Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине
Владельцы патента RU 2359005:
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии" (ОАО "НИИнефтепромхим") (RU)
Состав может быть использован для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов заводнением и для снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами. Технический результат - повышение термостабильности состава. Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества, содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C8-C24 при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный продукт 1-6, углеводородная жидкость 10-30, алюмохлорид 10-30, вода остальное. 3 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для изоляции водопритока в нефтяные скважины и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением и снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами.
Известен состав для изоляции в нефтяных скважинах, содержащий углеводородную жидкость, неионогенное поверхностно-активное вещество (эмультат), хлорид кальция, древесную муку, нефрас (см. патент РФ №2131513, кл. Е21В 43/32 от 1997).
Недостатком этого состава является то, что состав, проникая в пласт, вызывает кольматацию пор и трещин частицами древесной муки, которые со временем, вымываясь, засоряют призабойную зону пласта (ПЗП). Кроме того, этот состав не обеспечивает прочность изоляционного экрана в водонасыщенных пластах с высокоминерализованными пластовыми водами.
Известна гидрофобная эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважину (патент РФ №2134345, кл. Е21В 43/32 от 1997), содержащая, мас.%: нефть 32,0-56,0; кубовые остатки производства аминов С17-С20 или продукт поликонденсации остатков кубовых при производстве аминов С17-С20 и остатков кубовых при производстве капролактама 1,0-4,0 и пластовую воду хлоркальциевого типа плотностью 1060-1180 кг/м3 - остальное.
В таких эмульсиях плотная упаковка аминов в межфазном слое с образованием структурированных и предельно сольватированных дисперсионной средой адсорбционных пленок стабилизирует эмульсии, придавая им высокие структурно-механические свойства.
Однако в высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах первоначально загущающаяся в водопромытых каналах пласта известная эмульсия по истечении 4-6 мес. (по результатам опытно-промысловых испытаний) начинает размываться под давлением пластовых вод в связи с постепенным ослаблением ее структурно-механических свойств, что делает изоляцию некачественной.
Наиболее близкой к предлагаемому решению по назначению и технической сущности является эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащая, мас.%:
| Углеводородную жидкость | 74-90 |
| Остатки кубовые при производстве | |
| аминов С17-С20 | 3-5 |
| Неорганическую соль алюминия | 2-4 |
| Воду | Остальное |
(Патент РФ №2186959, кл. Е21В 43/22, 2002 г.).
Основным недостатком известного состава является характерная для всех эмульсий подвижность при значительных депрессиях на пласт, возникающих при вводе скважины в эксплуатацию после проведения ОПЗ. Поскольку данная эмульсия обладает тиксотропными свойствами, то проявление этого эффекта будет более значительным.
Основой настоящего изобретения является задача создания эффективного реагента для изоляции водопритока в скважине с терригенными и карбонатными коллекторами.
Поставленная задача решается так, что состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородными радикалами C8-С24 при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Продукт взаимодействия | 1-6 |
| указанный выше | |
| Углеводородный растворитель | 10-30 |
| Алюмохлорид | 10-30 |
| Вода | Остальное |
Продукт взаимодействия получают путем нагревания до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом
C8-C24 при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно.
В качестве алканоламина используют моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84) или диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91) или триэтаноламин марки В (ТУ 6-02-916-79).
В качестве жирных кислот используют, например, талловое масло, растительное масло (соевое, пальмовое, рапсовое, кокосовое, льняное, касторовое, хлопковое), а также смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С8-С24.
Продукт взаимодействия моноэтаноламина и смеси жирных кислот представляет собой мазеобразное вещество от коричневого до темно-коричневого цвета с температурой плавления 40-60°С.
Продукт взаимодействия диэтаноламина (триэтаноламин) и смеси жирных кислот представляет собой вязкую жидкость от темно-желтого до коричневого цвета. Плотность при 20°С - 930-960 кг/м3.
