Газонаполненный состав для изоляции водопритока в скважину

Изобретение может быть использовано для изоляции водопритока в скважину, а также для регулирования профиля приемистости закачиваемой воды, глушения пластов, в качестве поршня при очистке трубопроводов и в качестве разделителя при транспорте различных нефтепродуктов. Газонаполненный состав для изоляции водопритока в скважину содержит, мас.%: эмульсия полимера анионного типа в масле - 0,15-5,0, поверхностно-активное вещество ПАВ - 0,02-10,0, соль поливалентного металла - 0,002-0,20, высокодисперсный гидрофобный материал - 0,1-3,0, нитрит натрия - 0,41-8,96, хлористый аммоний - 0,32-7,0, вода - остальное. Состав дополнительно содержит неорганическую кислоту или смесь сульфаминовой кислоты с фторидом или бифторидом, или фторидом-бифторидом аммония в количестве 0,1-0,2 мас.% сверх 100%, или ингибитор коррозии в количестве 0,1-1,5 мас.%, или углеводород в количестве 5-25 мас.%. Технический результат - увеличение термостабильности состава, увеличение его нефтевытесняющих свойств. 3 з.п. ф-лы, 5 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважину, а также к составам для регулирования профиля приемистости закачиваемой воды, кроме того, состав можно использовать при глушении пластов с АНПД и в качестве поршня при очистке трубопроводов и транспорте различных нефтепродуктов в качестве разделителя.

Известен состав для ограничения водопритока в скважину, содержащий поверхностно-активное вещество (ПАВ), водорастворимый полимер - карбоксиметилцеллюлозу и воду (Амиян В.А., Амиян А.В. и Васильева Н.П. Вскрытие и освоение нефтегазовых пластов. М.: Недра, 1980, с.62-63, 115, 326-334).

Однако прочность пены, приготовленной по этому составу, как в объеме, так и в пористой нефтесодержащей среде, небольшая, вследствие конкурентной адсорбции ПАВ на поверхности породы и перехода его в нефть.

Известен состав для изоляции водопритока, содержащий в мас.%: гидролизованный ПАА 0,3-1,42; хромокалиевые квасцы 0,06-0,09; нитрит натрия 0,41-3,0, хлористый аммоний 0,32-2,35 и воду (а.с. №1458556, кл. Е21В 43/00, 1986).

При нагревании состава в пласте происходит выделение газообразного азота в результате взаимодействия нитрита натрия с хлоридом аммония, и состав вспенивается. Однако при температуре пласта ниже 60°С пена образуется неустойчивая в результате низкой скорости реакции газообразования, поэтому газонаполненный состав имеет невысокую прочность.

Известен состав, содержащий в мас.%: ПАА 0,30-1,25; бихромат натрия или калия 0,01-0,1; нитрит натрия 0,65-2,60; хлористый аммоний 0,48-1,90; соляную кислоту 0,11-0,18 и воду остальное (а.с. №1677260, 5, Е21В 33/138, опублик. 15.09.91. Бюл. №34).

Известен состав, который используют при пластовой температуре ниже 60°С, содержащий в мас.%: гидролизованный ПАА 0,2-1,0; ПАВ 0,05-2,0; хромсодержащее вещество 0,005-0,04; нитрит натрия 1,28-8,96; хлористый аммоний 1,0-7,0; соляную кислоту 0,1-0,5 и воду остальное (а.с. №1793044, 5, Е21В 43/32, опубл. 07.02.93. Бюл. №5). В качестве инициатора реакции газообразования используют соляную кислоту.

Однако вышеуказанные составы имеют гидрофильную природу и малый срок изоляции, в результате чего они имеют низкую эффективность закачки.

Наиболее близким к предлагаемому составу является состав, который используют при пластовой температуре выше 60°С, содержащий в мас.%: гидролизованный ПАА 0,15-1,0; ПАВ 0,02-1,0; хромсодержащее вещество 0,002-0,03; нитрит натрия 0,41-3,0; хлористый аммоний 0,32-2,35 и воду остальное (а.с. №1788212, 5, Е21В 33/138, опублик. 15.01.93. Бюл. №2).

Недостатками известных составов являются низкая термостабильность, низкая пеноустойчивость составов во времени и низкая их нефтевытесняющая способность.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение изоляционных свойств газонаполненного состава после закачки его в призабойную зону пласта за счет увеличения термостабильности состава в результате увеличения прочности пены и пеноустойчивости состава во времени, увеличения его нефтевытесняющих свойств.

Поставленная задача решается тем, что газонаполненный состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий полимер анионного типа, поверхностно-активное вещество ПАВ, соль поливалентного металла, нитрит натрия, хлористый аммоний и воду, содержит полимер анионного типа в виде его эмульсии в масле, в качестве ПАВ - водо-, или масло-, или водомаслорастворимое, или масловодорастворимое ПАВ или их смесь и дополнительно высокодисперсный гидрофобный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эмульсия полимера в масле0,15-5,0
Указанное ПАВ0,02-10,0
Соль поливалентного металла0,002-0,20
Высокодисперсный гидрофобный материал0,1-3,0
Нитрит натрия0,41-8,96
Хлористый аммоний0,32-7,0
Водаостальное

Состав дополнительно содержит кислоту в количестве 0,1-0,2 мас.% сверх 100%, ингибитор коррозии в количестве 0,1-1,5 мас.%, углеводород в количестве 5-25 мас.%.

