Жидкость для изоляции притока воды в скважину

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>751969 (61) Дополнительное к авт. свмр-ву (22) Заявлено 2711.78 (21) 2688166/22-03 с присоединением заявим М (23) Приоритет

Опубликовано 30,0780 Бюллетень М 28

Дата опубликования описания 300780 51)М. Кл.з

Е 21 B 33/138

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 622.245.4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М.Л. Шерстяной, A Ã. Стороженко и Г.Ф. Еремеев (71) Заявитель

Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти "Союзтермнефть" (54 ) ЖИДКОСТЬ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ВОДЫ В СКВАЖИНУ

Изобретение относится к области нефтедобычи, точнее — к области гидроизоляции обнодненного продуктивного пласта.

Известен способ,, включающий нагнетание в изолируемый пласт последовательно нескольких компонентов," сначала соли кальция, затем раствора гипана и потом снова раствора соли кальция, основанный на том, что н определенных условиях гипан способен коагулиронать и образовавшийся в пластоной воде продукт коагуляции, являясь нерастворимым в воде, перекрывает поры и микротрещины пласта. Гипан коагулирует н том случае, если в среде, куда он попадает имеется достаточное количество одного из перечисленных ионов:

Са, Ас ", Hg, Ва, Н и некоторых других (1з .

Недостатком этого способа является то, что гипан мгновенно реагирует и коагуляция при такой последовательной закачке происходит только на границах раздела жидкостей, не охватывая весь объем, занятый этити жидкостями.

Известна жидкость для изоляции притока воды в скнажину на основе растворов гипана н формалина с включением соляной кислоты в объемном соотношении 7:1-7:1,3. Рн получаемого раствора равен 4,8-5,2 P) .

Недостатком известного способа является усадка закупоривающего геля, что связано с низкой эффективностью изоляции.

Целью изобретения является понышение эффектинности изоляции за счет уменьшения усадки закупориваю15

Поставленная цель достигается тем, что в известную жидкость введены уротропин и хлористый аммоний при следующем количественном соотношении компонентов, вес.%:

Раствор гипана

10%-ной концентрации 70-80

Раствор формалина зс 37%-ной концентрации 14-20

Уротропин 1-5

Хлористый аммоний 1-9

Гипан представляет собой частично гидролиэованный полиакрилонитрил линейный сополимер, т.е. вещество, 751969

СН вЂ” СН

1 С

СН, — СН1

СО

0-№

СН - СК-! со

NH

P в

1 70,0 20,0 1,0

3,0

2 75,0 18,0 ",5

5,5

3 78,5 16,3 2,6

2,6

4 78,5 16,3 2,6

2,6

5 80,0 14,0 5,0

1,0 образованное из трех исходных компонентов, линейно сцепленных между собой, а именно из полиакрилата натрия, полиакриламида и полиакрилонитрила. где х:у: z приблизительно как 8:1:1.

Иначе говоря, полиакрилата натрия в гидролизованном полиакрилонитриле содержится примерно 80%. При контактировании раствора гипана, например, с концентрированным раствором хлористого кальция образуется трудно растворимый каучукообразный осадок кальциевой соли полиакриловой кислоты. Следовательно, в осадок переходит в виде акрилата кальция примерно 80% от всей массы введенного гипана, а остальные 20% остаются в объеме раствора, практически не загущая его.За счет взаимодействия формалина с хлористым аммонием уже при 3040 С в данной жидкости образуется соляная кислота:

В процессе экспериментирования выяснилось, что если гипаноформалиновая смесь (ГФС) прототипа дает всего 5-6% затвердевшей массы от взятого объема, то предлагаемая жидкость целиком превращается в довольно жесткий гель, из которого отделение воды не происходит (нулевая усадка), Иначе говоря, все 100% взятого объема жидкости способствуют закупорке пор и микротрещин пласта, уменьшая, тем самым, водоприток в скважину.

Безусадочный гель образуется, предположительно, по следующим причинам.

6СН О + 4ИН4 С0 е .. С Н М4 + 4НСР

В результате этой обратимой реакции получается уротропин и соляная кислота, которая и способствует в

5 дальнейшем коагуляции гипана.

Таким образом, хлористый аммоний в предлагаемой рецептуре играет роль скрытого источника соляной кислоты. Уротропин, предположительно, тормозит процесс образования кислоты, так как увеличивает концентрацию одного из продуктов реакции и уменьшает усадку геля.

В лабораторных условиях отмериl5 вался требуемый объем раствора гипана концентрацией 10%. В этом растворе при перемешивании растворялся хлористый аммоний и уротропин. Затем к полученному раствору, предварительЩ но нагретому до желаемой температуры, добавлялся формалин 37%-ной концентрации, тоже нагретый до требуемой температуры. После смешивания обеих жидкостей начинался отсчет времени, который заканчивался к моменту явного загустевания среды.

В таблице приведены составы и свойства предлагаемых растворов.

Загустевание началось через 20 мин при 70-80ОС. Усадка геля равна нулю, Загустевание началось через 22 мин при 70-80ОС. Усадка геля равна нулю.

Загустевание началось через 60 мин при 70-80 С. Усадка геля равна нулю.

