Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для селективной изоляции водопритоков в добывающих скважинах и увеличения охвата пласта заводнением за счет выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин. Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости содержит ингредиенты при следующем соотношении, мас.%: силикат натрия 5-15; гипан 1-10; мука древесная 0,1-5; стабилизатор состава – поверхностно-активное вещество - АФ_9-12 0,01-1; вода - остальное. 3 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для селективной изоляции водопритоков в добывающих скважинах и увеличения охвата пласта заводнением за счет выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав [1] для изоляции вод в скважинах, содержащий гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), силикат натрия и воду. Недостатком данного состава является то, что он содержит большое количество силиката натрия (30%).

Известен гелеобразующий состав [2] для изоляции пластовых вод в скважине, который содержит гипан, силикат натрия (жидкое стекло), воду и в качестве добавки - нитролигнин. При приготовлении состава вначале готовят смесь силиката натрия, гипана и воды, которую перемешивают 15-20 минут. Далее при перемешивании в смесь добавляют нитролигнин и после этого перемешивают еще 3-5 минут и сразу закачивают в пласт. Недостатками данного состава являются: в качестве наполнителя используют дорогостоящий продукт - нитролигнин; требуется быстрая закачка приготовленного состава во избежание его гелирования в поверхностных условиях или при закачке в насосно-компрессорных трубах.

Ближайшим из аналогов изобретения является гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель - муку древесную и воду [3].

Целью изобретения является снижение стоимости и улучшение технологических характеристик гелеобразующего состава.

Поставленная цель достигается за счет того, что гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель - древесную муку и воду, дополнительно содержит стабилизатор состава - поверхностно-активное вещество АФ_9-12 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: силикат натрия 5-15, гипан 1-10, мука древесная 0,1-5, АФ_9-12 0,01-1, вода - остальное.

Качество водоизоляционных работ зависит от технологических характеристик и водоизолирующих свойств гелеобразующего состава. Для улучшения структурно-механических и водоизолирующих свойств гелеобразующих составов на основе силиката натрия к ним добавляют наполнители. В разработанном составе в качестве наполнителя использовали древесную муку (ГОСТ 16361-87). Древесная мука - материал, получаемый при механическом размельчении древесины. В табл.1 представлен гранулометрический состав древесной муки.

Из табл.1 видно, что гранулометрический состав древесной муки позволяет использовать ее в качестве наполнителя, т.к. она может забивать как крупные трещины, так и внедряться в малопроницаемые участки пласта. Исследования особенностей седиментации частиц древесной муки показали, что в растворе силиката натрия (ГОСТ 13078-81) и гипана (ТУ 6-01-166-89) наблюдается образование плавающего плохо смачиваемого слоя частиц древесной муки, которые медленно осаждаются в течение трех-четырех суток. Данный эффект при повышенных концентрациях древесной муки может приводить на практике к технологическим осложнениям при закачке состава в скважину.

В лабораторных условиях установлено, что древесная мука в количестве 0,1-5% в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества АФ_9-12 (ТУ 2483-077-05766801-98) хорошо смачивается с образованием стойкой однородной суспензии. Концентрация АФ_9-12 в зависимости от содержания древесной муки составляет 0,01-1%. Эти данные получены в лабораторных условиях и представлены в табл.2. В данных исследованиях массовые доли силиката натрия и гипана были постоянными и соответственно составляли 15 и 10%. Приготовленная таким образом стойкая дисперсная система может храниться в технологических емкостях на производственных базах в течение 1-2 месяцев, а на промыслы развозиться в готовом виде, и не требуется дополнительных технологических операций перед закачкой состава в скважину.

Водоизолирующие свойства предлагаемого состава определяли на моделях пласта, которые заполняли кварцевым песком. Для этих целей фракции кварцевого песка 0,03-0,06 мм и 0,3-0,6 мм смешивали в соотношении 1:1 и 100 г полученной песчаной смеси набивали в стеклянную колонку длиной 1200 мм и диаметром 20 мм, равномерно уплотняя порции песчаной смеси. Через модель фильтровали пластовую воду (плотность 1,12) и определяли проницаемость по воде K₁. Фильтрацию пластовой воды проводили при постоянном давлении, равном 1 м вод.ст. Затем в модель закачивали гелеобразующий состав в количестве 0,3 порового объема модели. Для обеспечения смешения компонентов непосредственно в пористой среде после закачки гелеобразующего состава осуществляли его продавку пластовой водой (0,3 порового объема модели). После завершения закачки гелеобразующего состава и пластовой воды систему оставляли на реагирование на 48 ч. Затем возобновляли фильтрацию пластовой воды и определяли проницаемость системы К₂ после воздействия.

Проницаемость определяли по уравнению

,

где Q - объемная скорость фильтрации жидкости, м³/с;

η - вязкость пластовой воды, Па·с, l - длина модели, м;

F - площадь поперечного сечения модели, м²;

ΔР - давление столба жидкости на модель при фильтрации, Па.

Поскольку кроме Q все остальные параметры для данной модели при фильтрации пластовой воды постоянные, то фактор остаточного сопротивления R_ocт отношение проницаемости по пластовой воде до и после воздействия будет равен

Аналогично проводили эксперименты с известными составами по прототипу и аналогам. Результаты фильтрационных опытов на моделях с различной проницаемостью и концентрацией инградиентов гелеобразующего состава приведены в табл.3.

Как видно из данных, приведенных в табл.3, предлагаемый состав по водоизолирующим свойствам превосходит аналоги и прототип.

Из табл.2 и 3 видно, что экспериментальные данные позволили выявить интервалы массовых долей составных частей гелеобразующих составов, дающих наилучшие водоизолирующие свойства, %: силикат натрия 5-15; гипан 1-10; мука древесная 0,1-5; АФ9-12 0,01-1.

Использование предлагаемого состава обеспечивает по сравнению с прототипом снижение стоимости за счет меньших массовых долей ингредиентов; повышение водоизолирующих свойств за счет введения структурирующего наполнителя; повышение устойчивости дисперсной системы (состава) за счет введения поверхностно-активного вещества.

Источники информации

1. А.с. №1329240 СССР, Е 21 В 33/138, опубл. 1995.

2. А.с. №1321805 СССР, Е 21 В 33/138, опубл. 1987.

3. Патент РФ №2124634, опубл. 1999.

Формула изобретения

Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель – муку древесную и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит стабилизатор состава - поверхностно-активное вещество АФ_9-12 при следующих массовых долях ингредиентов, %:

Силикат натрия 5-15

Гипан 1-10

Мука древесная 0,1-5

АФ_9-12 0,01-1

Вода Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3