Состав для изоляции притока пластовых вод

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Состав для изоляции притока пластовых вод при проведении ремонта нагнетательных скважин для заделки трещин, промоин, образовавшихся в ее стенках, включает экзополисахарид, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, глинистый силикатный минерал и воду. При этом состав дополнительно содержит хромкалиевые квасцы и в качестве глинистого силикатного минерала используют палыгорскит при следующем соотношении компонентов, мас. %: экзополисахарид 5,0-15,0, хромкалиевые квасцы 0,05-0,15, палыгорскит 2,5-7,5, вода - остальное. Состав обеспечивает повышенную сопротивляемость к вымыванию нагнетаемой в скважину воды, возможность проведения изоляционных работ в широком интервале температур, существенно повышает эффективность применения химреагентов. 2 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции притока пластовых вод при проведении ремонта нагнетательных скважин для заделки трещин, промоин, образовавшихся в ее стенках.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений за счет изоляции притока пластовых вод, включающий экзополисахарид, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, хромокалиевые квасцы и воду (пат. РФ 2107811). Однако этот состав недостаточно эффективен в связи с низкой прочностью сшитого полимера и невозможностью использовать состав при температурах выше 60^oС.

В известных технических решениях в качестве глинистого силикатного минерала использовали глину бентонитовый глинопорошок по ОСТ 39-202-86 (пат. РФ 2078917, 2086758). Закачку глинистой суспензии в скважину производили в основном отдельно от растворов биополимеров. Применение глинистой суспензии уменьшало расход реагентов в 5-7 раз при получении аналогичного технологического эффекта. Концентрацию глины выбирали в зависимости от проницаемости пласта, т.е. приемистости нагнетательной скважины, и она могла колебаться от 0,5 до 25%.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому составу является состав для изоляции притока пластовых вод, включающий экзополисахарид, продуцируемый штаммом Azolobacler vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, глинистый силикатный минерал и воду (пат. РФ 2128283). В качестве глинистого силикатного минерала использовали бентонит. За счет использования экзополисахарида, продуцируемого штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, стало возможным уменьшить состав глины в рабочем растворе, не ухудшая технологических показателей закачки раствора.

Недостатком известного состава являются невысокие реологические показатели раствора, неудовлетворительные фильтрационные показатели, невозможность работать в широком диапазоне температур.

Целью данного изобретения является повышение эффективности водоизолирующих составов, повышение их способности сопротивляться вымыванию нагнетаемой в скважину воды, возможность проведения изоляционных работ в широком интервале температур.

Поставленная цель достигается за счет использования состава для изоляции притока пластовых вод, включающий зкзополисахарид, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelanclii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, глинистый силикатный минерал и воду. При этом состав дополнительно содержит хромкалиевые квасцы и в качестве глинистого силикатного минерала используют палыгорскит при следующем соотношении компонентов, мас.%: Экзополисахарид - 5,0-15,0 Хромкалиевые квасцы - 0,05-0,15 Палыгорскит - 2,5-7,5 Вода - Остальное Палыгорскит (горная кожа) является глинистым силикатным минералом подкласса цепочечных силикатов Mg₅/Si₄O₁₀/₂ (ОН)₄ 4Н₂O, светло-серые агрегаты кожистого, волокнистого строения. Используется в основном как тепло- и звукоизоляционный материал. В настоящее время в нефтяной промышленности не используется ввиду труднодоступности и невозможности приготовления глинистых суспензий с требуемыми свойствами.

Характерной особенностью реальных пористых сред, особенно с полимиктовым составом коллекторов и повышенной пластовой температурой, является сильная способность адсорбировать и разрушать в силу действия пластовой температуры, механического и биологического воздействии закачиваемые в них реагенты. По этой причине последние быстро перестают существовать в пористой среде и прекращают полезную работу по дополнительному отмыву и довытеснению нефти. Как показали проведенные теоретические, лабораторные и промысловые исследования, закачка состава, состоящего из экзополисахарида, продуцируемого штаммом Azotohacter vinеlandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, палыгорскита и квасцов, существенно повышает эффективность применения химреагентов. Тонкодисперсная волокнистая среда па основе палыгорскита обладает высокой активностью, адсорбируя большое количество химреагентов (экзополисахарид, квасцы). Кроме того, адсорбированные на поверхности частиц палыгорскита экзополисахарид и квасцы придают гидрофобное состояние поверхности частиц, повышая тем самым их нефтеотмывающие свойства. Экзополисахарид в тонкодисперсной среде палыгорскита образует мицеллы, которые при повышении температуры укрепляются и селективно распределяются по пласту согласно своему размеру и диаметру поровых каналов.

