СОСТАВ ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ Российский патент 1994 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для вытеснения нефти на основе полимеров акриламида.

Важнейшим условием успешного применения полимеров, определяющим его экономическую целесообразность, является высокая стойкость полимера во время приготовления из него раствора и закачки в нефтяные пласты. Высокая чувствительность водных растворов полимеров акриламида к окислительной деструкции оказывает на них разрушающее влияние при контакте с нефтепромысловым оборудованием, ухудшая их стойкость и качество при заводнении.

Известен состав на основе водного раствора полиакриламида (ПАА), стабилизированный неорганическими соединениями (щелочами, рН раствора 10-10,5) (Полищук А. М. Влияние ионов железа на вязкость раствора полиакриламида. Нефтяное хозяйство. - 1979, N 5, с. 42).

Недостатком известного состава является низкая эффективность. Кроме того, выпадающие в виде осадка гидроокиси железа могут отлагаться на фильтрующих поверхностях нагнетательных скважин, что приводит к их закупориванию и падению приемистости. Для удаления выпадающих в осадок гидроокисей требуется дополнительная установка фильтрующих систем.

Известен состав на основе водного раствора полиакриламида, стабилизированный водорастворимыми солями щелочных и щелочноземельных металлов при рН раствора 6-9 (А. св. СССР N 933673, кл. С 08 К 3/10, 1980). Недостатком известного состава является низкая эффективность.

Известен состав на основе водных растворов полиакриламида, стабилизированный против окислительной деструкции введением в раствор органических веществ. В качестве органических веществ используют цианамид, гуанидин, мочевину или их смеси (Патент США N 3622533, кл. С 08 L 29/00, 1971). Известен состав, стабилизированный против окислительной деструкции введением в растворы ПАА органического вещества глиоксаль. (Патент США N 3953342, кл. Е 21 В 43/20, 1976). Недостатком известных составов является относительно низкая эффективность стабилизации. Кроме того, вещества, используемые в этих составах, либо изменяют структуру и свойства полиакриламида, оказывая неблагоприятное влияние на свойства его растворов, либо нетехнологичны в применении.

Известен состав, стабилизированный против окислительной деструкции полиакриламида введением в раствор неионогенного поверхностно-активного вещества (А. с. СССР N 960206, кл. С 08 L 33/26, 1980).

Недостатком известного состава является относительно низкая эффективность стабилизации против окислительной деструкции (в особенности в присутствии ионов железа), а также невысокие реологические свойства.

Предлагаются различные составы, содержащие также полиакриламид в сочетании с неионогенными поверхностно-активными веществами с такими добавками, стабилизирующими указанный состав против окислительной деструкции, как, например, кубовый остаток производства бутиловых спиртов (А. с. СССР N 1572091, кл. Е 21 В 43/22, 1988) или щелочь (А. с. СССР N 1487551, кл. Е 21 В 43/22, 1987).

Однако указанные составы имеют ограниченное применение из-за ухудшения вязкостных свойств в минерализованных водах, вызванного выпадением осадков гидроокисей или "высаливанием" полимера из раствора в результате взаимодействия добавляемых реагентов с солями щелочноземельных металлов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является состав, содержащий вещество НПАВ для улучшения реологических свойств состава.

Недостатком известного состава является относительно невысокая эффективность из-за недостаточной стабилизации и низких реологических свойств.

Цель изобретения - повышение эффективности состава за счет улучшения стабилизации и реологических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что состав на основе водного раствора ПАА содержит в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества водорастворимый неонол или его товарную форму и маслорастворимый неонол - при следующем соотношении компонентов, мас. % : Полиакриламид 0,03-0,2
Водорастворимый
неонол или его товарная
форма в пересчете на неонол 0,05-5,0
Маслорастворимый неонол 0,05-5,0 Вода 89,80-99,87
Выпускаемый отечественной промышленностью НПАВ - оксиэтилированный алкилфенол неонол АФ₉-12 по ТУ 38-103625-87 плохо растворим в водах различной минерализации из-за высокой температуры застывания (Т_заст= 20^оС) и высокой вязкости. Для улучшения технических данных неонола АФ₉-12 разработаны его различные товарные формы, например, товарная форма АФ₉-12 СНО-3 по ТУ 39-57 94688-001-88, которая имеет температуру застывания - 30^оС и растворима в водах любой минерализации и применима, таким образом, в любых климатических условиях.