В качестве водорастворимых ПАВ используют анионные ПАВ, например АПАВ марки Сульфанол, выпускающийся по ТУ 2481-004-48482528-99 на ЗАО «Бурсинтез-М», либо сульфонаты разных марок, а также водорастворимые неионогенные ПАВ, например нонилфенол, оксиэтилированный 12 молями окиси этилена (АФ9-12), выпускающийся по ТУ-2483-077-05766801-98 на ОАО «Татнефть», либо его товарную форму СНО-3,4, либо НПАВ марки ОП-10, либо смесь анионного и неионогенного водорастворимых ПАВ, например Нефтенол ВВД, выпускающийся на АОЗТ «ХИМЕКО-ГАНГ».

В качестве маслорастворимого ПАВ используют, например, нефтенол НЗ, содержащий углеводородный раствор эфиров кислот таллового масла и триэтаноламина, выпускающийся на АОЗТ «ХИМЕКО-ГАНГ» по ТУ 2483-007-17197708-97; неонолы АФ9 4-6 - неионогенные нонилфенолы, оксиэтилированные 4-6 молями оксиэтилена; а также нефтехим, содержащий сложные смеси производных карбоновых кислот, легкого таллового масла и солей пиперизина этих кислот в растворе керосина и катализата реформинга, выпускающийся по ТУ 2415-001-00151816-94, а также ингибитор коррозии марки Сонкор-9701, содержащий смесь модифицированных жирных аминов в органическом растворителе, выпускающийся по ТУ 2415-006-00151816-2000 на ЗАО «Опытный завод Нефтехим» г.Уфа; маслорастворимые нефтяные сульфонаты с ММ=600-700, синтетические алкиларилсульфонаты (например, алкилнафталинсульфокислота), реагент синол-ЭМ, содержащий углеводородный раствор продукта взаимодействия кислот таллового масла с триэтаноламином и карбамидом, алкилхлорида и окиси алкилдиметиламина; эмультал, выпускающийся по ТУ 6-14-1035-79.

Кроме того, в качестве поверхностно-активного вещества для обработки призабойных зон нагнетательных скважин используют смеси водомаслорастворимых ПАВ в виде готовых композиций, например моющие препараты МЛ-80 или МЛ-81Б (зимний вариант МЛ-80), содержащие смесь водорастворимого анионного ПАВ (23-28%) и неионогенного маслорастворимого ПАВ (12% мас), производимые по ТУ 2481-007-50622652-99-2002 на ЗАО НПФ «Бурсинтез-М», и новый моющий препарат марки «МЛ-Супер», выпускаемый фирмой «Дельта-пром» в г.Самаре по ТУ 2383-002-51881692-2000.

Для обработки призабойных зон добывающих скважин используют смесь масловодорастворимых ПАВ в виде готовых композиций, например нефтенол Н - композицию нефте- и нефтеводорастворимых сульфоэтоксилатов, неионогенных ПАВ и высокомолекулярных нефтяных сульфонатов, или нефтенол-001.M - продукты совместной переработки кислых нефтяных гудронов (отходов производства от олеумной и сернокислотной очистки минеральных масел) и оксиэтилированного алкилфенола марки ОП-4 (НПО «СинтезПАВ»).

В качестве смеси ПАВ используют смеси неионогенного и катионного ПАВ в виде готовых композиций, производимых разными фирмами, например ингибитор коррозии марки Викор-1А и Викор-2, выпускающиеся по ТУ 6-01-0203314-110-90 на ЗАО «Опытный завод Нефтехим» в г.Уфе, вышеуказанный эмульгатор марки синол ЭМ, выпускающийся на ЗАО НПФ «Бурсинтез-М» по ТУ 2413-048-48482528-98, эмульгатор нефтенол НЗН, выпускающийся на АОЗТ «ХИМЕКО-ГАНГ» по ТУ 2483-012-17197708-93, ингибитор коррозии Аминкор, выпускающийся по ТУ 2415-003-11159873-99 ОАО «Нефтехим» в г.Уфе, высшие жирные спирты и кетоны, например реагент марки МаслоПод, выпускающийся по ТУ 2433-016-00205311-99 на ЗАО «Куйбышевазот».

В качестве смеси ПАВ используют многокомпонентную смесь (МКС) синтетических АПАВ и НПАВ по патенту РФ №2220999, содержащую дополнительно алифатический или ароматический спирт, или продукты их содержащие и Полисил.

Предлагаемая смесь имеет низкую вязкость и высокую стабильность в условиях высокой температуры. В условиях высокой пластовой температуры (100°С) повышается роль многоатомных спиртов, так как они имеют высокую температуру кипения, которая составляет у низших диолов 188-224°С, что способствует повышению стабильности составов. Важным свойством спиртов, особенно гликолей, является их способность понижать температуру замерзания. Поэтому предлагаемые составы можно использовать в промысловых условиях в холодное время года для приготовления композиций. Применение органического антифриза позволит готовить незамерзающие композиции по предлагаемому составу в условиях минусовых температур.

В качестве эмульсии полимера анионного типа в масле используют эмульсии полиакриламида (ПАА) с ММ=0,5-18·106 и степенью гидролиза 5-20%, эмульсии карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) со степенью полимеризации СП=350-1200 и степенью замещения по карбоксильным группам СЗ=80-90, эфиры оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ) и других эфиров целлюлозы, эмульсии полиметакриловой кислоты (ПМАК), а также эмульсии поливиниламидоянтарной кислоты, эмульсии поливинилацетатных полимеров, например поливинилацетата и поливинилового спирта, сополимеров винилацетата и винилового спирта, эмульсии натриевой соли полисульфоэфира олеиновой кислоты.

Эмульсии полимеров в масле выпускаются некоторыми фирмами, например фирмой «Allied Colloids» (Англия) или фирмой «Rhone-Pouieng» (Франция), а также другими фирмами.

Эмульсии полимера в масле имеют концентрации 30-50 мас.% и образуют с водой, с вышеуказанными ПАВ или смесью ПАВ эмульсии.