При изготовлении ремонтной суспензии добавляют заявляемые компоненты, способствующие формированию крупных, высоковязких (прочных) блоков глинистых частиц объемной коагуляционной структуры.

В лабораторных условиях готовили образцы глино-полимерных суспензий и определяли их физико-химические и реологические свойства.

Химический состав используемой модельной пластовой воды Самотлорского месторождения указан в таблице 1.

Образцы суспензий готовили при 20^oС следующим образом. Навеску экзополисахарида помещали в фарфоровый стакан, заливали отмеренным количеством пластовой воды и размешивали с помощью лопастной мешалки (10 мин при скорости 800 об/мин и 10 мин при скорости 1300 об/мин). Не прекращая размешивание, добавляли раствор квасцов в дистиллированной воде (количество воды, пошедшей на растворение квасцов, учитывали в общем количестве воды в суспензии), после чего систему размешивали еще 5 мин при 1300 об/мин. Не прекращая размешивание добавляли навеску палыгорскита и суспензию размешивали еще 5 мин при 1300 об/мин. Полученную суспензию переливали в стаканчик для проведения реологических исследований через определенные промежутки времени (без перемешивания). В качестве критериев сравнения образцов суспензий были выбраны: - скорость расслоения (седиментации) глино-биополимерной композиции; - характер образовавшегося осадка (размер частиц, наличие хлопьев, крупных блоков частиц, не разрушающихся под действием встряхивания системы); - вид реологической кривой глино-полимерной системы; - динамика реологических свойств системы (характер нарастания вязкости).

В таблице 2 и на фиг. 1 и 2 представлены основные результаты проведенных исследований.

Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что качество и количество квасцов и палыгорскита оказывает существенное влияние на процесс формирования объемной коагуляционной структуры (ОКС).

В образцах А, Б, В образовался объемный крупноблочный осадок, состоящий из крупных слипшихся частиц и хлопьев палыгорскита, которые не разрушаются даже при интенсивном встряхивании образца. В образцах Г, Д, Е осадок имеет вид мелкодисперсной взвеси с небольшим количеством хлопьев, легко взмучивается и медленно оседает. Осадки образцов А, Б и В обладают гидрофобными свойствами, не прилипают к стеклянным стенкам сосуда и при наклоне цилиндра начинают двигаться как единое целое, что позволяет констатировать образование объемной коагуляционной системы (ОКС).

На фиг. 1 приведены реологические кривые образцов А и Г. Как видно, высокопластичная система образца Г, обладая при очень малых скоростях сдвига (менее 10^-2 с^-1) вязкостью в состоянии покоя порядка нескольких десятков Па•с, уже при малых скоростях сдвига становится текучей (вязкость при скорости сдвига с 0,3 до 1,5 с^-1 уменьшилась почти па порядок). Изменение вязкости образца A носит более плавный характер и при увеличении скорости сдвига с 0,3 до 1,5 с^-1 снижается всего в 4,5 раза.

Вязкость в данном случае характеризует прочность образующейся структуры, поэтому изменение вязкости во времени характеризует изменение прочности формирующейся коагуляционной системы. На фиг. 2 приведена динамика изменения вязкости (прочности) структуры образцов А и Г при скорости сдвига 0,3 с^-1. Как видно, вязкость образца А изменяется незначительно, слабо возрастая, соответственно и прочность структуры образца А практически не увеличивается. Вязкость образца Г быстро увеличивается во времени, что предполагает последовательное формирование и упрочнение объемной коагуляционной структуры осадка в статических условиях настоящего эксперимента (или квазистатических условиях пласта).

Таким образом, только при использовании заявляемого состава можно добиться формирования объемной коагуляционной структуры.

Состав прошел испытания на Ватинском (пласты Б-8 и А-1,2) и Мегионском (пласт А-1,2) месторождениях. Обводненность в добывающих скважинах на участке воздействия снизилась на 10-30%.

Формула изобретения

Состав для изоляции притока пластовых вод, включающий экзополисахарид, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, глинистый силикатный минерал и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит хромкалиевые квасцы и в качестве глинистого силикатного минерала используют палыгорскит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Экзополисахарид - 5,0-15,0
Хромкалиевые квасцы - 0,05-0,15
Палыгорскит - 2,5-7,5
Вода - Остальноен

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4