Состав для изоляции водопритоков

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритоков в нефтяные и газовые скважины. Состав для изоляции водопритоков содержит следующие ингредиенты при их соотношении, мас.%: кремнийорганическое соединение 40-90, хлорид металла 0,5-10 и гликоль 10-50. В качестве кремнийорганического соединения он содержит этилсиликат-32 или этилсиликат-40, тетраэтоксисилан или смолку этилсиликатов, а в качестве хлорида металла - хлорид металла III-VIII группы. В качестве гликоля содержит триэтиленгликоль или тэтраэтиленгликоль, или 1,2-пропиленгликоль, или этиленгликоль, или диэтиленгликоль, или бутиленгликоль, или их смеси. Технический результат - снижение коррозионной активности, улучшение технологических свойств, фильтрационных характеристик в пористых средах и селективность воздействия в отношении обводненных участков пласта. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритоков в нефтяные и газовые скважины.

Известен состав на основе эфиров кремнийорганических соединений и полярного растворителя для изоляции водопритоков, при взаимодействии которого с пластовой водой образуется твердая масса (патент Российской Федерации N 2066734, Кл. E 21 В 33/138, 1996).

Недостатком этого состава является то, что гидролиз его происходит при смешении с водой в пласте. Это снижает технологические возможности данного состава, особенно при температурах ниже 100^oC, а чтобы ввести в него воду во вне пластовых условиях, требуются дополнительные компоненты, например кислоты.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является состав, включающий кремнийорганическое соединение и хлориды металлов (авт. св. СССР N 1595055. Кл. E 21 В 33/138, 1988).

При смешении его с водой идет гидролиз с образованием силанолов, при этом происходит сильный разогрев состава (температура смеси может подняться до 85^oC) и, как следствие, происходит вскипание легких фракций (спирта, эфиров) состава, а также может произойти преждевременное образование геля. В результате такого смешения с водой образуется осадок до 6,8 об. дол.%, а при несоблюдении правил ввода воды в состав до 20 об. дол.%, что значительно снижает изолирующие свойства состава. Недостатком также является то, что водонаполненный состав имеет определенную коррозионную активность.

Целью изобретения является снижение коррозионной активности, улучшение технологических свойств, фильтрационных характеристик в пористых средах и селективность воздействия в отношении обводненных участков пласта.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий кремнийорганическое соединение и хлорид металла, дополнительно содержит гликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремнийорганическое соединение - 40 - 90 Хлорид металла - 0,5 - 10 Гликоль - 10 - 50 а в качестве кремнийорганического соединения (КОС) он содержит этилсиликат-32 (ЭС-32), или этилсиликат - 40 (ЭС-40), или тетраэтоксисилан (ТЭОС), или смолку этилсиликатов (СЭС), а в качестве хлорида металла содержит хлорид металла III-VIII группы.

Гликоли в составе выполняют несколько функций. Они являются активными растворителями кремнийорганических мономеров и олигомеров. Это ведет к снижению вязкости состава и улучшает его фильтрационные свойства. Кроме того, они обладают большой реакционной способностью и блокируют реакционноспособные гидроксильные группы органосилоксанов, изменяя их химическую активность. Эти процессы позволяют регулировать вязкость и скорость гелеобразования состава, улучшить водоизолирующие свойства.

Гликоли являются сорастворителями алкоксикремнийорганических соединений и воды и повышают гидрофильность состава. Поэтому при смешении с водой реакция гидролиза происходит более мягко: нет резкого повышения температуры (повышение на 10-20^oC) и вскипания состава, исключается преждевременное гелеобразование и соответственно образуется меньше осадка. Это повышает технологические свойства состава. Улучшается тампонирующая способность за счет увеличения радиуса обработки (снижение количества осадка позволяет закачать большие объемы заявляемого состава по сравнению с прототипом в обводненный интервал пласта), а также за счет повышения селективности распределения состава в пласте. Известный и заявленный составы содержат хлориды металлов (льюисовы кислоты) и имеют определенную кислотность (pH 1,5-3) при попадании даже небольших количеств воды. Заявленный состав дополнительно содержит гликоли, которые снижают коррозионную активность данного состава как в товарном виде (табл. 1), так и в водонаполненном состоянии (табл. 2).

В связи с изложенным выше можно сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "существенные отличия".

В качестве хлоридов металлов применяют хлориды титана, железа, олова, алюминия.

В качестве гликоля применяют триэтиленгликоль (ТЭГ), или тэтраэтиленгликоль (ТТЭГ), или 1,2 - пропиленгликоль (ПГ), или этиленгликоль (ЭГ), или диэтиленгликоль (ДЭГ), или бутиленгликоль (БГ), или их смеси.