Загустевание началось через 180 мин при 40-50ОС. Усадка геля равна нулю.

Загустевание началось через 30 мин при 70-80 С. Усадка геля равна нулю.

В предлагаемой жидкости воды меньше, чем в ГФС. Простой расчет показывает, что в ГФС содержится

85% воды, 7% твердого вещества и 8% растворенных в воде газов. Если же произвести расчет хотя бы по раствору 1, то получим содержание воды

75%, растворенных газов 8%,а твердых веществ 17%. Естественно, уменьшение воды в растворе способствует уменьшению усадки образующегося геля.

Вводимые в жидкость уротропин и хлористый аммоний, растворяясь в содержащейся в растворе гипана воде, загущают получаемый раствор, более

751969

Фи..иал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 прочно связывают молекулы воды, препятствуя их уходу из образующегося геля.

Уротропин, имеющий трехмерную структуру, создает по-видимому, внутри геля своеобразную пространственную решетку, способствующую более полному удЕрживанию воды в объеме образОвав-. шегося геля.

Нулевая усадка получаемого геля способствует весьма значительному повышению эффективности изоляции водопритока из пласта по сравнению с использованием прототипа.

При использовании 100 объемов предлагаемой жидкости образуется

100 .объемов жесткого геля, т.е. в 18 раз больше, чем в прототипе.

Естественно, при использовании предлагаемой жидкости (того же объема) можно провести закупорку значительно большего объема пласта. Можно так- 20 же, несколько сокращая объем геля,уменьшить расход используемых компонентов, а следовательно, и удешевить процесс.

Удешевление процесса происходит в этом случае и за счет того, что не требуется использование для перевозки на скважину соляной кислоты агрегата Азинмаш-30А, часовая эксплуатация которого оценивается в 15 руб.

Преимуществом предлагаемой жид.кости является также возможность использовать ее при .температуре до

80оС, в то время как ГФС используется только при 23-30ОС.

Ниже приводятся примеры приготовления жидкости для гидроизоляции разного состава.

Пример 1. Приготавливается

100 кг быстро коагулирующей жидкости.

В 70 кг 10Ъ-ного раствора гипана растворяется 9 кг хлористого аммония.

Отдельно в 20 кг 37Ъ-ного раствора формалина растворяется 4 кг уротропина. После этого оба раствора сливаются вместе и быстро перемешиваются 45

Если обе жидкости были нагреты до

70-80 С, то уже через 20 мин после сливания жидкость начинает коагулировать. Объем полученной системы близок к 100 л. S0

Пример 2. К 78,5 кг 10Ъ-ного раствора гипана добавляют 2,6 кг уротропина и только же хлористого аммония, и все это растворяют при перемешивании.Затем к полученному раствору добавляют 16,3 кг 37Ъ-ного раствора формалина и тщательно перемешивают. Загустевание полученной жидкости начинается через 60 мин после введения формалина (при 70-80 С) .

Пример 3.К 80 мл 10Ъ-ного 6О раствора гипана добавляют 5 кг уротропина и 1 кг хлорида аммония, после

ЦНИИПИ Заказ 5232/1 Тираж чего полученную смесь перемешивают до растворения твердой фазы. Затем туда же добавляют 14 кг 37Ъ-ного формалина и снова тщательно перемешивают.

При 70-80ОС жидкость начинает загустевать через 30 мин после введения формалина.

Изобретение имеет следующие преимущества: с уменьшением водопритока из пласта в скважину уменьшается количество водонефтяной эмульсии,которую необходимо транспортировать до места деэмульсации, затрачивается меньше энергии на деэмульсацию, поскольку объем эмульсии оказывается меньше, уменьшается объем деэмульгированной воды, которую необходимо либо опреснить, либо закачать обратно в пласт устраняется необходимость в строительстве одной или нескольких нагнетательных скважин для обратной закачки воды в пласт или же сохраняется энергия пласта за счет уменьшения объема извлечения пластовой воды.

Практика гидроизоляции показывает, что в случае эффективной изоляции продуктивного пласта от притока пластовых вод увеличивается весьма значительно дебит нефти. Повышение экономической эффективности за счет увеличения притока нефти может составить большую величину экономии (несколько сот тыс.руб. в год).

Формула изобретения

Жидкость для изоляции притока воды в скважину на основе растворов гипана и формалина, о т л и ч а юш а я с я тем, что, с целью повышения эффективности изоляции за счет уменьшения усадки закупоривающего геля, в нее введены уротропин и хлористый аммоний при следующем количественном соотношении компонентов, вес.Ъ.

Раствор гипана 10Ъ-ной концентрации 70-80

Раствор формалина

37Ъ-ной концентрации 14-20

Уротропин 1-5

Хлористый аммоний 1-9

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Москалев Г.М. и Кривоносов И.В.

Исследование надежности селективной изоляции обводненных пропластков гидроизолированием полиакрилонитрилом. Геология и добыча нефти, труды

УкрГИПРОНИИНЕФТЬ, вып. 18, M., "Недра", 1976.

2. Временное руководство по применению кислой гипаноформалиновой смеси (ГФС) при ограничении притока вод в нефтяные скважины. ОНТИ, Уфа, 1974 (прототип).

626 Подписное