Примеры приготовления ПВ.
Пример 1. В реактор емкостью 2000 л, оснащенный мешалкой и сливным устройством на дне, загружают 700 кг (0,79 моль) нерафинированного рапсового масла с содержанием свободных жирных кислот 2,35% и при перемешивании подают 174,5 кг (2,86 моль) моноэтаноламина (1:3,6). Температуру в реакторе доводят до 130°С и перемешивают при заданной температуре в течение 5 часов. После чего реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии по свободным аминам составляет 96% (образец 1, табл.1).
Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,15 моль) таллового масла с кислотным числом 168,1 мг КОН /г и 13 г (0,21 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают при перемешивании до 150°С и ведут процесс в течение 4 часов. Затем полученный продукт охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии равна 74% (образец 2, табл.1)
Пример 3. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,17 моль) смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда фракций C16-C22 с кислотным числом 180,6 мг КОН/г и при перемешивании добавляют 14 г (0,23 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают до 120°С и выдерживают в течение 6 часов. По окончании процесса реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии составляет 97% (образец 3, табл.1).
Примеры 4-9. Проводят аналогично. В качестве алканоламина используют диэтаноламин или триэтаноламин. Технологические параметры полученого продукта взаимодействия и мольные соотношения реагентов представлены в табл.1.
| Таблица 1 | |||||
| № образца | Исходное сырье | Мольное соотношение | Температура, °С | Длительность, ч | Степень конверсии, % |
| Рапсовое масло | 0,79 | 130 | 5 | 96 | |
| 1 | Моноэтаноламин | 2,68 | |||
| 2 | Талловое масло | 0,15 | 150 | 4 | 74 |
| Моноэтаноламин | 0,21 | ||||
| 3 | Смесь жирных | 120 | 6 | 97 | |
| кислот фракции | |||||
| С16-С22 | 0,17 | ||||
| Моноэтаноламин | 0,23 | ||||
| 4 | Рапсовое масло | 1 | 130 | 5 | 79 |
| Диэтаноламин | 3,6 | ||||
| 5 | Талловое масло | 1 | 150 | 4 | 99 |
| Диэтаноламин | 1,4 | ||||
| 6 | Смесь жирных | 120 | 6 | 89 | |
| кислот фракции C16-C22 | 1 | ||||
| Диэтаноламин | 1,4 | ||||
| 7 | Рапсовое масло | 1 | 130 | 5 | 77 |
| Триэтаноламин | 4 | ||||
| 8 | Талловое масло | 1 | 150 | 4 | 80 |
| Триэтаноламин | 2 | ||||
| 9 | Смесь жирных | 120 | 6 | 91 | |
| кислот фракции | |||||
| C16-C22 | 1 | ||||
| Триэтаноламин | 1 |
В качестве углеводородной жидкости используют, например, низкозастывающие фракции или товарные среднедистиллятные топлива:
например, топливо для реактивных двигателей марок ТС-1, РТ по ГОСТ 10227-86, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, нефрас-С4-15 5/200 по ГОСТ 3134-78, нефрас-А-130/150 по ГОСТ 10214-78.
Состав готовят смешением компонентов в заявленных соотношениях (см. пример 3-10 в табл.№2 и 3).
Вариантом приготовления состава является смешение эмульгатора инвертных эмульсий (смесь ПВ с углеводородным растворителем в заданных в составе соотношениях), который берут согласно ТУ 2458-309-05765670-2005 и водного раствора алюмохлорида, который берут согласно ТУ 38.102163-84 и который представляет собой отход производства в виде насыщенного водного раствора светло-желтого или серо-зеленого оттенка, плотностью 1181…1247 кг/м3. Содержание основного вещества 200…300 кг/м3, рН раствора 0,6…2,0 температура замерзания 40°С (см. пример №11-18, табл.3)
В таблицах 2-3 представлены составы и их свойства.
