Состав для обработки нефтяного пласта
Владельцы патента RU 2286376:
Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина (RU)
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для обработки нефтяного пласта, и предназначено для ограничения водопритока в добывающую скважину и регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности состава за счет улучшения реологических свойств и получения однородной, кинетически устойчивой системы, а также расширение технологических возможностей использования состава. Состав для обработки нефтяного пласта содержит, мас.%: полиэтиленоксид 0,01-0,5, наполнитель - глинопорошок или мел, или древесную муку, или сломель 16-30, гидроокись натрия или гидроокись калия, или каустическую соду 0,05-2,0, воду остальное. 1 табл.
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для обработки нефтяного пласта, и предназначено для ограничения водопритока в добывающую скважину и регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.
Известен полимерглинистый состав для увеличения добычи нефти из неоднородных по проницаемости пластов за счет глубокого проникновения в высокопроницаемый пласт и более полного перекрытия поровых каналов, включающий полимер, глинопорошок, кальцинированную соду и воду (Пат. РФ №2161248, Е 21 В 43/22, 27.12.2000). В качестве полимера состав содержит карбоксиметилцеллюлозу, воду - сточную с минерализацией 100-150 г/л или пресную.
Состав мало эффективен при ограничении водопритока в добывающую скважину и регулировании профиля приемистости нагнетательных скважин при низких концентрациях полимера (менее 0,05%) и вследствие активной адсорбции карбоксиметилцеллюлозы на породе при высокой концентрации полимера, приводящей к снижению прочности сшитого полимерцементного состава.
Известен состав для регулирования проницаемости пласта и изоляции водопритоков, включающий водорастворимый полимер, щелочь и воду (Пат. РФ №2147671, Е 21 В 33/138, 43/22, 20.04.2000). Однако он недостаточно эффективен из-за низких реологических свойств, снижающих эффективность закупоривания коллекторов.
Наиболее близким аналогом к заявленному составу является состав для обработки нефтяного пласта, включающий полимер, наполнитель и воду (А.с. №1677276, Е 21 В 43/22, 15.09.1991). В качестве полимера используют полиэтиленоксид, в качестве наполнителя используют глинопорошок. Известный состав недостаточно эффективен, так как представляет собой неоднородную массу в виде глобул, в результате чего закачиваемый состав проникает на незначительную глубину и не может образовать кинетически устойчивую систему, влияющую на перераспределение потока в пласте, регулирование профиля приемистости нагнетательных скважин, ограничение водопритока в добывающую скважину. Для приготовления состава требуется более длительное время, исчисляемое несколькими часами. Состав недостаточно технологичен при приготовлении и применении.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности состава за счет улучшения реологических свойств и получения однородной кинетически устойчивой системы, а также расширение технологических возможностей использования состава.
Указанный технический результат достигается составом для обработки нефтяного пласта, включающим полиэтиленоксид, наполнитель и воду. Согласно изобретению состав дополнительно содержит гидроокись натрия или гидроокись калия, или каустическую соду, а в качестве наполнителя содержит глинопорошок или мел, или древесную муку, или сломель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полиэтиленоксид | 0,01-0,5 |
| глинопорошок или мел, или | |
| древесная мука, или сломель | 16-30 |
| гидроокись натрия или | |
| гидроокись калия, или | |
| каустическая сода | 0,05-2,0 |
| вода | остальное |
При смешении полиэтиленоксида с глинопорошком или мелом, или древесной мукой, или сломелью и дополнительно с гидроокисью натрия или гидроокисью калия, или каустической содой образуются прочные ассоциаты, представляющие собой однородные, кинетически устойчивые высоковязкие системы. Упрочнение состава введением дополнительно гидроокиси натрия или гидроокиси калия, или каустической соды объясняется подавлением отрицательного заряда, как поверхности наполнителя, так и молекулы полимера. Они переходят в кинетически устойчивые системы, которые при взаимодействии с полиэтиленоксидом и глинопорошком или мелом, или древесной мукой, или сломелью образуют прочные структуры за счет водородной связи.
Кроме того, улучшается растворяющая способность полиэтиленоксида в щелочной среде, что позволяет сэкономить время приготовления состава. Равнозначные результаты применения в качестве наполнителя глинопорошка или мела, или древесной муки, или сломели, а в качестве дополнительной добавки гидроокиси натрия или гидроокиси калия, или каустической соды позволяют расширить технологические возможности приготовления состава и его использования.
Дополнительное введение в состав гидроокиси натрия или гидроокиси калия, или каустической соды способствует поддержанию необходимого водородного показателя среды для формирования однородной кинетически устойчивой системы с улучшенными реологическими (вязкостными) свойствами.
Реологические свойства предлагаемого состава и состава-прототипа определяли на ротационном вискозиметре "Полимер РПЭ-1М" при скорости сдвига 88,6 с-1.
Устойчивость системы определяли по следующей методике.
Готовят состав следующим образом. В химический стакан емкостью 100 мл заливают воду, затем при перемешивании механической мешалкой постепенно вводят гидроокись натрия или гидроокись калия, или каустическую соду. Затем вводят глинопорошок или мел, или древесную муку, или сломель и полиэтиленоксид. Композицию перемешивают в течение 5-20 минут.
Устойчивыми считаются те системы, которые не расслаиваются в течение от одного до трех суток в зависимости от концентрации полиэтиленоксида и гидроокиси натрия или гидроокиси калия, или каустической соды.
В таблице приведены значения вязкостных характеристик и устойчивости системы предлагаемого состава и наиболее близкого аналога при различных концентрациях компонентов.
