К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100778 (21)2639972/23-05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (51)М. Кл.з

С 08 L 83/04

Е 21 В 33/13

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

I (53) УДК 678. 84 (088. 8) Опубликовано 300980. Бюллетень Мо 36

Дата опубликования описания 300980 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОСТАВ HA ОСНОВЕ ОЛИГООРГАНОСИЛОКСАНА

И ХЛОРСИЛАНА ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВЫХ ВОД

В НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ

КРоме того, при обработке пласта этим составом продолжительность изолирующего эффекта невелика из-за способности образовавшегося в порах полимера частично растворяться в нефти (до

25-30%), что приводит к ускорению процесса разрушения изолируемой эоны.

Целью изобретения является создание состава на основе олигоорганосилоксана и хлорсилана для изоляции пластовых вод в нефтяной и газовой

- скважине, обеспечивающего повышение времени изолирующего эффекта и уменьшение водопроницаемости скважин.

Изобретение относится к области составов на основе кремнийорганических соединений, а именно к составам на основе олигоорганосилоксана и хлорсилана для изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен состав (1) на основе олигоорганосилоксана и хлорсилана для изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах. Состав содержит в качестве олигоорганосилоксана 4 0-дихлорполидиорганосилоксан, а в качестве хлорсилана вЂ” органотрихлорсилан в количестве 67,5-99,3 и 0,732,5 масс.% соответственно. Однако известный состав не обеспечивает достаточной надежности изоляции скважин: довольно высокая вязкость состава (19-510 сП) затрудняет насыщение порового пространства, особенно в случае низкопроницаемых коллекторов. Высокая скорость гелеобразования состава, поскольку он содержит до 20% гидролизуемого хлора, обусловливает малую глубину насыщения изолируемой эоны, что также снижает надежность изоляции пластовых вод.

Укаэанная цель достигается за счет того, что в качестве олигоорганосилоксана состав содержит олигоорганоал2О кокси(хлор)силоксан с содержанием алкоксигруцп с числом атомов углерода в группе 2-8 20-71 масс.% и хлора до 4,6 масс.%, в качестве хлорсилана вЂ” метил(этил,фенил)хлорсилан, метил(этил)хлордисилан, метил(этил) хлорсилметилен(этилен), четыреххлористый кремний, трихлорсилан или их смесь при общем содержании хлора в .составе 0,25-6,0 масс.% и следующем соотношении компонентов, масс.%:

В.A. Ковардаков, Е.М. Духненко, Н.В. Комаров, A.Ñ. Шапатин, P Ô. Маркина, Н.П. Исаева, Е.И. Лариков, В.Б. Александров, Ю.Л. Жетлухин, Н.Г. Уфимцев и Э.A. Симаненко

767152

Получают 126 г оли .ометилэтилизопропоксихлорсилоксана с содержанием

CC 1,57Ъ и изопропоксигрупп ЗО,ОЪ.

П р и и е р 4. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, загружают 30 г трихлорсилана, 25 r диметилхлорсилана, 45 г метилдихльрсилана и 102 г смеси, состоящей иэ диметилтетрахлордисилана (45 масс.Ъ), днметилэтилтрихлордисилана(5 масс.Ъ), тетраметицдихлордисилана (3 масс.Ъ)

:триметилтрихлоргисилметилена (10 масс.Ъ),". диметилтетрахлордисилметилена (17 масс.Ъ), диметилдихлорснлана (4 масс.Ъ), этилдихлорсилана (5 масс. Ъ), этилтрихлорсилана

{5 масс.%), метилэтилцихлорсилана (f, масс.Ъ). К полученной массе при перемешивании и комнатной температуре добавляют 99,5 мл октилового спирта за 2 ч затем нагревают реакционную о смесь до 130 С в бане в течение

3,5 ч. К охлажденному до комнатной температуры продукту добавляют

57,1 мл абсблютного этилового спирта за 1,5 ч и йрогpeвают реакционную смесь при 130ОС в бане в течение 3 ч.