Из представленных в таблицах 2, 3 данных видно, что заявленный состав обладает улучшенными структурно-механическими свойствами и повышенной термостабильностью. Состав имеет хорошую эмульгирующую способность при взаимодействии с пластовой водой.
| Таблица 2 | ||||||||||
| № п/п | Ингредиенты, мас.% | Условная вязкость, с | Статическое напряжение сдвига, дПа | Термостабиль ность, °С | ||||||
| Продукт взаимодействия | Углеводородная жидкость | Хлорид алюминия | Вода | θ 2 часа | θ 1 сут | θ 3 сут | θ 30 сут | |||
| прототип | ||||||||||
| ПАВ | (нефть) ρ=908 кг/м3 | ρ=1000 кг/м3 | ||||||||
| 1 | 4 | 80 | 4 | 12 | 265 | 48 | 90 | 360 | 370 | 110 |
| 2 | 4 | 85 | 1 | 10 | 280 | 40 | - | 114 | 95 | |
| Состав по патенту | ||||||||||
| (Реактивное топливо) ρ=775 кг/м3 | ρ=1000 кг/м | |||||||||
| 3 | 1,0 | 10,0 | 10,0 | 79 | 253 | 30 | 157 | 390 | 523 | 110 |
| 4 | 2,0 | 20,0 | 15,0 | 63 | 259 | 34 | 210 | 320 | 490 | 110 |
| 5 | 3,0 | 25,0 | 20,0 | 52 | 210 | 27 | 186 | 290 | 512 | 120 |
| 6 | 6,0 | 30,0 | 30,0 | 34 | 265 | 25 | 175 | 280 | 532 | 120 |
| (Дизельное топливо) ρ=860 кг/м3 | ρ=1000 кг/м3 | |||||||||
| 7 | 1,0 | 10,0 | 10.0 | 79 | 258 | 28 | 160 | 410 | 535 | 110 |
| 8 | 2,0, | 20,0 | 15,0 | 63 | 267 | 26 | 180 | 380 | 510 | 110 |
| 9 | 3,0 | 25,0 | 20,0 | 52 | 310 | 23 | 210 | 440 | 610 | 120 |
| 10 | 6,0 | 30,0 | 30,0 | 34 | 350 | 21 | 225 | 455 | 595 | 120 |
| Таблица 3 | ||||||||
| № п/п | Ингредиенты, мас.% | Условная вязкость, с | Статическое напряжение сдвига, дПа | Термостабильность, °С | ||||
| Эмульгатор инвертных эмульсий | Водный раствор хлорида алюминия | θ 2 часа | θ 1 сут | θ 3 сут | θ 30 сут | |||
| (Реактивное топливо) ρ=775 кг/м3 | ||||||||
| 1 | 11, 0 | 89,0 | 268 | 38 | 161 | 410 | 541 | 110 |
| 2 | 22,0 | 78,0 | 273 | 40 | 221 | 332 | 515 | 110 |
| 3 | 27,0 | 73,0 | 229 | 31 | 195 | 312 | 531 | 120 |
| 4 | 36, 0 | 64,0 | 288 | 28 | 188 | 295 | 540 | 120 |
| (Дизельное топливо) ρ=860 кг/м3 | ||||||||
| 5 | 11,0 | 89,0 | 296 | 29 | 167 | 430 | 547 | 110 |
| 6 | 22,0 | 78,0 | 299 | 28 | 188 | 405 | 517 | 110 |
| 7 | 27,0 | 73,0 | 345 | 28 | 220 | 455 | 622 | 120 |
| 8 | 36,0 | 64,0 | 368 | 26 | 232 | 464 | 612 | 120 |
Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное ещество, неорганическую соль алюминия и воду, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 ч при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С8-С24 при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный продукт | 1-6 |
| Углеводородная жидкость | 10-30 |
| Алюмохлорид | 10-30 |
| Вода | Остальное |
