Состав для глушения и заканчивания скважин
Владельцы патента RU 2276180:
Кучеровский Всеволод Михайлович (RU)
Биленька Валентина Ивановна (UA)
Поп Григорий Степанович (UA)
Зотов Александр Сергеевич (RU)
Ковалев Александр Николаевич (RU)
Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и может быть использовано при блокировании поглощающих пластов и глушению скважин при их заканчивании в капитальном ремонте. Техническим результатом является предотвращение загрязнения продуктивной части пласта жидкостью глушения, улучшения блокирующих свойств состава и облегчение освоения скважин при одновременном расширении сырьевой базы растительного происхождения. Состав для глушения и заканчивания скважин содержит, мас.%: углеводородную фазу - 4,5-50,2, гидрофуз, являющийся отходом очистки подсолнечного масла или его фосфатидный концентрат, - 1,8-78,5, водную фазу - остальное. 1 табл.
Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности, в частности к блокированию поглощающих пластов и глушению скважин при их заканчивании и капитальном ремонте.
Известен состав для глушения и заканчивания скважин по патенту РФ 2092516, представляющий собой водный гель аммонийно-фосфатидных солей (фосфатидный концентрат, обработанный аммиаком), при следующем соотношении компонентов, мас.%.:
Аммонийно-фосфатидные соли - 5,5-33,25
Вода - 94,5-66,75 (см. RU № 2092516, С 09 К 7/02, 1997 г.).
Принципиальным недостатком известного состава является то, что из-за водной основы и повышенной фильтрации (до 4 см3/30 мин) проникающий в призабойную зону скважин водный раствор солей вызывает трудно устранимое или необратимое ухудшение фильтрационных характеристик пористой среды, что существенно затрудняет освоение скважин и их дальнейшую эксплуатацию. Это особенно важно для высокопроницаемых коллекторов с низким пластовым давлением (Уренгойское, Ямбургское, Медвежье и другие месторождения Западной Сибири), из которых часто поступление флюида к эксплуатационному забою полностью прекращается и работавшие до этого скважины оказываются бесприточными. Для декольматации проводят работы по стимуляции притока и восстановлении продуктивности скважин, которые иногда превышают стоимость их строительства.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу является жидкость для глушения скважин, включающая водную фазу, преимущественно водный раствор хлористого натрия (10-40 об.%) и отход производства глицерина в качестве углеводородной фазы (60-90 об.%) (см. RU № 2058989, С 09 К 7/06, 1996 г.).
Недостатком этого состава являются повышенная плотность и неудовлетворительные блокирующие свойства из-за неструктурированности раствора, вследствие чего в условиях с пластовым давлением ниже гидростатического происходит глубокая и необратимая фильтрация жидкости глушения в продуктивный пласт, что затрудняет освоение скважин и вывод их на технологический режим.
Техническим результатом изобретения является предотвращение загрязнения продуктивной части пласта жидкостью глушения, улучшение блокирующих свойств состава и облегчение освоения скважин при одновременном расширении сырьевой базы растительного происхождения.
Необходимый технический результат достигается тем, что состав для глушения и заканчивания скважин, содержащий водную и углеводородную фазы, дополнительно содержит гидрофуз, являющийся отходом очистки подсолнечного масла, или его фосфатидный концентрат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| углеводородная фаза | 4,5-50,2 |
| указанный гидрофуз или его фосфатидный концентрат | 1,8-78,5 |
| водная фаза | остальное |
Водной фазой гидрофобной эмульсии может служить пресная, пластовая или минерализованная вода, содержащая любые водорастворимые соли (NaCl, KCl, CaCl2, NaNO3, KNO3 и многие другие) во всем диапазоне их растворимости.
В качестве углеводородной жидкости используют ациклические и ароматические углеводороды, газоконденсат и кубовые остатки от его переработки, нефтяные растворители типа нефрас, нефть, дизельное топливо и другие нефтепродукты.
Гидрофуз образуется в процессе очистки растительного масла на маслоэкстракционных заводах барботированием водяных паров через подогретое до 45-55°С подсолнечное масло и представляет собой устойчивую прямую эмульсию подсолнечного масла (15-20%) в воде (50-75%), стабилизированную фосфатидами (10-30%). По своим физическим характеристикам гидрофуз - это вязкая мазеобразная масса от светло-желтого до темно-коричневого цвета с характерным запахом подсолнечного масла, плотностью 1025-1087 кг/м3 и температурой замерзания около минус 8°С (ТУ 9146-203-00334534-97).
