Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов

 

Изобретение относится к разработке скважин в нефтегазовой промышленности, а именно к составам для изоляции водопроницаемых пластов и трещин. Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов содержит полимер, растворитель и неионогенное ПАВ, 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 5 - 25, неионогенное поверхностно-активное вещество 0,5 - 2,5, метанол остальное. Данное техническое решение позволяет значительно повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ в водопроницаемых пластах и трещинах за счет получения в пластовых условиях тампонажного материала, обладающего высокой адгезией к породе, и тем самым получить более прочный, непроницаемый экран. 1 табл.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно, к составам для изоляции пластов.

Известен тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий сополимер стирола и малеинового ангидрида (стиромаль), а в качестве растворителя - ацетон [1].

Данный состав обладает низкой изоляционной способностью и неэффективен при больших перепадах давлений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является темпонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий сополимер стирола и малеинового ангидрида, неионогенное поверхностно-активное вещество и ацетон [2].

Недостатком известного решения является неудовлетворительное качество состава для эффективной изоляции водопритоков из-за низкой адгезии изоляционного состава к породе.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения эффективности ремонтно-изоляционных работ в условиях водоносных коллекторов.

Для решения указанной задачи в предлагаемом тампонажном составе для изоляции проницаемых пластов, содержащем полимер, растворитель и неионогенное ПАВ, в качестве полимера он содержит продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этирефицированный бутанолом, а в качестве растворителя - метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%: Продукт сополимеризации стирола и малеинового ангидрида, этерифицрованный бутанолом - 5 - 25 Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,5 - 2,5 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 не менее 25%.

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

Метанол технический ТУ 13-05-132-83, предоставляет собой бесцветную или слабо-желтую жидкость без механических примесей, плотность 0,791 - 0,795 г/см³, пределы кипения при атмосферных условиях 64 - 65^oC, содержание серы не более 0,002 мас.%, содержание железа не более 0,0001 мас.%.

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

Совместное применение бустирана, метанола и неионогенного ПАВ в литературе не обнаружено.

Авторами экспериментально установлено, что предлагаемый тампонатжный состав обладает высокой адгезией к поверхности породы. В результате получается более прочный изоляционный экран, что позволяет повысить эффективность изоляции проницаемых пластов и трещин в условиях водоносных коллекторов за счет исключения выдавливания изоляционного материала из трещин и высокопроницаемых пропластков. Работа адгезии тампонажного состава к поверхности породы достигает значений 74,99 мН/м.

Достигаемый при осуществлении изобретения технический результат состоит в том, что предлагаемый состав обеспечивает высокое качество изоляции проницаемых пластов и трещин в условиях водоносных коллекторов за счет высокой адгезии тампонажного материала к породе, что позволяет повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ при больших перепадах давления.

Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов готовится следующим образом.

В растворном цехе ККРС необходимый объем бустирана смешивают с расчетным количеством метанола, добавляют заданное количество ПАВ и тщательно перемешивают.

Доставку рабочего раствора к скважине осуществляют в герметичной емкости. Закачку тампонажной смеси производят с помощью цементировочного агрегата ЦА-320. Расход тампонажной смеси 0,15 - 2 м³/м в зависимости от поглощения изолируемого интервала и размеров планируемого изоляционного экрана.

Качество изоляции зависит от адгезии тампонажного материала к поверхности породы, которую определяли через величину работы адгезии W = σ·(1+cosΘ) (6) где W - работа адгезии (мН/м); σ - поверхностное натяжение, м/Нм); Θ - краевой угол смачивания, град.

Для определения работы адгезии были проведены исследования по определению краевого угла избирательного смачивания и измерению поверхностного натяжения исследуемых растворов.

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

Значения поверхностного натяжения растворов определяли на сталагмометре конструкции БашНИПИнефть при температуре 20^oC, на границе с воздухом (газом).

Пример. Для приготовления 100 г предлагаемого состава к 39 мл 28% раствора бустирана добавили 79,8 мл метанола, в котором предварительно растворили 1 г неионогенного ПАВ ОП-10 и тщательно перемешивали (опыт 4). Все исследуемые составы готовили аналогичным образом.

Результаты опытов сведен в таблицу.

Как видно из таблицы, у состава по прототипу (опыт 1) недостаточно высокие значения работы адгезии, что не обеспечивает качество тампонажного состава в условиях проницаемых пластов и трещин из-за недостаточной адгезии изоляционного материала к породе.

Установлено, что оптимальное содержание бустирана в тампонажном составе составляет 5 - 25 мас.% (опыты 3 - 6).

Нижний предел содержания бустирана принят 5 мас.%, так как при уменьшении данной концентрации снижается изоляционная способность состава (опыт 3).

Верхний предел содержания бустирана составляет 25 мас.%, так как при больших значениях содержания бустирана величина работы адгезии практически не увеличивается и дальнейшее увеличение концентрации бустирана в составе будет приводить к необоснованному расходу реагентов (опыт 6 - 7).

Нижний предел содержания неионогенного ПАВ 0,5 мас.%, так как при уменьшении данной концентрации до 0,4 мас.% происходит значительное ухудшение качества состава (опыт 8).

Верхний предел содержания ПАВ 2,5 мас.%, так как при дальнейшем увеличении концентрации до 3,0 мас.% наблюдается некоторое снижение работы адгезии (опыт 12). Нижний и верхний пределы содержания метанола как растворителя определяются оптимальными концентрациями остальных составляющих состава и составляют 72,5 - 94,5 мас.%.

В опытах в качестве компонентов изоляционного состава испытывались также анионактивные ПАВ (сульфанол) и катионоактивные поверхностно-активные вещества (катамин АБ, марвелан (Ко)). Повышения адгезионной способности исследуемых составов при применении данных веществ достигнуто не было.

Применение предлагаемого тампонажного состава для изоляции проницаемых пластов позволяет значительно повысить эффективность ремонтно-изоляционных работ водопроницаемых пластов и трещин за счет высокой адгезии тампонажного материала к породе, обеспечивающей получение более прочного, непроницаемого экрана, способного выдерживать большие перепады давления.

Источники информации
1. RU, патент, 2002038, кл. E 21 B 33/138, 1994.

2. RU, патент, 2046180, кл. E 21 B 33/138,
3. Бустиран ТУ 6-01-03-48-85.

4. Гвоздев Б. В. и др. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Справочное пособие, М.: Недра, 1988, 575 с.

5. Бухгалтер Э.Б. Метанол и его применение в газовой промышленности. М.: Недра, 1986, с.113 - 114.

6. Гиматудинов Ш. К., Физика нефтяного и газового пласта. Учебник. М.: Недра, с.213 - 214.

Формула изобретения

Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер, растворитель и неионогенное поверхностно-активное вещество, 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 - 5 - 25
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,5 - 2,5
Метанол - Остальноер

РИСУНКИ

Рисунок 1

TK4A Поправки к публикациям сведений об изобретениях в бюллетенях "Изобретения (заявки и патенты)" и "Изобретения. Полезные модели"

Напечатано: (73) Общество с ограниченной ответственностью «Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа»(RU)

Следует читать: (73) Общество с ограниченной ответственностью «Волго-Уральский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа»(RU); Общество с ограниченной ответственностью «Газпром добыча Оренбург» (RU)

Номер и год публикации бюллетеня: 20-2009

Код раздела: FG4A

Извещение опубликовано: 27.10.2009        БИ: 30/2009

---