гидравлическое сопротивление породы течению состава, возникающее за счет забивания пор частицами глины и уменьшения площади поперечного сечения каналов. Поскольку предложенный состав в качестве добавки не содержит водорастворимый полимер, структурообразование не играет столь большой роли в стабилизации глинистой суспензии, как в прототипе. Соответственно предложенный состав обладает меньшей вязкостью и меньшим пластическим напряжением сдвига, чем композиции на основе полиакриламида. Реологические свойства композиций представлены в табл. 4.

Консистентность К и показатель неньютоновости α эмпирические параметры в уравнении Гершеля-Балкли t = τ_o + Kj^a, описывающем кривые течения неньютоновских жидкостей, обладающих пластическими свойствами. Поскольку при течении предлагаемого состава возникает меньшее напряжение сдвига, он должен легче проникать вглубь пласта по сравнению с прототипом. Вместе с тем величина τ_o для предлагаемого состава того же порядка, что и по прототипу, поэтому состав должен достаточно прочно задерживается в порах и невымываться вытесняющей водой.

Для выбора диапазона концентраций компонентов в исходной смеси для приготовления заявляемого состава были проведены опыты по измерению объема стабилизированной суспензии среднего слоя трехфазной системы, получаемой после отстоя смеси компонентов. Результаты приведены в табл. 5.

Как видно из табл.5, рост концентраций добавок ведет к снижению объемной доли суспензии в жидкой фазе смеси компонентов, что нецелесообразно с точки зрения практического применения. С другой стороны, при низких концентрациях добавок не будут достигнуты достаточные для изолирующего действия состава значения τ_o. На этих основаниях предлагается диапазон концентрации компонентов в исходный смеси по 0,1-0,5 мас. ЛПЭ-11 и ПГ (или щелочи) на 3 мас. глины, остальное вода.

При приготовлении заявляемого состава соблюдается следующая последовательность операций: 1. Растворение ЛПЭ-11 и ПГ в воде; 2. Перемешивание глины в полученном по п.1 растворе до получения однородной суспензии;
3. Проведение стабилизации однородной суспензии, полученной по п.2, с получением трехфазной системы, состоящей из мокрого осадка, стабилизированной суспензии среднего слоя и осветленного верхнего слоя;
4. Отбор в качестве заявляемого состава стабилизированной суспензии - среднего слоя трехфазной системы, полученной по п.3.

Для изучения воздействия предложенного состава на пласт были проведены фильтрационные испытания на пластовых моделях. Образцы породы, выпиленные в виде цилиндров, смещались в кернодержатель, в котором создавался гидравлический обжим в 30 атм. Во всех опытах проницаемость образцов составляла ≈ 150 мД, пористость ≈ 0,3. Сначала через образцы фильтровалась вода до установления постоянного перепада давления, затем образцы обрабатывали оторочкой в 0,3 поровых объема состава, после чего продолжалась фильтрация воды до установления постоянного перепада давления. Фактор остаточного сопротивления f_ост., равный отношению перепадов давления после обработки образца составом и до нее, показывает степень изолирующего воздействия состава. В табл. 6 приведены f_ост., полученные при испытании прототипа и предложенного состава.

Близкие значения фактора остаточного сопротивления для предложенного состава и прототипа свидетельствуют об эффективности их изолирующего действия.

Пример конкретного осуществления. Для приготовления состава по 10 г 50% -ных ЛПЭ-11 и ПГ растворяли в 950 г воды. В полученном растворе ЛПЭ и ПГ перемешивают 30 г бентонитовой глины до получения однородной суспензии. Оставляют на 1 сут. для стабилизации процесса седиментации. Полученная трехфазная система состоит из мокрого осадка, стабилизированной суспензии - среднего слоя и осветленного верхнего слоя. Соотношение У_{стабилизирован. сусп.}/У_{смеси компонентов} составило 0,107 (табл. 5).

Для проведения фильтрационных экспериментов отбирают стабилизированную суспензию средний слой трехфазной системы.

Процентное распределение частиц бентонитовой глины по размерам в полученном составе приведено в табл. 3 (п.5); реологические свойства в табл. 4 (п.3).

Результаты фильтрационного эксперимента даны в табл. 6 (п.1); f_ост= 15,85.

Таким образом, предлагаемые состав и способ его приготовления обеспечат эффективную изоляцию высокопромытых участков пласта с более глубоким проникновением изолирующего материала в пласт, чем по прототипу. Заявляемые решения промышленно применимы, так как используются доступные реагенты и оборудование.

Формула изобретения

1. Состав для обработки скважин и изоляции высокопромытых участков пласта, содержащий бентонитовую глину, воду и добавку, отличающийся тем, что в качестве добавок он содержит алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина и кубовый остаток производства синтетического глицерина или щелочь и представляет собой стабилизированную суспензию средний слой трехфазной системы, получаемой после отстоя смеси компонентов, мас.

Бентонитовая глина 3
Алкильные производные хлористого гексаметилентетрамина 0,1 0,5
Кубовый остаток производства синтетического глицерина или щелочь 0,1 - 0,5
Вода Остальное
2. Способ приготовления состава для обработки скважин и изоляции высокопромытых участков пласта, включающий перемешивание до получения однородной суспензии бентонитовой глины в водном растворе добавки, отличающийся тем, что в качестве добавок используют на 3 мас. глины по 0,1 - 0,5 мас. алкильных производных хлористого гексаметилентетрамина и кубовых остатков производства синтетического глицерина или щелочи, остальное вода, полученную суспензию отстаивают до стабилизации процесса седиментации и получения трехфазной системы и отбирают для закачки в скважину стабилизированную суспензию средний слой трехфазной системы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4