После высушивания в вакууме (266 кПа) при 70-90°С гидрофуз превращается в концентрат фосфатидный (кофос), представляющий собой грязно-серую массу из смеси фосфатидов (40,0-60,0%) и подсолнечного масла (39,0-57,0%) с остаточной влажностью 1,0-3,0%.
В состав фосфатидов входят глицерофосфатиды, фосфатидоэтаноламин или кефалины, фосфатидинхолины или лецитины, инозитфосфатиды и др.
Систематическими исследованиями установлено, что смесь фосфатидов обладает специфическими физико-химическими свойствами. Гидрофильные группы, образованные полярными остатками фосфорной кислоты и азотистых оснований, придают им способность диспергироваться в воде, а гидрофобные радикалы, образованные длинными алифатическими цепями высших насыщенных и ненасыщенных кислот, - сродство к углеводородным растворителям. Именно благодаря этому как в углеводородах, так и в воде фосфатиды образуют коллоидные растворы с диаметром частиц от 0,1 до 100 мкм. Характерной особенностью этих структур является образование гигантских стержнеподобных мицелл, переплетающихся с образованием в объеме трехмерной сетки, которая по реологическим свойствам напоминает полуразбавленные растворы полимеров.
Вероятно вследствие недостаточного объемного заполнения систем и низкой адгезии адсорбционно-гидратный слой, образованный фосфатидами на поверхности капель масляной фазы, легко разрушается и в присутствии углеводородов прямые нативные эмульсии переходят в устойчивые обратные эмульсии. Последние обеспечивают не только сродство мицеллярных структур к углеводородной среде, но и эффективное структурирование системы в целом, что и обеспечивает повышенные структурно-механические свойства и низкие фильтрационные потери ИЭР.
Для испытаний использовали гидрофуз и фосфатидный концентрат от очистки подсолнечного масла Полтавского маслоэкстракционного завода следующего состава, мас.%:
| Ингредиенты | Гидрофуз | Кофос |
| Подсолнечное масло | 17 | 40 |
| Фосфатиды | 25 | 59 |
| Вода | 58 | 1 |
Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.
Пример 1. К 509 мл газоконденсата Ямбургского ГКМ добавляют 71 мл гидрофуза от очистки подсолнечного масла и перемешивают в течение 10-15 мин на лабораторной мешалке типа "Воронеж". К полученной однородной дисперсии при интенсивном перемешивании вводят частями (не более 10%) в течение 8-15 мин 420 мл водного раствора NaCl плотностью 1020 кг/м3. При установившемся режиме перемешивание продолжают еще 10-20 мин до полной гомогенизации системы и получения инвертной эмульсии с постоянными параметрами, которые определяют в лабораторных условиях.
Плотность определяют пикнометрически, вязкость - на приборе Reotest-2, электростабильность - на приборе ИГЭР-1, а показатель фильтрации находят по количеству отфильтровавшейся жидкости в см3 за 30 мин на ВМ-6. Для данного примера они составляют плотность 900 кг/м3, вязкость - 0,08 Па·с, электоростабильность менее 80 В, фильтрация - 8 см3/30 мин, причем в фильтрате кроме эмульсии присутствует вода.
Примеры 2-6 готовят аналогично примеру 1, изменяя ингредиенты и их количества в соответствии с данными таблицы. Наряду с составом в этой же таблице приведены и технологические свойства полученных инвертных эмульсионных растворов.
Пример 7. К 416 мл кофоса добавляют 269,5 мл (50% от общего объема) воды и при перемешивании выдерживают в течение 6 часов. В полученную водную дисперсию постепенно вводят при интенсивном перемешивании на лабораторной мешалке типа "Воронеж" 45 мл газоконденсата Ямбургского ГКМ и выдерживают в течение 5-10 мин. К полученной однородной дисперсии при интенсивном перемешивании добавляют частями (не более 10%) в течение 8-10 мин остальное количество - 269,5 мл воды. При установившемся режиме перемешивание продолжают еще 10-20 мин до полной гомогенизации системы и получения инвертной эмульсии с постоянными параметрами, которые определяют в лабораторных условиях.