В качестве раствора соли поливалентного металла можно использовать соли хрома, железа, алюминия в ацетатной, хлоридной, сульфатной, нитратной форме, например хромово-калиевые квасцы (хкк), отходы хромовых квасцов (охк), ацетаты хрома и алюминия, хлорид железа, сульфат и нитрат алюминия, а также соли в окисленной форме, например хроматы и бихроматы.

Катион поливалентного металла в окисленной форме восстанавливают в кислой среде сульфанолом или неонолом, или реагентами СНО-3Б или СНО-4Д.

Для увеличения гидрофобизации предлагаемый состав содержит высокодисперсный гидрофобный материал (ВДГМ) в количестве 0,1-3,0 мас.%.

В качестве высокодисперсного гидрофобного материала используют химически модифицированные по поверхности высокодисперсные гидрофобные материалы тетрафторэтилена (тфэ), оксидов титана, железа, хрома, цинка, алюминия, поливинилового спирта, а также высокодисперсные гидрофобные материалы оксидов кремния: белую сажу, тальк, аэросил, перлит, а также кремнеземы марки Полисил.

Вышеуказанные высокодисперсные гидрофобные материалы представляют собой химически инертные материалы со средним размером индивидуальных частиц от 0,1 до 100 мкм и насыпной плотностью от 0,1 до 2,0 г/см3, с краевыми углами смачивания от 114 до 178° и степенью гидрофобности от 96,0 до 99,99%. Они не оказывают вредного воздействия на человека и окружающую среду.

В качестве газообразователей используют нитрит натрия и хлористый аммоний.

Так как в составе при температуре до 60°С пена образуется неустойчивая из-за низкой скорости реакции газообразования, поэтому в качестве инициатора газообразования в состав добавляют кислоту или смесь кислоты с солью в количестве 0,1-0,2 мас.% сверх 100%.

В качестве кислоты или смеси кислоты с солью обычно используют соляную кислоту (HCl) или смесь соляной и плавиковой кислот (ССП), или смесь соляной с кремнефтористо-водородной кислотой (СКФВ), или смесь сульфаминовой кислоты с фторидом аммония (ССФА), или смеси сульфаминовой кислоты с бифторидом аммония (ССБФА), или с бифторидом - фторидом аммония, фосфорную или ортофосфорную кислоту в количестве 0,1-0,2 мас.%.

Одним из главных отличий предлагаемого состава от прототипа является то, что в предлагаемом составе вместо водного раствора полиакриламида - полимера анионного типа - используют полимер анионного типа в виде его эмульсии в масле, причем эмульсию как высокомолекулярного полиакриламида, так и низкомолекулярного, а также эмульсию карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или эфиров оксиэтилцеллюлозы (ОЭЦ) или других вышеуказанных полимеров.

При этом, кроме водорастворимых ПАВ, используют водомаслорастворимые моющие средства марок МЛ-80 или МЛ-81Б, или новый моющий реагент марки «МЛ-Супер», или вышеуказанную смесь МКС, или масловодорастворимое ПАВ марок нефтенол-Н или нефтенол-001.М, или маслорастворимый ПАВ марки нефтенол Н3, а также смесь маслорастворимых ПАВ с неионогенными ПАВ, например композиции Синол-ЭМ, Нефтенол-Н3Н, или смесь маслорастворимых ПАВ, например композиции марок Аминкор, Викор-1А и Викор-2, Сонкор 9701, а также и другие указанные выше поверхностно-активные композиции.

Термостабильность предлагаемого газонаполненного состава увеличивается за счет введения полимера в виде его эмульсии в масле, и с увеличением концентрации эмульсии полимера увеличивается прочность пенной композиции и пеноустойчивость ее во времени. Предлагаемый состав представляет собой термостабильную газонаполненную эмульсию.

Известно, что для образования и стабилизации высокоустойчивых эмульсий необходимо, чтобы адсорбционные слои и связанные с ними сольватные оболочки обладали достаточно высокой структурной вязкостью. Высокую прочность пены газонаполненного состава обеспечивает введение полимера в виде его эмульсии в масле, имеющей достаточно высокую вязкость и образующей гелеобразно структурированные адсорбционные слои на границе раздела фаз.

За счет образования коллоидных адсорбционных слоев полимер, введенный в виде эмульсии его в масле, играет роль сильного стабилизатора устойчивости пенной композиции, в результате чего значительно повышается прочность пены и термостабильность (пеноустойчивость во времени) образующихся эмульсий. Получение устойчивых газонаполненных эмульсий обусловлено образованием высоковязкой пленки на поверхности раздела фаз, существование этой пленки проявляется в повышенной вязкости поверхностного слоя дисперсной фазы.

Так как введение анионного полимера в виде его эмульсии в масле увеличивает прочность структурно-вязких (гелеобразных) адсорбционных слоев, то при сближении (столкновениях) частиц дисперсной фазы, например при перемешивании или режиме высокой температуры, высоковязкая прослойка среды не успевает выдавиться. Адсорбционные слои, обладающие упругостью и механической прочностью, сопротивляются значительным разрушающим усилиям.

При увеличении концентрации эмульсии полимера, вводимой в композицию, нарастает стабилизирующее действие полимера, что позволяет получать устойчивые пенные эмульсии высокой прочности и термостабильности в условиях высокой температуры пласта.

Предлагаемый газонаполненный состав в отличие от известных аналогов и прототипа представляет собой устойчивую пенную эмульсию, стабилизированную на поверхности раздела фаз не только со стороны углеводородной (дисперсионной) среды эмульгатором, но и со стороны дисперсной фазы полимером в виде его эмульсии в масле за счет образования коллоидных адсорбционных слоев полимера в виде пленки, что проявляется в повышенной вязкости поверхностного слоя дисперсной фазы.

