Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов

 

Изобретение относится к бурению скважин в нефтегазовой промышленности, а именно к составам для изоляции водопритоков в условиях низкопроницаемых коллекторов. Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов содержит полимер и растворитель, где в качестве полимера он содержит продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом, а в качестве растворителя - метанол при следующем соотношении компонентов, мас. %: продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом, 4 - 28, метанол остальное. Данное техническое решение позволяет значительно повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ в условиях низкопроницаемых коллекторов путем создания более прочного непроницаемого экрана. 1 табл.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, а именно к составам для изоляции водопритоков в условиях низкопроницаемых коллекторов.

Известен состав для изоляции водопритоков, содержащий поливиниловый спирт и воду [1].

Данный состав обладает низкой фильтрационной способностью и неэффективен для применения в условиях мелкопористых и мелкотрещиноватых пород, кроме того данный состав способен создавать изоляционный экран только при контакте с высокоминерализованными пластовыми водами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер и ацетон, в качестве полимера он содержит сополимер стирола и малеинового ангидрида (стиромаль) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сополимер стирола и малеинового ангидрида - 3 - 25 Ацетон - Остальное [2].

Недостатком известного состава, принятого за прототип, является неудовлетворительное качество состава для обеспечения эффективной изоляции из-за низкого напряжения смачивания породы, высокая взрыво-пожароопасность из-за низкой температуры самовоспламенения ацетона.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности ремонтно-изоляционных работ в мелкопористых и мелкотрещиноватых коллекторах.

Для решения указанной задачи в предлагаемом тампонажном составе для изоляции проницаемых пластов, содержащем полимер и растворитель, в качестве полимера он содержит продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом, а в качестве растворителя - метанол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом - 4 - 25 Метанол - Остальное.

Бустиран ТУ 6-01-03-48-85 - продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида с последующей этерификацией бутанолом в среде органического растворителя ацетона представляет собой бесцветную или слегка желтоватую, вязкую жидкость без видимых механических включений и комочков полимера, класс опасности 4, условная вязкость 80 - 120 с, массовая доля полимера в растворе не менее 25%.

Известно применение бустирана в качестве пленкообразующего полимера в производстве сухих пленочных фоторезисторов для изготовления печатных плат [3].

Метанол технический ТУ 13-05-132-83 представляет собой бесцветную или слабо-желтую жидкость без механических примесей, плотность 0,791 - 0,793 г/см³, пределы кипения при атмосферных условиях 64 - 65^oC, не более 0,002 мас.%, содержание железа не более 0,0001 мас.%.

Известно применение метанола в качестве ингибитора гидратообразований [4] и компонента композиций для спиртосолянокислотных обработок скважин [5].

Совместное применение бустирана и метанола в качестве состава для изоляции пластов в литературе не обнаружено.

Авторами экспериментально установлено, что тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов до полимеризации пластовой водой обладает низкими значениями поверхностного натяжения σ и краевого угла смачивания Θ , что обеспечивает ему повышенную проникающую способность в тонкопоровые и мелкотрещиноватые коллекторы за счет капиллярного впитывания. Скорость капиллярного впитывания определяется величиной напряжения смачивания породы σcosΘ [6] и достигает значений 45,17 мН/м.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что применение предлагаемого состава обеспечивает более высокий изоляционный эффект за счет повышенной проникающей способности рабочей композиции, что позволяет увеличить степень заполнения тампонажной смесью наиболее мелких трещин и поровых каналов и тем самым получить непроницаемый прочный изоляционный экран в пределах отключаемого интервала.

Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов готовится следующим образом.

В растворном цехе ККРС в необходимый объем бустирана вводят расчетное количество метанола и тщательно перемешивают. Доставку рабочего раствора к скважине осуществляют в герметичной емкости. Закачку тампонажной смеси осуществляют с помощью цементировочного агрегата ЦА-320.

Расход тампонажной смеси 0,25 - 1 м³/м в зависимости от поглощения изолируемого интервала.