Продукт охлаждают. К охлажденному продукту добавляют за 0,5 ч 10,3 мл воды, зат м реакционную массу нагревают и в течение 3 ч выдерживают при

130 С.

Получают 210,8 r олигометилэтилэтоксйоктоксихлорсилоксана с содержанием CL 0,5Ъ и алкоксигрупп 71,0Ъ.

Аналогично получают другие олигомеры с различным содержанием гидролизуемого хлора и алкоксигрупп.

Изолирующие составы готовят сме шением полученных олигоорганоалкокси (хлор)силоксанов с хлорсиланами. Ко-личество олигоорганоалкокси(хлор)силоксана берут таким, чтобы вязкость состава составляла 4-20 сП, что необходимо для обеспечения хорошей проницаемости состава через слой породы, а количеотво хлорсилана вЂ” таким, чтобы общее количество гидролизуемого хлора в составе составляло 0,25-6,0Ъ, т.е. обеспечивало надежность при изоляции пластовых вод.

Олигоорганоалкокси (хлор)силоксан 89-99,5

Хлорсилан ОФ5-11

Олигоорганоалкокси(хлор)силоксаны получают реакцией этери икации али4 атическим спиртом (C<-Cö) и последующим гидролизом или совместной эте. 5 риФикацией и гидролизом соответстЬующйх -оргаиохлорсиланов.

Примеры получения олигоорганоалкокси(хлор)силоксанов.

Пример 1. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, абратйым холоДильником и капельной воронкой, загружают 30 г трихлорсилана, 25 г диметилхлорсилана, 45 г метилдихлорсилана и 102 г смеси, состоящей из диметилтетрахлордисилана (45 масс.%), диметилэтилтрихлордисилана(5 масс.Ъ), тетраметилдихлордисилана (3 масс.Ъ), -триметилтрихлордисилметилена (10 масс.Ъ), диметилтетрахлордисилме- 20 тилена (17 масс.Ъ), диметилдихлорсилана (4 масс.Ъ), этилдихлорсилана (5 масс.Ъ), зтилтрихлорсилана" (5 масс.Ъ), метилэтилдихлорсилана

{6 масс.Ъ). .К полученной массе йри Я. перемешивании и комнатной температуре добавляют за 2 ч 90,6 мл абсолют" його этилового спирта, в теченйе

3,5 ч--нагревают реакционную смесь до температуры в бане 130ОС, К охлажден-ноМу до комнатной температуры продук ту"С содержанием титруемого хлора

19,98Ъ добавляют за 0,5 ч 10,5 мл, воды. Затем реакционную массу нагре- вают и в течение 3 ч выцерживают при температуре в бане 130 C.

Получают 145 г олигометилэтилэток- Сйхлорсилоксана с содержанием СВ 4,59Ъ и этоксигрупп 40,4Ъ.

H р и м е р 2. К 150 мл смеси, .состоящей из диэтилтетрахлордисилана 40 (48 масс.Ъ), тетрахлордисилана (2 масс.Ъ), этилпентахлордисилэтилена (14 масс.Ъ), диэтилтетрахлордисилэтилена (10 масс.Ъ), гексахлордисил= этилена (5 масс.Ъ), диэтилдихлорси- 45, лана (5 масс.Ъ), тризтилхлорсилана (16 масс.Ъ), при перемешивании и комнатной темйературе добавляют смесь

135 мл абсолютного этилового спйрта" .и 12 мл воды в течение 3 ч. Затем реакционную массу нагревают с обратным холодильником до температуры в бане 130 С в течение 5 ч, после чего переключают обратный холодильник на . нисходящий и при нагревании до 150 "С в бане отгоняют 96 мл этилового спирта.Получают 116 r олиговтилэтоксихлорсилоксана с содержанием CE 1,2Ъ и этоксигрупп 20,55Ъ.

