Состав для регулирования проницаемости пласта

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для повышения нефтеотдачи. Технический результат - повышение тампонирующей способности состава путем увеличения объема осадка и снижения его растворимости в пластовой воде. Состав для регулирования проницаемости продуктивного пласта, включающий раствор соли алюминия и щелочной реагент, в качестве щелочного реагента он содержит жидкий отход производства цеолита - раствор маточный марки МР-Х или МР-Y, содержащий силикат натрия и примесь соответствующего цеолита NaX или NaY, рН раствора составляет 12-14, при следующем соотношении компонентов, об.%: раствор соли алюминия 20-40, указанный отход остальное. 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для повышения нефтеотдачи.

Известно применение различных составов, основанных на осадкообразовании, для снижения проницаемости пласта по воде и повышения нефтеотдачи, например, силикатно-щелочные с различными добавками (патент РФ 2023142, Е 21 В 43/22, оп.15.11.94).

Однако известные составы недостаточно эффективны.

Известно использование сернокислого алюминия, закупоривающая способность которого связана с образованием осадка в высокопроницаемой (обводненной) части пласта от взаимодействия с пластовой водой (Ибрагимов Г.З. и др. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. М.: Недра, 1991. С.168-170, патент РФ 2166622, 43/22 оп.10.05.2001).

Недостатками известного состава является невысокая эффективность, обусловленная образованием мелкодисперсного осадка с низкой адгезионной способностью к поверхности коллектора.

Наиболее близким из аналогов является состав для регулирования проницаемости пласта, содержащий хлорид алюминия и щелочь (см. М. Кристиан и др. Увеличение продуктивности и приемистости скважин. М.: Недра, 1985, с.73-74, 96).

Механизм образования закупоривающего экрана с использованием предлагаемого состава обусловлен способностью солей алюминия образовывать гелеобразный осадок гидроксида алюминия при взаимодействии со щелочами.

Недостатками известного состава является недостаточная эффективность изоляции воды, обусловленная быстрым размыванием слабого гелеобразного осадка.

Технический результат - повышение тампонирующей способности состава путем увеличения объема осадка и снижения его растворимости в пластовой воде.

Состав для регулирования проницаемости продуктивного пласта, включающий раствор соли алюминия и щелочной реагент, в качестве щелочного реагента он содержит жидкий отход производства цеолита - раствор маточный марки МР-Х или МР-Y, содержащий силикат натрия и примесь соответствующего цеолита NaX или NaY, рН раствора составляет 12-14, при следующем соотношении компонентов, об.%:

раствор соли алюминия 20-40,

указанный отход - остальное.

В заявляемом составе в качестве соли алюминия использовали:

- гидроксохлористый алюминий (раствор хлорида алюминия) ТУ-38.302163-94, получаемый из отработанного катализаторного комплекса процесса алкилирования бензола пропиленом. Это жидкость светло-желтого цвета с зеленоватым оттенком с содержанием основного вещества в пересчете на AlCl₃ 200-300г/дм³, рН раствора составляет 0,8-2,0, температура замерзания - минус 40°С;

- сульфат алюминия технический ГОСТ 12966-85 в виде 20%-ного раствора;

- раствор алюмината натрия, СТП 01.01.01-401-401, щелочной модуль (отношение Na₂O/Al₂O₃ составляет 1,4-2,0).

В качестве жидких отходов производства цеолитов использовали растворы маточные марки МР-Х и MP-Y, ТУ 2163-118-05-76-65-75-2004, представляющие собой слабо концентрированные растворы, содержащие силикат натрия и примесь соответствующих цеолитов (NaX и NaY), рН растворов составляет 12-14.

Существенным отличием предлагаемого состава является то, что раствор соли алюминия при взаимодействии с жидкими отходами производства цеолитов, содержащими силикат натрия, образует не растворимый в воде объемный осадок силиката алюминия по реакции:

Al³⁺+Na₂SiO₃→Al₂(SiO₃)₃↓

Предлагаемый состав для регулирования проницаемости пласта может применяться как в карбонатных, так и терригенных коллекторах, и независимо от степени минерализации пластовой воды.