Состав готовят в следующей последовательности. В колбу помещают определенное количество алкоксикремнийорганического соединения, добавляют расчетное количество гликоля и при перемешивании необходимое количество хлорида металла. Затем перемешивают в течение 5-30 мин. Состав готов к применению. Он отверждается при добавлении воды. Состав может быть использован в товарном виде, т.е. закачиваться в обводненные интервалы пласта без предварительного смешения с водой. Но, как показала практика, более целесообразно - с целью расширения технологических возможностей состава и экономических соображений (снижается расход товарного продукта на 1 скв/ремонт) его предварительно смешивают с водой в различных соотношениях.

При определении времени гелеобразования, фильтрационных характеристик и селективности воздействия, коррозионной активности и количества осадка при совмещении с водой состав разбавляют водой в соотношении 1:3.

Для определения водоизолирующих свойств состав (без предварительного ввода воды в него) прокачивают через модельный водонасыщенный керн (длина 4 см, диаметр 1,8 см), отверждают в термостате при температуре 60^oC в течение 12 часов. Затем определяют проницаемость керна по воде. О водоизолирующих свойствах состава судят по изменению проницаемости керна до и после обработки составом.

Пример. К 50 г этилсиликата - 40 приливают 48 г тэтраэтиленгликоля и перемешивают в течение 3 минут. Затем добавляют 2 г хлорида титана (IV) и состав перемешивают в течение 5 минут.

Свойства состава: плотность - 1,08 г/см³, вязкость 25,09 мПа•с, при обработке песчаного керна водонасыщенным составом проницаемость его по воде уменьшилась на 99,9%. Для дальнейших исследований состав разбавляют водой в соотношении 1:3. Время гелеобразования водонаполненного состава при 60^oC 412 минут, коррозионная активность при 60^oC (скорость коррозии) 9,2 г/м²•ч.

Свойства составов с различным соотношением ингредиентов приведены в табл. 2.

С целью проверки фильтрационных характеристик составов в пористых средах и селективности их воздействия в отношении обводненных интервалов пласта через два модельных керна с близкой проницаемостью, но разной средой насыщения (вода с вязкостью 1.00 мПа•с и масло с вязкостью 26,2 мПа•с при 20^oC) при температуре 20^oC и постоянном давлении 0,35 МПа одновременно прокачивают изоляционный состав. При этом через определенные промежутки времени фиксируется объем фильтрата, прошедшего через керны в течение одного часа. По отношению объемов состава, прошедшего через водонасыщенный и маслонасыщенный керны, рассчитывали коэффициент селективности. Результаты приведены в табл. 3.

В результате исследований установлено, что предлагаемые составы по технологическим свойствам превосходят состав - прототип. Они имеют лучшую совместимость с водой и практически не образуют осадок (табл. 2), также более низкую коррозионную активность как в товарном виде, так и в водонаполненном состоянии (табл. 1). Их водные растворы обладают лучшими фильтрационными и селективными свойствами в отношении обводненных интервалов пласта (табл. 3).

В результате исследований установлено, что предлагаемые составы по технологическим свойствам превосходят состав - прототип. Они имеют лучшую совместимость с водой и практически не образуют осадок (табл. 2), а также обладают более низкой коррозионной активностью как в товарном виде, так и в водонаполненном состоянии (табл. 1). Их водные растворы обладают лучшими фильтрационными и селективными свойствами в отношении обводненных интервалов пласта (табл. 3).

Составы с запредельными значениями ингредиентов (составы 16-21) по своим свойствам уступают предлагаемым составам.

Технология применения состава заключается в закачке его в обводненный пласт (необходимый объем рассчитывается исходя из геолого-технических характеристик месторождения и вида изоляционных работ по каждой конкретной скважине), выдержке в пласте в течение 12-24 часов и пуска скважины в эксплуатацию.

Использование изобретения позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритоков в нефтяные и газовые скважины, увеличить межремонтный период и коэффициент эксплуатации скважин, увеличить добычу нефти.

Формула изобретения

1. Состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий кремнийорганическое соединение и хлорид металла, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кремнийорганическое соединение - 40 - 90 Хлорид металла - 0,5 - 10 Гликоль - 10 - 50 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического соединения он содержит этилсиликат-32 или этилсиликат-40 или тетраэтоксисилан или смолку этилсиликатов.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве хлорида металла он содержит хлорид металла III - VIII групп.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3