В качестве маслорастворимого НПАВ применяют оксиэтилированный алкилфенол с числом этоксигрупп не более 8, типа неонол АФ₉-6.

Положительный эффект достигается за счет устранения отрицательного действия сероводорода и железа, которые усиливают окислительную деструкцию полимерного раствора и за счет улучшения его реологических свойств, что обеспечивается образованием защитного адсорбционного слоя из молекул НПАВ на макромолекуле полимера.

При смешении ПАА с НПАВ происходит фиксация молекул НПАВ карбоксильными группами полимера за счет образования водородных связей. Склонность к адсорбции оксиэтилированных алкилфенолов растет с уменьшением длины оксиэтилированной части молекул из-за стерического фактора, поэтому маслорастворимый алкилфенол неонол АФ-6 с меньшим числом оксиэтильных групп обладает лучшей сорбируемостью на поверхности полимера по сравнению с неонолоном АФ-12. При этом молекулы АФ-6 образуют плотный адсорбционный слой на поверхности полимера, который служит защитой как от компонентов агрессивной среды, так и от механической деструкции макромолекул.

Содержание солей в пластовых минерализованных водах может быть до 240 г/л.

Эффективность стабилизации водных растворов ПАА определялась экспериментально по изменению величины скрин-фактора во времени при равновесной концентрации кислорода. Скрин-фактор водорастворимых полимеров является легко определяемым и наиболее чувствительным параметром, характеризующим вязкостные и вязкоупругие (реологические) свойства полимерных растворов.

По значениям скрин-фактора исходных и стабилизированных растворов, выдержанных при определенной температуре и времени, рассчитывают коэффициент стойкости исследуемых составов к окислительной деструкции:
К_с= , где К_с - константа стойкости исследуемого полимерного раствора;
С_фо - скрин-фактор исходного раствора;
С_ф - скрин-фактор раствора после стабилизации.

Данные вязкостных свойств исследуемых составов и по прототипу приведены в табл. 1, из которой видно, что предлагаемый состав превосходит прототип по эффективности стабилизации и реологическим свойствам при следующем соотношении компонентов, мас. % : Полимер акриламида 0,03-0,2
Водорастворимый
неонол или его товарная
форма в пересчете на неонол 0,05-5,0
Маслорастворимый неонол 0,05-5,0 Вода 89,80-99,87
При содержании компонентов ниже нижних граничных значений падает стойкость составов, а использование составов с более высоким содержанием компонентов экономически нецелесообразно.

П р и м е р 1. Навеску полимера 0,15 г и АФ-12 (товарная форма) 0,25 г взвешивают на аналитических весах с точностью +0,0002 г и растворяют в 500 мл воды (Н₂S= 5 мг/л, Fe⁺²= 10 мг/л) (ПАА= 0,03 мас. % , АФ-12= 0,05% ). Полученный раствор отфильтровывают через фильтр Шотта для удаления механических примесей и нерастворившихся частиц. Отбирают 80 мл раствора на анализ, определяют С_фо= 36,4. Оставшийся объем раствора помещают в коническую колбу со шлифом, закрывают стеклянной пробкой и помещают в воздушный термостат, где хранят при 24^оС в течение 28 ч. Определяют С_ф= 6,2. Вычисляют константу стойкости К_с= 0,17 (опыт 2, табл. 1).

П р и м е р 2. Навеску полимера 0,3 г, АФ-12 0,6 г и АФ-6 0,9 г растворяют в 500 мл растворителя (ПАА = 0,06 мас. % , АФ-12= = 0,12 мас. % , АФ-6 = 0,18 мас. % ).

Определяют скрин-фактор раствора до хранения С_фо= 52,8 и после хранения в течение 28 ч, С_ф= 46,3. Константа стойкости равна 0,88 (опыт 11, табл. 1).