В предлагаемом составе ПАВ находится в связанном состоянии за счет взаимодействия его с катионом поливалентного металла и гидролизованным полимером. В результате такого взаимодействия образуется поверхностно-активный газонаполненный гель, прочно удерживающий газ, который образуется в результате реакции нитрита натрия и хлористого аммония.

Кроме того, ПАВ, содержащееся в газонаполненном предлагаемом составе, придает ему поверхностно-активные свойства, при закачке его в обводненные нефтяные скважины поверхность породы пласта изменяет смачиваемость, а именно гидрофобизируется за счет гидрофобных цепей ПАА или ПАВ. При гидрофобизации поверхности породы улучшается адгезия состава к породе, что способствует лучшему удерживанию его в пласте.

Для увеличения гидрофобизации состава предлагаемый газонаполненный состав содержит высокодисперсный гидрофобный материал в количестве 0,01-3,0 мас.%.

Высокодисперсные гидрофобные материалы, имея субмикронные частицы, легко проникают в поры и микротрещины коллектора, изменяют энергетику поверхности (смачиваемость). Это качественно изменяет фильтрационные характеристики коллектора как для воды, так и для нефти. Так как ВГМ, имея степень гидрофобности до 99%, в значительной степени гидрофобизирует поверхность породы за счет мелкого размера частиц и за счет сил адгезии, а также за счет изменения краевого угла смачивания до 170-178°С и снижения поверхностного натяжения.

После закачки предлагаемого состава, например, в глиносодержащий коллектор происходит фобизация глинистых частиц, в результате чего уменьшается толщина гидратных оболочек, окружающих глиняные частицы, что приводит к увеличению эффективных размеров поровых каналов и уменьшению набухания глинистых частиц.

Предлагаемый состав за счет улучшения его реологических свойств и термостабильности позволит эффективно его использовать в высокообводненных нефтяных пластах на контакте с высокоминерализованными водами для снижения проницаемости высокопроницаемых пропластков пласта.

Наши исследования показали, что композиции состава-прототипа термоустойчивы до температуры 60°С. С увеличением температуры термостабильность композиций прототипа резко уменьшается.

Так как в водных растворах гидролизованного полиакриламида при температуре выше 60°С происходит деструкция водного раствора полимера, поэтому прочность газонаполненного состава-прототипа с повышением температуры резко падает.

Предлагаемый газонаполненный состав имеет высокую термостабильность благодаря высокой термостабильности самой эмульсии полимера в масле, которая значительно меньше подвержена деструкции.

Высокая коррозийная активность состава в случае добавления кислоты в состав нейтрализуется присутствующим в составе эмульгатором, который обычно является продуктом взаимодействия жирных кислот и органического амина, т.е. ингибитором коррозии, который формирует на внутренней поверхности трубопроводов гидрофобную пленку.

Если предлагаемый состав в качестве ПАВ содержит водорастворимые или водомаслорастворимые ПАВ, то целесообразно для защиты коллекторов и трубопроводов дополнительно вводить в состав ингибитор коррозии.

Предлагаемый состав в зависимости от технологической необходимости может содержать ингибиторы коррозии марок, например Аминкор, Викор-1А и Викор-2, Сонкор 9701, нефтехим, СНПХ-6030, СНПХ-6035, СНПХ-6201, СНПХ-6438, СНПХ-6418 в количестве 0,1-1,5 мас.%.

Для понижения вязкости приготовляемых композиций заявляемый состав может содержать углеводород в количестве 5,0-25,0 мас.%.

В качестве углеводорода используют стабильный бензин, керосин, гексановую фракцию (смесь предельных углеводородов С68 и выше), газовый конденсат, нефрас, дизельное топливо, а также маловязкие нефти.

Известно, что нефть содержит в себе ряд природных эмульгирующих добавок (эмульгаторов), которые дополнительно стабилизируют предлагаемые эмульсии.

Предлагаемый газонаполненный состав готовят следующим образом.

К рабочему раствору полимера анионного типа в виде его эмульсии в масле концентрацией 0,15-5,0 мас.% небольшими порциями при перемешивании добавляют расчетное количество вышеуказанных ПАВ или смеси ПАВ в количестве 0,02-10,0 мас.%, затем добавляют газообразователи - нитрит натрия в количестве 0,41-8,96 мас.% и хлористый аммоний в количестве 0,32-7,0 мас.%, затем высокодисперсный гидрофобный материал в количестве 0,1-3,0 мас.%, после чего дозируют заранее приготовленный 1-10%-ный раствор соли поливалентного металла в количестве 0,002-0,20 мас.% и состав тщательно перемешивают.

В композиции, которые используют при температуре до 60°С, добавляют в качестве инициатора кислоту и оставляют на выдержку, как в нашем примере, при температуре 20°С.

Композиции, которые выдерживают при температуре выше 60°С, не содержат кислоты, так как реакция газообразования выше 60°С имеет высокую скорость, композиции помещают в термошкаф при температуре 95°С. Все композиции газонаполненного состава термостатируют во времени.

В композициях, которые используют до 60°С с помощью инициатора газообразования, и в композициях, которые используют при нагревании выше 60°С, газообразователи начинают взаимодействовать между собой с выделением газообразного азота, который вспенивает образующий гель.

Прочность полученных газонаполненных композиций предлагаемого состава, как и состава-прототипа, характеризуют предельной нагрузкой, которую определяют после их выдержки при температуре 20 и 95°С в течение 20 час, 7 суток и 20 суток.

Чтобы легче было сравнивать результаты, исследование прочности композиций как предлагаемого состава, так и состава-прототипа проводили в одинаковых условиях.

В стакан, где образовалась газонаполненная композиция, на поверхность пены помещают пенопластовый поршень и нагружают его металлическими шайбами определенного веса до момента, при котором начинается уменьшение пены.

