СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОДЗЕМНОЙ ФОРМАЦИИ Российский патент 1994 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к способу обработки подземной формации, содержащей жидкие углеводороды.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ обработки подземной формации путем закачки гликолевого эфира по меньшей мере с одним заместителем и содержанием от 2 до 6 углеродных атомов с последующей закачкой эпоксидного полимера (эпоксидной смолы) со сшивающим агентом (ароматические или алифатические амины) в растворителе (этиловый спирт, ацетон, этилкетон, дизельное топливо, керосин или нефть, либо керосин закачивают отдельно) [1].

Недостатком известного способа является неудовлетворительные прочность крепления рыхлой породы и низкая проницаемость.

Целью изобретения является повышение прочности крепления рыхлой породы за счет обеспечения стабильности состава для обработки подземной формации при одновременном уменьшении вредного слияния состава на эластомер пакера.

Цель достигается тем, что в способе обработки подземной формации, включающем закачку состава, содержащего эпоксидную смолу, алифатический и/или ароматический амин и растворитель на основе гликолевого эфира и керосина, в состав дополнительно вводят полиэтиленгликоль, в качестве гликолевого эфира используют гексиловый эфир этиленгликоля, компоненты состава закачивают одновременно в виде смеси, а содержание компонентов выбирают при следующем их соотношении, мас.%: Эпоксидная смола 15-30
Алифатический и/или ароматический амин 5-20
Гексиловый эфир этилен- гликоля 25-75 Полиэтиленгликоль 5-25 Керосин Остальное
Кроме того, указанная цель достигается тем, что в состав дополнительно вводят гексиловый эфир диэтиленгликоля, причем объемное соотношение гексилового эфира диэтиленгликоля и гексилового эфира этиленгликоля составляет 0,025-0,25.

В качестве эпоксидной смолы используют смолу с содержанием эпоксигрупп 1000-5500 ммоль/кг, что соответствует молекулярной массе 1000-180 кг/кмоль, например, ЕРlКОТЕ 828 или ЕРlКОТE 834 (торговое название) ЕРlКОТЕ 834 получают реакцией дифенилолпропана с эпихлоргидрином, имеет молекулярную массу 470-526 и содержит 1,9-2,0 эпоксигрупп на молекулу.

В качестве алифатических и ароматических аминов используют метилендианилин (МДА), 1,6-гександиамин, диэтилтетрамин (ДEТА/ЕРlКУРЕ 116 - торговое название), представляющий собой модифицированный амин и N-2-аминоэтилэтаноламин.

Используемый гексиловый эфир этиленгликоля имеет формулу
С₆Н₁₃О-(-СН₂-СН₂-О)Н (НЕХ).

Гексиловый эфир диэтиленгликоля (НЕХ2) формулы С₆Н₁₁О-(СН₂-СН₂-О)₂-Н используют для понижения скорости реакции состава, причем объемное соотношение между НЕХ2 и НЕХ выбирают равным 0,025-0,25.

Полиэтиленгликоль (РЕС) используют с молекулярной массой 300-500.

Для увеличения скорости реакции состав содержит керосин, причем объемное соотношение между керосином и НЕХ выбирают 0,05-0,25.

Вязкость состава измеряли с использованием вискозиметра Фанна, причем состав находился в нагретом контейнере при постоянной температуре,
Кажущуюся вязкость, в сантипуазах с П, определяли как половину отсчета при скорости вращения 600 об/мин, получаемой на вискозиметре Фанна.

Испытания на прочность и твердость проводили с использованием упаковки песка Оуда Пекела с размером зерна 0,075-0,15 мм. Длина упаковки составляла 16,5-18,5 см, а диаметр 35 мм. Упаковку обрабатывали составом и разрезали на образцы длиной в 35 мм с последующим их испытанием. Твердость образцов определяли после их вулканизации при 60^оС в течение одной недели.