Пример 3. К 75 мл смеси 60 хлорсиланов, содержащей 30 масс.Ъ трихлорсилана, 25 масс.Ъ диметилхлорсилана, 45 масс.Ъ метилдихлорсилана, и 75 мл смеси, состоящей из диэтилтетрахлордисилана (48 масс.%), тетра4 хлордисилана (2 масс.Ъ), этилпента" хлордисилэтилена (14 масс.Ъ), диэтилтетрахлордисилэтилена (10 масс. Ъ), гексахлордисилэтилена (5 масс.%), диэтилдихлорсилана (5 масс.%), триэтилхлорсилана (16 масс.Ъ), при перемешивании и комнатной температуре добавляют в течение 3 ч смесь 135 мл изопропилового спирта и 12 мл воды. За) тем реакционную массу нагревают с обратныл холодильником до температуры

s бане 130 С в течение 4 ч, после чего-" переключают холодильник на нисходящий и при нагревании до 150 С в бане отгоняют 50 мл изопропилового спирта.

767152

Характеристика изолирующих составов

Таблица 1

Исходные компоненты

Композиционный состав

Хлорсилан

Содер жание .компо нента в компоэиции, масс.В

Р п/и

Содержание компонента в композиции, масс. Ъ

Содержание алкоксигрупп, масс.Ъ

Содержание хлора, масс.Ъ

Вязкость, сП

Содержание хлора, масс.В

Наименование

Метилтрихлорсилан

2,0 6,0 4,9

40,4 98,0

Олигоэтилэтоксихлорсилоксан

Этилтрихлорсилан и диэтилдихлорсилан в массовом отношении 1:1

1,2

1,0 1,8 .-9,3

20,55 99,0

Характеристики составов представлены в табл. 1.

Полученные составы, а также состав по прототипу были испытаны на установке, моделирующей пластовые условия по методикам Миннефтепрома.

Испытания проводили при температуре 20-200 С на кернах с низкой проницаемостью, отобранных из глубоких скважин. Перед испытанием керны насыщались пластовой водой.

Результаты испытаний проницаемости приведены в табл. 2.

Иэ приведенных в табл. 2 данных видно, что при обработке кернов предложенным составом по сравнению с составом-прототипом степень изменения проницаемости кернов значительно выше (в 3-20 раз).

Исследование растворимости полимеров, образовавшихся в скважине при изоляции (см. табл. 2), показали, что сшитый полимер, образовавшийся из предлагаемой композиции, лишь незначительно растворим в ароматических углеводородах (потеря веса 0,85Ъ), что обеспечивает высокую продолжительность изолирующего эффекта.

У полимера, образующегося из составапрототипа, потеря веса достигает 30%.

Другие составы по изобретению имеют значения приведенных параметров, близкие к составам 1-5.

Изучение изменения вязкости составов в процессе гелеобразования в

Олигоорганоалкокси(хлор)силоксан

1 Олигометилэтилэтоксихлорсилоксан 4,59 пластовых условиях показало, что предлагаемые составы сохраняют рабочую вязкость более 2 ч, что позволяет обеспечить процесс пропитки обрабатываемой водонасыщенной зоны на максимальную глубину, в то время как состав по прототипу теряет рабочую вязкость через 0,5 ч.

Низкая вязкость состава по изобретению обеспечивает хорошую фильтруемость предлагаемого состава в пластовых условиях.

При испытании состава в нефтенасыщенном керне с содержанием воды более 10-15% было установлено, что состав по изобретению не оказывает влия15 ния на проницаемость керна по нефти за счет гидрофобизации породы, что способствует повышению селективности изоляции, Таким образом, состав по изобрерр тению обладает повышенным временем изолирующего эффекта и существенно снижает водопроницаемость скважин, что позволяет ограничить приток пластовой воды в скважины. Состав применим в широком диапазоне пластовых температур вплоть до 200 С, что дает воэможность эффективно регулировать разработку месторождений на больших глубинах и повышает извлечение нефти и газа из недр. За счет этого улучшаЖ ются зкономические показатели разработки месторождений: снижается себестоимость нефти и газа, повышается производительность труда.