Эффективность предлагаемых стабилизированных составов показана также в процессе фильтрации через водонасыщенные керны. Данные фильтрационных опытов представлены в табл. 2.

П р и м е р 3. Через водонасыщенную модель пласта при постоянном объемном расходе 6 см³/ч фильтруют предлагаемый стабилизированный состав при соотношении ПАА: АФ-12: АФ-6 = 0,06 : 0,06 + 0,10 (табл. 2, опыт 2) до установившегося перепада давления и определяют фактор сопротивления, который составил 4,7. Затем фильтруют воду и определяют остаточный фактор сопротивления, который составил 3,9.

П р и м е р 4. Через водонасыщенную модель при постоянном объемном расходе 6 см³/ч фильтруют состав при соотношении ПАА : АФ-12 : АФ-6 = 0,06: 0,12 : 0,18 (табл. 2, опыт 3) до установившегося перепада давления и определяют фактор сопротивления, который составил 5,9. Определение остаточного фактора сопротивления показало, что он составляет 4,5.

П р и м е р 5. Фильтровали через водонасыщенную модель состав ПАА : АФ-12 : АФ-6 = 0,03 : 0,05 : 0,05 (табл. 2, опыт 4), определили фактор сопротивления, который составляет 3, 4, и остаточный фактор сопротивления, равный 2,8.

Анализ данных табл. 2 показывает, что стабилизированные составы обладают высокими реологическими свойствами при фильтрации, независимо от того, использовали товарную форму неонол АФ-12 или чистый неонол АФ-12. Так, при соотношении ПАА : АФ-12 : АФ-6, равном 1: 2: 3 (опыт 3), фактор и остаточный фактор сопротивления по сравнению с раствором ПАА без добавки АФ-6 повышается соответственно в 2,68 и 3,0 раза, в то время как в аналогичных условиях состав по прототипу обеспечивает повышение фактора сопротивления и остаточного фактора соответственно лишь в 1,73 и 2,07 раза.

Состав обладает высокой универсальностью. Помимо улучшения и стабилизации вязко-упругих свойств растворов полимера, предлагаемый маслорастворимый АФ-6 оказывает положительное влияние на нефтевытесняющие свойства за счет образования стабильных дисперсий, улучшения солюбилизации на границе раздела фаз: вода-нефть-порода. (56) Авторское свидетельство СССР N 1544958, кл. Е 21 В 43/22, 1988.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для вытеснения нефти на основе полимеров акриламида. Известен состав на основе водного раствора полимера акриламида с добавкой неионогенного поверхностно-активного вещества для улучшения реологических свойств состава. Состав содержит в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества водорастворимый неонол АФ₉-12 или его товарную форму и маслорастворимый неонол АФ₉-6 при следующем соотношении компонентов, мас. % : полиакриламид 0,03 - 0,2; водорастворимый неонол АФ₃-12 или его товарная форма в пересчете на неонол 0,05 - 5,0; растворимый неонол АФ₉-6 0,05 - 5,0; вода 89,80 - 99,87. Стабилизированные составы обладают высокими реологическими свойствами при фильтрации. Маслорастворимый неонол оказывает положительное влияние на нефтевытеснение за счет образования стабильных дисперсий и улучшения солюбилизации на границе раздела фаз вода-нефть-порода. 2 табл.

СОСТАВ ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ, содержащий полиакриламид, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит маслорастворимый неонол - оксиэтилированный алкилфенол с числом этоксигрупп 6 "Неонол"-АФ₉-6, а в качестве неоногенного поверхностно-активного вещества - водорастворимый неонол-оксиэтилированный алкилфенол "Неонол" АФ₉-12 или его товарную форму в пересчете на неонол при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Полиакриламид 0,03 - 0,2
Водорастворимый неонол-оксиэтилированный алкилфенол "Неонол" АФ₉-12 или его товарная форма в пересчете на неонол 0,05 - 5,0
Маслорастворимый неонол - оксиэтилированный алкилфенол с
числом этоксигрупп 6 "Неонол"-АФ₉-6 0,05 - 5,0
Вода Остальное