Эту предельную нагрузку на пену (Р) определяют в Паскалях (Па) по формуле:

где m - вес шайб, г; S - площадь поршня, м2.

Предельную нагрузку Р на пену определяли через 20 час, 7 сут и 20 сут.

Предел пеноустойчивости композиций во времени предлагаемого состава и состава-прототипа определяли визуально до резкого уменьшения объема пенной композиции и фиксировали количество суток, в течение которых объем пены оставался примерно постоянным.

Соотношение компонентов в композициях предлагаемого состава и состава-прототипа, их прочностная характеристика в Па и предел пеноустойчивости в сутках при 20 и 95°С приведены в табл.1-3.

Для определения снижения проницаемости коллекторов после закачки предлагаемых составов и увеличения их нефтевытесняющей способности были проведены фильтрационные исследования.

Пример 1. Для приготовления предлагаемого состава в эмульсию ПАА с MM=16·106 и степенью гидролиза 15% (под шифром П-1) или эмульсию ПАА с MM=5·106 и степенью гидролиза 5% (под шифром П-2), или эмульсию карбоксиметилцеллюлозы марки КМЦ-600 (под шифром П-3) в количестве 0,15-5,0 мас.% вводят 0,02-10 мас.% вышеуказанных ПАВ или смеси ПАВ, затем дозируют хлористый аммоний в количестве 0,32-7,0 мас.%, нитрит натрия в количестве 0,41-8,96 мас.% и высокодисперсный гидрофобный материал в количестве 0,1-3,0 мас.%, после чего дозируют заранее приготовленные 1-10%-ные растворы соли поливалентного металла в количестве 0,002-0,20 мас.% и состав тщательно перемешивают. Предлагаемый состав может содержать ингибитор коррозии в количестве 0,1-1,5 мас.% и углеводород в количестве 5-25 мас %. (см. табл.1).

В примере 10 и 24 табл.1 используют многокомпонентную смесь (МКС), содержащую смесь анионных и неионогенных ПАВ и спиртовую добавку - в примере 10 - пропанол, а в примере 24 - этиленгликоль.

Углеводород добавляют в вышеуказанные композиции для регулирования вязкости эмульсий.

Предлагаемую эмульсию используют при температуре пласта выше 60°С.

Для фильтрации предлагаемого состава заранее готовят снабженные рубашками для термостатирования колонки из нержавеющей стали длиной 220 мм и внутренним диаметром 32 мм, которые заполняют смесью, содержащей песчаники, которые неравномерно расчленены прослоями плотных разностей алевритов и глин, с месторождения Бобриковского горизонта Визейского яруса Самарской области. Модели под вакуумом насыщают водой, термостатируют при 95°С, весовым способом определяют исходную проницаемость кернов по пресной воде, которая составила 4,05-6,5 мкм2 (K1). Затем предлагаемый состав фильтруют на фильтрационной установке с целью определения снижения проницаемости.

Через колонку прокачивают один объем пор предлагаемого состава, затем три объема пор керна воды. После этого определяют проницаемость по воде (K2). Уменьшение проницаемости в % определяют по изменению проницаемости керна по воде до и после прокачки состава: K1/K2·100%.

Состав-прототип готовят путем смешения 0,15-1,0 мас.% водного раствора ПАА с ММ=16·106 (П-1А) с 0,02-1,0 мас.% неонола-12 или сульфанола, хромсодержащего вещества в количестве 0,002-0,03 мас.%, хлористого аммония в количестве 0,32-2,35 мас.%, нитрита натрия в количестве 0,41-3,0 мас.%.

Результаты фильтрации показывают, что при введении в состав вместо водного раствора полимера - полимера в виде его эмульсии в масле, в качестве ПАВ - водо- или масло, или водомасло-, или масловодорастворимого ПАВ или их смеси и высокодисперсного гидрофобного материала (ВДГМ) в указанных количествах - проницаемость керна снижается 1,3-4,7 раза (сравните заявляемые эмульсии с эмульсиями-прототипами в табл.4).

Содержание компонентов в составе, замеры предельной нагрузки на пену в Па через 20 час, 7 сут и 20 сут и пеноустойчивость в сутках заявляемых составов и составов-прототипов при 95°С представлены в табл.1 и 2.

Предельная нагрузка на пену предлагаемых составов через 20 час в 3-3,5 раза была выше предельной нагрузки на пену составов-прототипов, через 3 и 5 суток все составы-прототипы разрушились. Пеноустойчивость предлагаемых составов составляет 8-28 сут.

Термостабильность заявляемого состава в результате повышения предельной нагрузки на пену и пеноустойчивости состава во времени увеличивается в 4-8 раз в сравнении с составом-прототипом (см. табл.1 и 2).

Пример 2. Предлагаемые композиции состава готовят путем перемешивания вышеуказанных компонентов (см. пример 1) и добавлением в состав кислоты, например соляной кислоты (HCl) или смеси соляной и плавиковой кислотой (ССП), или смеси соляной с кремнефтористо-водородной кислотой (СКФВ), или смеси сульфаминовой кислоты с фторидом аммония (ССФА), или смеси сульфаминовой кислоты с бифторидом аммония (ССБФА), фосфорной или ортофосфорной кислоты в количестве 0,1-0,2 мас.% сверх 100%.

Предлагаемую эмульсию с добавлением кислоты используют при температуре пласта до 60°С (в нашем примере при 20°С).

Состав-прототип готовят путем смешения 0,15-1,0 мас.% водного раствора ПАА с ММ=16·106 (П-1А) с 0,02-1,0 мас.% неонола-12 или сульфанола, хромсодержащего вещества в количестве 0,002-0,03 мас.%, хлористого аммония в количестве 0,32-2,35 мас.%, нитрита натрия в количестве 0,41-3,0 мас.% и добавлением соляной кислоты в композиции.