767152

Продолжение табл

Нсходные компоненты

Композиционный состав

Хлорсилан

Содер жанне компонента в композиции, масс.В

Содержание компо» нента в композиции, масс.Ъ

Содержание алкоксн- . групп; масс.Ъ

Содержание хлора, масс. Ф

Вязкость, сП

Содержание хлора, масс.В

Наименование

Четыреххлористый кремний и трихлорсилан в массовом от- 5,0 ношении 2:1

3 Олигометилэтилизопропоксихлорсилоксан

1,57 30,0„ 95,0

5,7 18,0

7,8

6.,0

0,5

5 ОлигоФенилэтоксихлорсилоксан

Фенилтрихлор- 1,0 силан

3,2 16,2

6 Олигометилэтилфенилэтоксихлорсилоксан

3,0 15,0

7 Олигометилэтоксиоктоксихлорсилоксан

Диметилдихлорсилан

0,5 0,25 14,3

Олигометилэтилэтоксиоктоксихлорсилоксан

Фенилтрихлорсилан

11,0

6,0 20,0

Олигоорганоалкокси(хлор)силоксаи,4 Олигометилэтилэтоксихлорсилоксан 3,54 48,7 95,5

2,7 31,6 99,0

1,6 39,1 98,0

Следы 21,0 99,5

0,5 71,0 89, 0

Смесь диметилтетрахлордисилана, диметилэтилтрихлордисилана, тетраметилдихлордисилана, триметилтрихлордисилметилена, диметилтетрахлордисилметилена, диметилдихлорсилана, этилдихлорсилана, эАлтрихлорснлана, метилзтилдихлорсилана

Смесь этилтетрахлордисилана, диэтилтетрахлордисилана,2,0 этилйентахлордисилэтилена, диэтилтетрахлордисилэтилена, триэтилхлорсилана,диэтилдихлорсилана и гексахлордисилэтилена

767152.10

Таблица 2

Степень уменьшения проницаемости водонасыщенного керна после пропитки изолирующим составом, раз, в интервале температур, ОС

Изо- „ лирующий состав

Исходная проницаемость керна, ФФ

0-60

150-200

100-150

5,0

2,8

0,8

4,2

3 5

Прототип«« 220-370

2,7

29,6

"- миллидарси.

«Ф»

-прототип-смесь J,o)-дихлорполндиметилсилоксана (n=10) и метилтри-. хлорсилана в массовом соотношении 4:1, содержание хлора в смеси

20 масс.%.

Формула изобретения

СоставитеЛь В. Темниковский

Редактор T. Никольская Техред О. Дюлай Корректор С. Шекмар

Заказ 7130/22

Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул. Проектная, 4

150-200.

220-350

150-320

210-250

240-350

Состав на основе олигоорганосилоксана и хлорсилана для изоляции пластовых вод в нефтяных и газовых скважинах, отличающийся тем, что, с целью увеличения времени изолирующего эффекта и уменьшения водопроницаемости скважин, он содержит в качестве олигоорганосилоксана оли.гоорганоалкокси(хлор)силоксан с содержанием алкоксигрупп с числом атомов углерода в группе 2-8 2071 масс.% и хлора до 4,6 масс.%, в качестве хлорсилана вЂ” метил(этйл,фенил)хлорсилан,метил(этил)хлордисилан, Потеря массы, полимерного геля после выдержки в ароматических углеводородах при 140-150 С, % метил(этил)хлорсилметилен(этнлен) четыреххлористый кремний, трнхлорси35 лан или их смесь при общем содержании хлора в составе 0,25-6,0 масс.% и следующем соотношении компонентов, масс.%:

Олигоорганоалкокси

4() (хлор)снлоксан 89-99,5

Хлорсилан 0 5-11

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Р 2166996/22-03, 45 кл. С 08 1 83/04, 19.08.75, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства (прототип).