Способность предлагаемого состава к осадкообразованию исследовалась в лабораторных условиях. Для этого в стеклянных цилиндрах смешивались в разных соотношениях компоненты осадкообразующего состава, состоящего из водного раствора соли алюминия и маточного раствора соответствующего цеолита.

В результате проведенных исследований (см. таблицу) установлено, что максимальный объем осадка (100%) образуется при взаимодействии 20 об.% гидроксохлористого алюминия и 80 об.% маточного раствора MP-Y.

В известном составе объем образующегося осадка составляет 72%.

Таблица Результаты лабораторных исследований осадкообразующей композиции
№ п/п	Осадкообразующая композиция, %об.	Объем образующегося осадка, % от общего объема смеси
	раствор соли алюминия		жидкие отходы производства цеолитов
гидроксохлористый алюминий	раствор алюмината натрия	20%-ный раствор сульфата алюминия	раствор маточный MP-Y	раствор маточный МР-Х
1	20			80		100
2		30		70		95
3			40		60	83
4	состав по прототипу	72

Эффективность предлагаемого состава оценивалась по снижению проницаемости модели пласта, в качестве модели пласта применялся насыпной керн длиной 300 мм, диаметром 50 мм, наполненный кварцевым песком. Начальная проницаемость кернов 0,68-2,51 мкм² подбиралась изменением фракций песка в пределах 0,05-1,20 мм. Насыщение и определение проницаемости проводились при фильтрации сточной воды. Перепад давления оставался постоянным.

Эффект изоляции рассчитывали следующим образом:

Данные по закупоривающей способности искусственной модели предлагаемым и известным составами приведены в примерах 1-4.

Пример 1. Насыпной керн насыщали сточной водой плотностью 1118 кг/м³, затем в него последовательно закачивали 20 мл гидроксохлористого алюминия и 80 мл маточного раствора MP-Y, продавливали сточной водой. Фильтрацию останавливали на 24 ч для реагирования, затем определяли проницаемость и рассчитывали эффект изоляции. Он составил 97,5%. Высокий эффект изоляции обусловлен образованием объемного закупоривающего экрана, состоящего из нерастворимых силикатов (Al₂SiO₃, MgSiO₃, CaSiO₃), образующихся в результате взаимодействия маточного раствора MP-Y как с гидроксохлористым алюминием, так и со сточной пластовой водой, содержащей катионы магния и кальция.

Пример 2. Керн насыщался сточной водой плотностью 1027 кг/м³ и определялась его начальная проницаемость, затем последовательно закачивали 30 мл раствора алюмината натрия и 70 мл маточного раствора MP-Y, после продавливания реагентов сточной водой керн оставлялся на 24 ч для реагирования. Эффект изоляции составил 93%.

Пример 3. В искусственный керн, насыщенный пресной водой, последовательно закачивали 40 мл 20%-ного раствора сульфата алюминия и 60 мл маточного раствора МР-Х, продавливали пресной водой. Фильтрацию останавливали для осадкообразования, после 24 ч определяли проницаемость искусственной модели и рассчитывали эффект изоляции. Его значение составило 85%.

Пример 4. Определили начальную проницаемость искусственного керна, насыщенного сточной водой плотностью 1118 кг/м³. Закачали последовательно 20 мл 20%-ного раствора хлористого алюминия и 80 мл 20%-ного раствора едкого натрия (состав по прототипу), продавили в керн, остановили фильтрацию на 24 ч для реагирования. Эффект изоляции при фильтрации известного состава составил 64%.

Таким образом, предлагаемый осадкообразующий состав обеспечивает более высокий эффект изоляции (на 21-33,5%) по сравнению с известным, что обусловлено образованием большего по объему (на 11-28%) не растворимого в воде осадка - силиката алюминия.

Использование предлагаемого состава в промысловых условиях может осуществляться обычными технологическими приемами и техническими средствами, используемыми при ремонте и эксплуатации добывающих скважин.

Состав для регулирования проницаемости продуктивного пласта, включающий раствор соли алюминия и щелочной реагент, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента он содержит жидкий отход производства цеолита - раствор маточный марки МР-Х или МР-Y, содержащий силикат натрия и примесь соответствующего цеолита NaX или NaY, рН раствора составляет 12-14 при следующем соотношении компонентов, об.%:

Раствор соли алюминия	20-40
Указанный отход	Остальное