Качество изоляции в условиях низкопроницаемых коллекторов зависит от проникающей способности тампонажной смеси, определяемой через величину напряжения смачивания породы.

Для определения показателя величины напряжения смачивания были проведены исследования по определению краевого угла смачивания и измерению поверхностного натяжения предлагаемого состава.

Для измерения краевого угла смачивания был применен метод, заключающийся в фотографировании капли исследуемого раствора на границе с воздухом (газом), помещенного на пластинку, вырезанную из керна (модель карбонатной породы) с помощью микрошприца.

По полученным негативам определяли краевой угол смачивания.

Значения поверхностного натяжения определяли по известной методике на сталагмометре по методу падающих капель при нормальных условиях. Коэффициент поверхностного натяжения определяли на границе с воздухом (газом).

Пример 1. Для получения 100 г состава по прототипу в 114 мл ацетона растворители 10 г стиромаля и перемешивали в течение 12 ч до полного растворения (опыт 1).

Пример 2. Для приготовления 100 г состава к 39 мл 28%-ного раствора бустирана добавили 81 мл метанола и тщательно перемешивали в течение 1 ч (опыт 4). Все исследуемые составы готовили аналогичным образом.

Результаты опытов сведены в таблицу. Как видно из таблицы, у состава по прототипу недостаточно высокие значения напряжения смачивания (опыт 1), что не позволяет эффективно использовать данный состав в условиях низкопроницаемых коллекторов.

Установлено, что оптимальное содержание бустирана в заявляемом тампонажном составе 4 - 28 мас.% (опыты 3 - 7).

Нижний предел содержания бустирана 4 мас.%, так как при уменьшении данной концентрации снижается изоляционная способность состава (опыт 2).

Верхний предел содержания бустирана составляет 28 мас.%, так как при больших содержаниях бустирана уменьшается величина напряжения смачивания, что ухудшает качество состава (опыт 8).

Нижние и верхние пределы содержания метанола определяются степенью растворения бустирана в последнем, оптимальное содержание которого составляет 72 - 96 мас.%.

Применение предлагаемого тампонажного состава для изоляции проницаемых пластов позволяет значительно повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ в условиях низкопроницаемых коллекторов за счет повышенной проникающей способности состава, обеспечивающей повышение степени заполнения тампонажной смесью наиболее мелких трещин и поровых каналов и тем самым создать более прочный непроницаемый экран.

Источники информации 1. Способы изоляции воды в нефтяных и газовых скважинах. Обзор отечественных и зарубежных изобретений, М.: ВНИИОЭНГ, 1978, с. 35.

2. Патент РФ N 2002038, кл. E 21 B 33/138, приор. 17.06.91, Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, Авторы: Цыцымушкин П.Ф. и др., опубл. 30.09.94, БИ N 18, 1994 (прототип).

3. Бустиран ТУ 6-01-03-48-85.

4. Гвоздев Б. В., Гриценко А.И., Корнилов А.Е., Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений, М.: Недра, 1988, с. 543.

5. Бухгалтер Э.Б., Метанол и его использование в газовой промышленности, М.: Недра, 1986, с. 113.

6. Чураев Н.В., Физико-химия процессов массопереноса в пористых телах, М.: Химия, 1990, с. 258.

Формула изобретения

Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер и растворитель, отличающийся тем, что в качестве полимера он содержит продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом, а в качестве растворителя - метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицированный бутанолом - 4 - 28 Метанол - Остальноен

РИСУНКИ

Рисунок 1

PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:
Общество с ограниченной ответственностью "Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа" (ООО "ВолгоУралНИПИгаз") (RU)

(73) Новое наименование патентообладателя:
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Оренбург" (ООО "Газпром добыча Оренбург") (RU)

Адрес для переписки:
460000, г. Оренбург, ул. Пушкинская, 20, ООО "ВолгоУралНИПИгаз"

Извещение опубликовано: 27.10.2009        БИ: 30/2009

---