Пеноустойчивость состава и замеры предельной нагрузки на пену через 20 час, 7 сут и 20 сут заявляемых составов и составов-прототипов при 20°С представлены в табл.3.

Результаты замеров показывают, что предельная нагрузка на пену предлагаемых составов через 20 час, 7 сут и 20 сут в 3-3,5 раза выше предельной нагрузки на пену составов-прототипов. Пеноустойчивость предлагаемых составов выше составов-прототипов в 3 и более раз.

Результаты фильтрации заявляемого состава и состава-прототипа при 20°С показывают, что при введении в заявляемый состав вместо водного раствора полимера - полимера в виде его эмульсии в масле, в качестве ПАВ - водо- или масло-, или водомасло-, или масловодорастворимого ПАВ или их смеси и высокодисперсного гидрофобного материала (ВДГМ) в указанных количествах - проницаемость керна снизилась в 3,88 и 1,85 раза соответственно (см. табл.4, композиции 6 и 7 из табл.3 при 20°С).

Пример 3. Для приготовления предлагаемого состава в эмульсию ПАА с ММ=15·106 и степенью гидролиза 15% (под шифром П-1) или эмульсию ПАА с ММ=5·106 и степенью гидролиза 5% (под шифром П-2), или эмульсию карбоксиметилцеллюлозы марки КМЦ-600 (под шифром П-3) в количестве 0,15-5,0 мас.% вводят 0,02-10 мас.% вышеуказанных ПАВ или смеси ПАВ, затем дозируют хлористый аммоний в количестве 0,32-7,0 мас.%, нитрит натрия в количестве 0,41-8,96 мас.% и высокодисперсный гидрофобный материал в количестве 0,1-3,0 мас %, после чего дозируют заранее приготовленные 1-10%-ные растворы соли поливалентного металла в количестве 0,002-0,20 мас.%. Предлагаемый состав может содержать ингибитор коррозии в количестве 0,1-1,5 мас.% и углеводород в количестве 5-25 мас %. (см. табл.1).

Углеводород добавляют в вышеуказанные композиции для регулирования вязкости эмульсий.

Нефтевытесняющую способность предлагаемых составов определяют в условиях доотмыва остаточной нефти на линейной модели однородного пласта, представляющей собой вышеописанный керн из нержавеющей стали. Керн заполняют вышеописанной смесью. Модель под вакуумом насыщают водой, термостатируют при 95°С, весовым способом определяют проницаемость керна по воде.

После этого в керн под давлением нагнетают нефть до тех пор, пока на выходе из нее не появится чистая (без воды) нефть, затем определяют начальную нефтенасыщенность керна. В фильтрационных работах используют природную нефть плотностью 842 кг/м3 и динамической вязкостью 8,5 мПа·с при 20°С. Начальное вытеснение проводят водой (три поровых объема) и определяют коэффициент вытеснения нефти по воде. Затем через керн фильтруют один поровый объем испытуемого состава, затем три поровых объема воды, определяют прирост и общий коэффициент вытеснения нефти.

Результаты фильтрации заявляемых составов и составов-прототипов по определению нефтевытесняющей способности их представлены в табл.5.

За счет введения гидрофобной добавки в состав изменяется смачиваемость поверхности породы, а именно увеличивается гидрофобизация породы коллектора. При этом снижается поверхностное натяжение на границе раздела фаз вода-порода-нефть и увеличивается относительная проницаемость пласта по нефти, увеличивается нефтевытесняющая способность состава, в результате чего повышается дебит нефти.

За счет присутствия в предлагаемом составе кроме неонола и сульфанола других вышеперечисленных ПАВ: водо-, или масло-, или масловодо-, или водомаслорастворимого ПАВ или смеси ПАВ, анионного полимера в виде его эмульсии в масле и высокодисперсного гидрофобного материала улучшаются фильтрационные характеристики скважины, в результате чего увеличивается фазовая проницаемость скважины по нефти.

Техническим результатом является улучшение изоляционных свойств газонаполненного состава после закачки его в призабойную зону пласта за счет увеличения термостабильности состава в результате увеличения прочности пены и пеноустойчивости состава во времени, увеличения его нефтевытесняющих свойств.

Предложенный газонаполненный состав при закачке в пласт создает повышенные сопротивления в пористой среде и, в первую очередь, перекрывает крупные поры и трещины, по которым поступает вода, в результате чего существенно снижается обводненность скважин.

Введением углеводорода в предлагаемый состав можно регулировать вязкость состава для закачки его в низкопроницаемые участки пласта.

Таблица 1.