Анализ результатов лабораторных исследований, приведенных в таблице 1, показал, что предлагаемый состав обладает лучшими показателями вязкости и устойчивости системы в сравнении с составом-прототипом при использовании как пресной, так и сточной воды.
Использование полиэтиленоксида в количестве менее 0,01 мас.% приводит к образованию неоднородных систем в виде глобул, что снижает эффективность состава, а при использовании полиэтиленоксида в количестве более 0,5 мас.% состав имеет высокую вязкость, использовать его нецелесообразно как с экономической, так и с технологической точки зрения.
Содержание в составе глинопорошка или мела, или древесной муки, или сломеля в количестве более 30 мас.% дает высоковязкие составы, которые нельзя закачать в пласт, при содержании менее 5 мас.% - состав расслаивается, патентоспособный интервал содержания наполнителя в составе 16-30 мас.%.
Состав, содержащий гидроокись натрия или калия, или каустическую соду в количестве менее 0,05 мас.%, не обладает растворяющей способностью полиэтиленоксида и эффективность приготовления состава снижается, состав, содержащий гидроокись натрия или калия, или каустическую соду в количестве более 2,0 мас.% использовать нецелесообразно с технологической точки зрения, так как это не приводит к улучшению устойчивости системы.
Таким образом, предлагаемый патентоспособный состав проявляет свои положительные свойства при варьировании соотношения компонентов, мас.%: полиэтиленоксид 0,01-0,5, глинопорошка или мела, или древесной муки, или сломели 16-30, гидроокиси натрия или гидроокиси калия, или каустической соды в пределах 0,05-2,0.
| Таблица | |||||||||||||||
| Состав для обработки продуктивного пласта, мас.% | Время приго товле ния сос тава, мин | Вяз кость, мПа-с | Устойчи вость системы, сут | ||||||||||||
| №№ пп | ПЭО-С, Д | ПЭО-А, Б | Глино-порошок | Мел | Древ. мука | Сломель | Гидро окись натрия | Гидро окись калия | Каустич. сода | Вода плотно стью, 1,00 г/см3 | Вода плот ностью, 1,06 г/см3 | Вода плотнос тью, 1,18 г/см3 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 1 | 0,01 | 5 | - | - | - | - | - | - | 94,99 | 90 | 1,14 | 1 ч | |||
| 2 | 0,01 | 20 | 1,0 | 78,99 | 20 | 55 | 3 | ||||||||
| 3 | 0,01 | 30 | 1,0 | 68,99 | 20 | 65 | 3 | ||||||||
| 4 | 0,05 | 40 | 1,0 | 58,95 | 20 | 110 | 3 | ||||||||
| 5 | 0,05 | 16 | 2,0 | 81,95 | 20 | 50 | 3 | ||||||||
| 6 | 0,5 | 18 | 1,5 | 80 | 20 | 75 | 3 | ||||||||
| 7 | 0,2 | 22 | 1,0 | 6,8 | 20 | 70 | 3 | ||||||||
| 8 | 0,5 | 25 | 1,0 | 73,5 | 20 | 85 | 3 | ||||||||
| 9 | 1,0 | 10 | 1,0 | 88 | 20 | 180 | 3 | ||||||||
| 10 | 0,01 | 5 | - | - | - | - | - | - | 94,99 | 120 | 24,0 | 0,5 ч |
Для приготовления предлагаемого состава применяли следующие реагенты:
- полиэтиленоксид (ПЭО) - ТУ 6-58-341-89 марки А, Б, С, Д с молекулярной массой (1,5-10)·106;
- мел, сломель, глинопорошок марки ПБН, древесная мука;
- гидроокись натрия (ГОСТ 2263-79), гидроокись калия, каустическая сода;
- вода пресная или пластовая хлоркальциевого типа с содержанием солей от 1,0 до 260 г/л.
Оценка эффективности предлагаемого состава в сравнении с наиболее близким аналогом была произведена в лабораторных условиях на насыпных моделях пласта. Подготовку моделей пласта к экспериментам проводили по общепринятой методике.
Модель пласта представляет металлическую трубку длиной 0,5 м, диаметром 0,03 м, набитую кварцевым песком определенной фракции (0,5-0,03 мм). Проницаемость регулируют фракционированием песка. Модель пласта сначала вакуумируют, насыщают пресной водой, определяют начальную проницаемость по воде. Затем закачивают состав. Размер оторочки состава составляет 30% от порового объема. Далее прокачивают воду, определяют конечную проницаемость по воде (для заявленного состава: 0,01-0,06 мкм2, для известного: 0,051-0,08 мкм2) и производят оценку остаточного фактора сопротивления (для заявленного состава: 150-370, для известного: 74-94), создаваемого составом.
Из опытов следует, что остаточный фактор сопротивления в предлагаемом составе выше, чем в составе-аналоге, что обеспечивает продвижение заявленного состава на значительное расстояние по пласту.
Применение предлагаемого состава позволит повысить эффективность регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и ограничения водопритока в добывающей скважине, а также расширить технологические возможности использования состава.
Состав для обработки нефтяного пласта, включающий полиэтиленоксид, наполнитель и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя глинопорошок, или мел, или древесную муку, или сломель и дополнительно - гидроокись натрия, или гидроокись калия, или каустическую соду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полиэтиленоксид | 0,01-0,5 |
| Глинопорошок, или мел, или | |
| древесная мука, или сломель | 16-30 |
| Гидроокись натрия, или | |
| гидроокись калия, или | |
| каустическая сода | 0,05-2,0 |
| Вода | Остальное |