П р и м е р. Готовят состав, содержащий, например, мас.%: ЕРlКОТЕ 828 11, МДА 10, НЕХ 50, РЕС 12 и керосина 6. Закачивают состав в виде смеси через инжекционную трубу в скважине в зону подземной формации, подлежащей обработке. Нижний конец инжекционной трубы крепится в нижней части скважины с помощью пакера, расположенного выше зоны, подлежащей обработке. Кроме этого пакер препятствует течению вверх состава через кольцевой зазор между стенкой скважины и трубой. Примером инжекционной трубы может служить змеевик.

Возможно использование двух пакеров, причем один из них расположен над зоной, подлежащей обработке, а другой - ниже такой зоны.

В качестве пакера используют надувной кольцевой элемент из эластомера, например, образца каучука Х648Р(ех Данлоп), размером 60 х 10 х 2,2 мм.

Было обнаружено, что диффузия растворителей в эластомер вызывает его деградацию и снижает эффективность способа обработки формации.

Было испытано влияние растворителей на каучук путем погружения его в соответствующий растворитель и выдержкой 1, 6 и 24 ч при 25^оС. Полученные результаты приведены в табл.1.

В качестве применяемых растворителей могут быть использованы те, которые за 24 ч увеличились в весе менее, чем на 5%.

Используемые растворители и алифатические и/или ароматические амины хорошо растворимы в эпоксидной смоле.

Проведены эксперименты по изучению сшивания используемого состава путем изменения кажущейся вязкости во времени (мин), для различных температур. Данные результаты приведены в табл.2.

Установлено, что для схватывания состава при 60^оС требуется час, а при 80^оС - 160 мин.

Добавление НЕХ2 снижает скорость реакции. Например, при 80^оС добавление 10 мас.% НЕХ2 приводит к тому, что через 180 мин достигается кажущаяся вязкость лишь в 18 сп.

Для определения средней прочности на сжатие несколько образцов песка Оуде Пекела обрабатывали предложенным составом. Установлено, что 90% значений компрессионных нагрузок составляли величину в интервале 20-70 бар.

Результаты экспериментов показали, что предложенный способ обработки подземной формации позволяет обеспечить стабильность состава и за счет этого повысить прочность крепления рыхлой породы, а также уменьшить вредное влияние состава, в частности используемых в нем растворителей, на эластомер пакера.

Использование: обработка подземных формаций, содержащих жидкие углеводороды. Сущность изобретения: готовят состав, содержащий, мас.%: эпоксидную смолу 15 - 30, алифатический и/или ароматический амин 5 - 20; гексиловый эфир этиленгликоля НЕХ 25 - 75; полиэтиленгликоль 5 - 25 и керосин остальное. Состав может дополнительно содержать гексиловый эфир диэтиленгликоля, НЕХ 2, при этом объемное соотношение НЕХ 2 и НЕХ выбирают равным 0,025 - 0,25. Готовую смесь компонентов закачивают в скважину в зону подземной формации, подлежащей обработке. Повышается прочность крепления за счет обеспечения стабильности состава при одновременном уменьшении вредного влияния состава на эластомер пакера. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОДЗЕМНОЙ ФОРМАЦИИ, включающий закачку состава, содержащего эпоксидную смолу, алифатический и/или ароматический амин и растворитель на основе гликолевого эфира и керосина, отличающийся тем, что в состав дополнительно вводят полиэтиленгликоль, в качестве гликолевого эфира используют гексиловый эфир этиленгликоля, компоненты состава закачивают одновременно в виде смеси, а содержание компонентов выбирают при следующем их соотношении, об.%:
Эпоксидная смола 15 - 30
Алифатический и/или ароматический амин 5 - 20
Гексиловый эфир этиленгликоля 25 - 75
Полиэтиленгликоль 5 - 25
Керосин Остальное
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав дополнительно вводят гексиловый эфир диэтиленгликоля, причем объемное отношение гексилового эфира диэтиленгликоля к гексиловому эфиру этиленгликоля выбирают 0,025 - 0,25.