Композиции газонаполненного предлагаемого состава и состава-прототипа.
№ составаСоставСодержание компонентов, мас.%
Эмульсия полимераПАВ или смесь ПАВСоль поливалент. мет-ла.ВДГМNH4ClNaNO2Ингибитор коррозиивода
шифрк-вомаркак-вомаркак-вомаркак-во
123456789101112131415
1ЗаявляемП-10,10неонол-120,01хкк0,001тетрафторэтилен0,050,320,41СНПХ-60300,0599,059
2ЗаявляемП-10,15неонол-120,02хкк0,002тальк0,10,320,41Викор-20,198,898
3ПрототипП-1А0,15неонол-120,02хкк0,002--0,320,41--99,098
4ЗаявляемП-10,3МЛ-800,10хкк0,01оксид титана0,11,92,45аминкор0,594,64
5ПрототипП-1А0,3сульфонол0,10охк0,01--1.92,45--95,54
6ЗаявляемП-10,5МЛ-81Б0,5хромат0,02аэросил0,51,92,45СНПХ-64180,594,13
7ПрототипП-1А0,5сульфонол0,5бихромат0,01--1,92,45--95,14
8ЗаявляемП-11,0МЛ-супер1,0хлорид железа0,03оксид хрома1,02,353,0Викор 1А1.090.62
9ПрототипП-1А1,0сульфонол1,0охк0,03--2,353,0--92,62
10ЗаявляемП-22,0МКС3,0сульфат алюминия0,03оксид железа1,02,353,0СНПХ-60351,087,62
11ЗаявляемП-22,0нефтехим5,0охк0,04оксид цинка2,02,353,0--85,61
12ЗаявляемП-23,0нефтенол Н3Н8,0нитрат алюминия0,04аэросил2,55,06,4--75,06
13ЗаявляемП-23,0нефтенол Н310,0ацетат хрома0,05полисил П-13,05.06,4--72,55
14ЗаявляемП-35,0сонкор-970111,0ацетат хрома0,10оксид железа3,55,06,4--69,0
15ЗаявляемП-36,0неонол-45,0ацетат хрома0,20поливиниловый спирт1,05,06,4СНПХ-62011,574,90
16ЗаявляемП-32,0синол ЭМ5,0сульфат хрома0,25тальк1,57,08,96--75,29
17ЗаявляемП-12,0нефтенол Н5,0хромат0,02полисил ДФ2,07,08,96--75,02
18ЗаявляемП-22,0нефтенол 001. М5,0ацетат хрома0,01перлит1,57,08,96--75,53
19ЗаявляемП-23,0Викор-1А5,0бихромат0,01оксид титана1,07,08,96углеводород75,03
20ЗаявляемП-33,0Викор-25,0хкк0,03полисил П-11,02,353,0маркак-во85,62
21ЗаявляемП-12,0Аминкор5,0хкк0,04полисил ДФ1,02,353,0нефть5,081,61
22ЗаявляемП-12,0МаслоПод5,0бихромат0,02оксид алюминия2,02,353,0дизельное топливо10,075,63
23ЗаявляемП-23,0Нефтенол ВВД3,0охк0,03белая сажа2,02,353,0гексановая фракция15,071,62
24ЗаявляемП-12,0МКС3,0хкк0,03тетрафторэтилен1,01,92,45керосин20,069,62
25ЗаявляемП-23,0Неонол-45,0ацетат хрома0,10аэросил2,01,92,45бензин25,060,55
26ЗаявляемП-35,0Мл-супер2,0сульфат люминия0,20тальк3,01,92,45нефрас30,055,45

Таблица 2.

Прочностная характеристика композиций газонаполненного предлагаемого состава и состава-прототипа при температуре 95°С.
№ составаСоставПредельная нагрузка, Па, черезПеноустойчивость состава, сут
20 час7 сут20 сут
123456
1Заявляемый14--1
2Заявляемый6036-8
3Прототип23--1
4Заявляемый863545-14
5Прототип270--2
6Заявляемый252918102520
7Прототип745--3
8Заявляемый6605531220323
9Прототип2030--5
10Заявляемый7615630248726
11Заявляемый8336709053528
12Заявляемый7680626547126
13Заявляемый8203680150527
14Заявляемый6150481122823
15Заявляемый6845550751027
16Заявляемый6483512523824
17Заявляемый6385500347026
18Заявляемый5790441124023
19Заявляемый6510522149527
20Заявляемый5320400825324
21Заявляемый3662329520123
22Заявляемый3101259216822
23Заявляемый2305200815222
24Заявляемый200815038521
25Заявляемый9855912820
26Заявляемый780365-18

Таблица 3.

Прочностная характеристика композиций газонаполненного предлагаемого состава и состава-прототипа при температуре 20°С.
№ составаСоставкислотаПредельная нагрузка, Па, черезУстойчивость пены, сут
маркак-во20 час7 сут20 сут
12HCl0,053456
1ЗаявляемыйHCl0,115--1
2ЗаявляемыйССП0,168451821
3ПрототипHCl0,12112-8
4ЗаявляемыйССП0,1298065025068
5ПрототипHCl0,123722307622
6ЗаявляемыйHCl0,1225852263133697
7ПрототипHCl0.1585160337235
8ЗаявляемыйСКФВ0,15696565304411более 150
9ПрототипHCl0,15238320351032120
10ЗаявляемыйССФА0,15783073126201более 150
11ЗаявляемыйССФА0,20850583807135более 150
12ЗаявляемыйССБФА0,18783177106580более 150
13ЗаявляемыйССБФА0,18850583807185более 150
14Заявляемыйфосфорная0,18783177106580более 150
15ЗаявляемыйHCl0,18816580356920более 150
16Заявляемыйортофосфорная0,20608359804870более 150
17ЗаявляемыйHCl0,20683067065680более 150
18ЗаявляемыйHCl0,20650063255206более 150
19ЗаявляемыйHCl0,20631061805056более 150
20ЗаявляемыйССП0,25582057064601более 150
21ЗаявляемыйСКФВ0,20378536673008более 150
22ЗаявляемыйHCl0,15320330352823более 150
23ЗаявляемыйHCl0,15244223082101более 150
24ЗаявляемыйHCl0,12212819831760более 150
25ЗаявляемыйHCl0,121068932751150
26ЗаявляемыйССП0,15980771583100

Таблица 4.