Примеры 8-10 готовят аналогично примеру 7, изменяя ингредиенты и их количества в соответствии с данными таблицы.
Как следует из данных таблицы, при содержании гидрофуза или фосфатидного концентрата менее 1,4 об.% (пример 1) стабильность эмульсии неудовлетворительная (электростабильность менее 80 В), вследствие чего по фильтрационным потерям (8 см3/30 мин) она сравнима с фильтрацией для прототипа, причем в фильтрате появляется свободная вода. Напротив, при содержании фосфатидов более 78,5 об.% (пример 10) раствор превращается в полутвердую пластическую массу, что затрудняет его закачку в скважину.
Таким образом, как видно из данных таблицы, предлагаемый состав по сравнению с прототипом позволяет получить экологически чистые инвертные эмульсионные растворы на основе побочных продуктов переработки возобновляемого растительного сырья, которые характеризуются улучшенными технологическими свойствами: повышенной устойчивостью и вязкостью, снижающих практически до нуля фильтрацию технологических жидкостей.
Благодаря этому улучшаются блокирующие свойства состава, предотвращается загрязнение продуктивного пласта жидкостью глушения и облегчается освоение скважин.
Инвертный сотстав для глушения и заканчивания скважин может применяться как в виде вязких пачек, подаваемых на забой для перекрытия интервала перфорации, так и в виде маловязких растворов для заполнения всего ствола скважины.
| Таблица Состав и свойства инвертных эмульсий для глушения и заканчивания скважин | ||||||||||
| №№ п/п | Состав эмульсии, % об. | Свойства эмульсии | ||||||||
| Фосфатиды | Водная фаза | Углеводородная фаза | Плотность, кг/м3 | Вязкость, Па·с | Фильтрация, см3/30 мин | Электро-стабильность, В | ||||
| Название | Кол-во | Название | Кол-во | Название | Кол-во | |||||
| Известный состав | ||||||||||
| - | - | Р-р NaCl | 10,0 | Полигли-церины | 90,0 | 1300 | 0,03 | 9(эмульсия) | <80 | |
| Предлагаемые составы | ||||||||||
| 1 | Гидрофуз | 1,4 | Р-р NaCl | 47,7 | Г/к | 50,9 | 900 | 0,08 | 8(эм.+вода) | <80 |
| 2 | 1,8 | Р-р NaCl | 48,0 | Г/к | 50,2 | 900 | 0,08 | 6(эмульсия) | 190 | |
| 3 | 12,4 | Р-р NaCl | 70,0 | Г/к | 17,6 | 981 | 3,7 | 0 | 250 | |
| 4 | 12,5 | Р-р NaCl | 54,0 | Г/к | 33,5 | 945 | 0,89 | 0 | 400 | |
| 5 | 22,0 | Р-р CaCl2 | 34,0 | Г/к | 44,0 | 920 | 0,06 | 0 | 380 | |
| 6 | 22,7 | Р-р CaCl2 | 50,0 | Г/к | 27,3 | 960 | 1,8 | 0 | >500 | |
| 7 | Кофос | 41,6 | Вода | 53,9 | ДТ | 4,5 | 995 | 3,9 | 0 | 160 |
| 8 | 64,0 | Вода | 17,0 | ДТ | 19,0 | 970 | 2,1 | 0 | 400 | |
| 9 | 78,5 | Р-р KCl | 17,0 | ДТ | 4,5 | 990 | 3,0 | 0 | 340 | |
| 10 | 79,0 | Р-р KCl | 17,8 | ДТ | 3,2 | 1995 | пл.м. | 0 | - | |
| ДТ - дизильное топливо, Г/к - газоконденсат, эм - эмульсия, пл.м. - пластическая масса |
Состав для глушения и заканчивания скважин, содержащий водную и углеводородную фазы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидрофуз или его фосфатидный концентрат, являющийся отходом очистки подсолнечного масла, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Углеводородная фаза | 4,5-50,2 |
| Гидрофуз или его фосфатидный концентрат | 1,8-78,5 |
| Водная фаза | Остальное |
