Состав для изоляции вод в скважине

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к геле- или осадкообразующим составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах. Технический результат - повышение эффективности ограничения водопритока в скважину при увеличении проницаемости по нефти. Состав для изоляции вод в скважине, содержащий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, эпоксисоединение и воду, в качестве эпоксисоединения содержит глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина при следующих соотношениях компонентов, мас.%: сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты 6-13, глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина 1,6-7,0, вода остальное, причем соотношение карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам указанных производных составляет от 1:1 до 1:0,5. 1 табл.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к геле- и осадкообразующим составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах.

При изоляции водопритоков в скважины широко используют водорастворимые сополимеры или составы на их основе, способные при определенных условиях образовывать прочные нерастворимые гели, обладающие водоизолирующей способностью.

Известен состав для изоляции водопритоков и зон поглощений в скважинах (а.с. №765497, МПК Е21В 33/13, опубл. 23.09.1980, БИ №35), который содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, а также эпихлоргидрин. Принцип его действия основан на способности эпоксисоединений реагировать с карбоксильными группами с последующим переходом образовавшегося эпоксиэфира в нерастворимый сетчатый полимер-гель, являющийся инертным к действию воды и растворов солей, имеющихся в скважине. Состав удобен в работе, обеспечивает эффект снижения проницаемости до 95%, однако его достоинства в значительной степени снижаются высокой токсикологической опасностью эпихлоргидрина (2-й класс опасности).

Наиболее близким техническим решением является состав для изоляции водопритоков и поглощения в скаважинах, содержащий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, эпоксисоединение и воду [пат. РФ 1176063, Е21В 33/138, опубл. 30.08.1985, БИ №32]. В состав входит водорастворимая алифатическая эпоксидная смола, которая, в отличие от применяемого по а.с. №765497 эпихлоргидрина благодаря полимерной природе, позволяет повысить эффективность процесса изоляции за счет сокращения времени гелеобразования и увеличить долговечность геля.

Недостатком известного состава является то, что при его высокой эффективности для изоляции имеет место некоторое снижение проницаемости по нефти.

Технической задачей предложения является повышение эффективности ограничения водопритока в скважину при увеличении проницаемости по нефти.

Поставленная задача решается следующим образом. Состав для изоляции вод в скважине содержит сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, эпоксисоединение и воду. Новым является то, что в качестве эпоксисоединения состав содержит глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты 6-13

глицидиловые производные 5,5- диметилгидантоина 1,6-7,0

вода остальное,

причем соотношение карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам указанных производных составляет от 1:1 до 1:0,5.

Благодаря присутствию двух функциональных групп состав способен не только к гелеобразованию за счет взаимодействия эпоксидных групп смолы и карбоксильных групп сополимера, но и к высаждению образовавшейся четвертичной аммониевой соли карбоксилсодержащего сополимера и азотсодержащей эпоксидной смолы. Осадителем состава являются соли одно- и поливалентных металлов, содержащиеся в пластовых водах. При фильтрации в нефтенасыщенной части пласта осаждения состава не происходит, а фазовая проницаемость по нефти увеличивается из-за того, что сополимер является полимерным поверхностно-активным веществом.

Пример приготовления состава. Используют водный раствор сополимера метакрилата натрия и метакриловой кислоты концентрацией 13 мас.%, затем добавляют азотсодержащую эпоксидную смолу концентрацией 7 мас.% при соотношении карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам азотсодержащей эпоксидной смолы от 1:1 до 1:0,5. Полученный состав закачивают в скважину и через определенный промежуток времени, обусловленный температурой, составом композиции, в порах породы происходит образование нерастворимого геля или высаждение осадка по механизму, изложенному выше. Скорость этих процессов прямо пропорциональна температуре, концентрации сополимера в растворе и количеству азотсодержащей эпоксидной смолы.

Испытание водоизолирующей способности предлагаемого состава проводят на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм, которые позволяют моделировать закачку состава в пласт и вести непрерывный контроль за его расходом по схеме: «скважина-пласт» и «пласт-скважина». Первоначально через модель пласта, наполненную кварцевым песком, прокачивают воду, проводят замер ее расхода и по формуле Дарси определяют исходную проницаемость модели, далее через модель прокачивают предлагаемый состав. Количество всей закачанной жидкости равно поровому объему модели пласта. Модель оставляют на 36 часов с целью гелеобразования или высаждения осадка. После этого проводят прокачку воды, определяют проницаемость по формуле Дарси и вычисляют коэффициент изоляции, который характеризует степень закупоривания пор, снижение проницаемости модели и является мерой результативности изоляционных работ.

Аналогично на моделях пласта определяют проницаемость нефти до и после прокачивания предлагаемого состава и вычисляют коэффициент изоляции.

Результаты исследования водоизолирующей способности предлагаемого состава и прототипа представлены в таблице 1. По этим данным видно, что предлагаемый состав эффективно изолирует водоприток и при этом, в отличие от прототипа, проницаемость по нефти увеличивается.

Таким образом, в данном предложении достигается результат - эффективное ограничение водопритока с увеличением проницаемости по нефти относительно прототипа.

Таблица 1
Результаты исследования водоизолирующей способности и проницаемости нефти предлагаемого состава и прототипа
Состав композиции, в т.ч	Соотношение карбоксильных и эпокси групп, моль	Соотношение карбокси льных и аминогрупп, моль	Время гелеобразования при 25°С, час-мин.	Коэффициент изоляции через 36 часов, %
Сополи мер, мас.%	Азотсодержащая эпоксисмола, мас.%	Вода, мас.%	По воде	По нефти
6	3,2	90,8	1:1	1:0,005	10	94	4
6	1,6	92,4	1:0,5	1:0,0025	12	92	3
10	5,4	84,6	1:1	1:0,005	6-45	96	3
10	2,7	87,3	1:0,5	1:0,0025	8	95	2
13	7,0	80,0	1:1	1:0,005	6	100	2
13	3,5	83,5	1:0,5	1:0,0025	7-30	98	2
13	7,8 (смола ДЭГ-1) прототип пат. СССР №1176063	79,2	1:1		8	88	18
13	3,9(смола ДЭГ-1) прототип пат. СССР №1176063	83,1	1:0,5		9-30	86	22

Состав для изоляции вод в скважине, содержащий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты, эпоксисоединение и воду, отличающийся тем, что в качестве эпоксисоединения он содержит глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты	6-13
глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина	1,6-7,0
вода	остальное

причем соотношение карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам указанных производных составляет от 1:1 до 1:0,5.