Результаты фильтрации композиций заявляемого газонаполненного состава и состава-прототипа при 95°С.
№ составаСоставПроницаемость, мкм2Снижение проницаемости, K1/K2
до фильтрации, K1после фильтрации, К2
12345
1Заявляемый4,323,92110
2Заявляемый4,063,19127
3Прототип4,153,84108
4Заявляемый5,201,78292
5Прототип4,533,19142
6Заявляемый4,321,18365
7Прототип4,752,91161
8Заявляемый4,601,09422
9Прототип4,802,36203
10Заявляемый4,921,10445
11Заявляемый5,541,28430
12Заявляемый5,651,37411
13Заявляемый5,831,49390
14Заявляемый6,031,58381
15Заявляемый6,221,46425
16Заявляемый6,351,40453
17Заявляемый6,501,47442
18Заявляемый6,321,36465
19Заявляемый5,231,108472
20Заявляемый5,361,19450
21Заявляемый5,121,122456
22Заявляемый5,031,086463
Синтезы из табл.3 при 20°С
6Заявляемый6,151,67388
7Прототип5,482,96185

Таблица 5.

Нефтевытесняющие свойства композиций заявляемого газонаполненного состава и состава-прототипа.
№ составаСоставНачальная нефтенасыщенность, %Коэффициент вытеснения нефти
по водеприростобщий
123456
1Заявляемый67,20,620,180,80
2Заявляемый65,30,620,210,83
3Прототип66,50,620,200,82
4Заявляемый64,60,630,230,85
5Прототип67,40,620,210,83
6Заявляемый69,30,640,280,92
7Прототип68,60,630,220,85
8Заявляемый71,80,630,300,93
9Прототип69,40,630,240,87
10Заявляемый70,50,650,310,96
11Заявляемый72,80,640,300,94
12Заявляемый66,30,640,280,92
13Заявляемый68,70,650,300,95
14Заявляемый71,30,640,320,96
15Заявляемый72,00,640,280,92
16Заявляемый67,70,650,300,95
17Заявляемый69,60,640,320,96
18Заявляемый70,80,640,330,97
19Заявляемый71,90,640,320,96
20Заявляемый67,20,650,320,97
21Заявляемый72,50,640,300,94
22Заявляемый69,30,650,300,95
23Заявляемый66,90,650,310,96
24Заявляемый70,10,640,320,96
25Заявляемый72,60,640,310,96
26Заявляемый69,90,640,300,94

1. Газонаполненный состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий полимер анионного типа, поверхностно-активное вещество ПАВ, соль поливалентного металла, нитрит натрия, хлористый аммоний и воду, отличающийся тем, что он содержит полимер анионного типа в виде его эмульсии в масле, в качестве ПАВ - водо-, или масло-, или водомаслорастворимое, или масловодорастворимое ПАВ, или их смесь и дополнительно высокодисперсный гидрофобный материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эмульсия полимера анионного типа в масле0,15-5,0
Указанное ПАВ0,02-10,0
Соль поливалентного металла0,002-0,20
Высокодисперсный гидрофобный материал0,1-3,0
Нитрит натрия0,41-8,96
Хлористый аммоний0,32-7,0
Водаостальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит неорганическую кислоту или смесь сульфаминовой кислоты с фторидом аммония, или смесь сульфаминовой кислоты с бифторидом аммония, или смесь сульфаминовой кислоты с фторидом-бифторидом аммония в количестве 0,1-0,2 мас.% сверх 100%.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит ингибитор коррозии в количестве 0,1-1,5 мас.%.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит углеводород в количестве 5-25 мас.%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам глушения и консервации скважин, к способам приготовления и применения жидкостей для гидравлического разрыва пласта, а также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины.
Изобретение относится к бурению нефтяных и газовых скважин и может быть использовано для вскрытия высокопроницаемых продуктивных пластов с нормальными и аномально-низкими пластовыми давлениями, а также для предупреждения и ликвидации осложнений при бурении поглощающих пластов.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к химической обработке буровых растворов - БР, применяемых для вскрытия проницаемых пластов в условиях поглощений, и жидкостей глушения - ЖГ, используемых при ремонте скважин в условиях аномально низких пластовых давлений.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к химической обработке буровых растворов - БР, применяемых для вскрытия проницаемых пластов в условиях поглощений, и жидкостей глушения - ЖГ, используемых при ремонте скважин в условиях аномально низких пластовых давлений.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а точнее к составам для приготовления технологических жидкостей. .
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а точнее к составам для приготовления технологических жидкостей. .
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а точнее к составам для приготовления технологических жидкостей. .
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а точнее к составам для приготовления технологических жидкостей. .
Изобретение относится к области добычи нефти, газа и конденсата, а именно, к реагентам для удаления жидкости с забоя газоконденсатных скважин. .
Изобретение относится к области добычи нефти, газа и конденсата, а именно, к реагентам для удаления жидкости с забоя газоконденсатных скважин. .

Изобретение относится к полимерам, содержащим звенья типа бетаина, а также к применению цвиттерионных полимеров в промывочных жидкостях
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к жидкости, используемой в качестве технологической жидкости при перфорации в процессе вторичного вскрытия продуктивных пластов, при глушении, перестреле, достреле в процессе капитального ремонта скважин
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к кислотным обработкам терригенных коллекторов, и может быть использовано при кислотной обработке призабойной зоны продуктивных нефтяных пластов
Изобретение относится к области нефтедобычи

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано как для ремонтно-изоляционных работ (РИР), так и для проведения изоляции водопритоков и зон поглощения в нагнетательных и добывающих скважинах

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при добыче и подготовке нефти

Изобретение относится к добыче нефти из пласта и может быть использовано при любой стадии разработки нефтяных месторождений с заводнением, для интенсификации работы добывающих скважин, выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и увеличения текущей нефтеотдачи пласта
Изобретение относится к области защиты жидких сред от микроорганизмов, преимущественно в нефтегазовой отрасли, и может быть использовано для защиты от действия микроорганизмов жидких сред, применяемых, в частности, при интенсификации добычи углеводородов, наиболее предпочтительно для жидкой среды, применяемой для гидроразрыва пласта
Наверх