ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 1994 года по МПК C09K7/08 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к области разработки нефтяных месторождений с применением тепла.

При разработке нефтяных месторождений с неоднородными коллекторами с применением тепловых методов закачиваемый в пласт теплоноситель распространяется, в основном, по зонам высокой проницаемости. Это приводит к недостаточному охвату пласта процессом разработки и низкой нефтеотдаче. С целью вовлечения в разработку зон низкой проницаемости и увеличения нефтеотдачи пласта применяют пенообразующие составы, которые закачивают в пласт с целью блокировки зон высокой проницаемости. Эти составы должны отвечать определенным требованиям, основным из которых является термостабильность закачиваемого состава.

Известна трехфазная пена, получаемая из состава, содержащего, мас.%: ДС-РАС 1,0-1,5 Бентонитовая глина 5,0-10,0 Пресная вода Остальное
Известна также трехфазная пена из пенообразующего состава, содержащего, мас.%: ДС-РАС 0,5-1,5 Силикат натрия 3,0-5,0 Хлоркальциевая вода Остальное (1% CaCl₂ + 0,2% Ca (OH)₂)
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по составу и механизму воздействия на пласт является пенообразующий состав, содержащий, мас. % : ДС-РАС 0,5-2,0 Водный 8-16%-ный раствор кристаллогидрата хлорида магния или бишофита 50,0 Водный 3,15-6,3%-ный раствор гидроокиси натрия 50,0 при стехиометрическом соотношении гидроокиси натрия к хлориду магния.

Общим недостатком всех перечисленных составов на основе ДС-РАС является недостаточная их термостабильность, что не позволяет использовать известные составы на целом ряде месторождений, где применяются тепловые методы разработки, так как температура закачиваемого в пласт пара, как правило, превышает 200^оС. При таких температурах известные составы подвергаются деструкции и распадаются.

Целью предполагаемого изобретения является повышение термостабильности пены при одновременном увеличении ее кратности.

Поставленная цель достигается тем, что пенообразующий состав, включающий пенообразователь, в качестве электролита - бишофит, и щелочную добавку, в качестве пенообразователя содержит талловое мыло, а в качестве добавки - метасиликат натрия при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Талловое мыло 1-2 Бишофит 1-2 Метасиликат натрия 2-4 Пресная вода Остальное при стехиометрическом соотношении бишофита и метасиликата натрия и последующем вспенивании полученного раствора известными методами.

На основании вышеуказанного считаем, что предложенный авторами пенообразующий состав соответствует критерию "новизна".

Предлагаемый пенообразующий состав с указанным выше набором компонентов, обладая повышенной термостабильностью с одновременным увеличением кратности образующейся пены, позволяет использовать его на целом ряде месторождений с применением тепловых методов, где температура в пластах достигает 150^оС, в то время как многие известные пенообразующие составы при такой температуре подвергаются деструкции и разрушению.

Полученную пену можно использовать для регулирования процесса теплового воздействия с целью увеличения нефтеотдачи пластов.

Считаем, что заявляемый пенообразующий состав соответствует критерию "существенные отличия".

Для получения таллового мыла используется талловое масло, которое получают путем добавления в талловое масло кальцинированной соды или гидроокиси натрия в количестве 23%.

Талловое масло (отход сульфат-целлюлозного производства) представляет собой смесь жирных и смоляных кислот, а также нейтральных веществ. Среди жирных кислот в наибольшем количестве присутствует олеиновая 28-43%, линолевая - 0,5-2,0%, стеариновая кислоты. Выпускается по МРТУ 13-05-13-65. Кислотное число сырого таллового масла колеблется от 115 до 175, термостойкость -206^оС.

Бишофит (MgCl₂ x 6 H₂O) - кристаллический порошок, производится по ГОСТ 7759-73 ПО "уралкалий" или "карабогазсульфит".

Метасиликат натрия выпускается НПО "Камень и силикаты".

В лаборатории проведены исследования свойств предлагаемого пенообразующего состава при различном соотношении компонентов. По стандартным методикам определяли два параметра, характеризующие качество пены: стабильность и кратность.

Сопоставление свойств предлагаемого состава с прототипом показывает, что при увеличении температуры до 150^оС предлагаемый состав характеризуется хорошими свойствами: стабильностью - 36-114 с/см³, кратностью увеличения объема пены - 17-90. Состав по прототипу при температуре 150^оС пены не образует. Таким образом, на основе предлагаемого состава может быть приготовлена трехфазная пена, которая сохраняет термостабильность в пластах, где температура достигает 150^оС. Это позволяет использовать ее для регулирования процесса теплового воздействия с целью увеличения нефтеотдачи пластов.

Анализ результатов определения свойств пенообразующего состава (см. табл. ) показывает, что при снижении содержания метасиликата до 1% и бишофита до 0,5% пена не образуется. При увеличении содержания метасиликата до 2% и бишофита до 1% образуется пена стабильностью 60-65 с/см³ и кратностью 37-90. При увеличении содержания метасиликата натрия до 4% качество пены улучшается лишь при одновременном увеличении содержания бишофита до 2%, при дальнейшем увеличении содержания метасиликата до 6% и одновременном увеличении содержания бишофита до 3% качество пены остается таким же как при содержании указанных ингредиентов 4 и 2% соответственно. Изменение содержания таллового мыла с 1 до 2% не приводит к существенному улучшению качества пены. При содержании таллового мыла 0,5% качество пены резко ухудшается. Таким образом, оптимальный состав пены получается при следующем соотношении ингредиентов: талловое мыло - 1-2%, метасиликат натрия - 2-4%, бишофит - 1-2%, остальное - пресная вода.

Пример приготовления пенообразующего состава в промысловых условиях.

В емкость залили 1200 л пресной воды с температурой 80^оС, 100 л таллового масла и 23 кг кальцинированной соды. Спустя 3-4 часа в емкость добавили 150 кг бишофита и 300 кг метасиликата натрия. С помощью агрегата ЦА-320 полученный раствор перемешали в течение 3-4 ч и вместе с воздухом закачали в пласт, прогретый до температуры 150^оС.

Предлагаемый авторами пенообразующий состав позволяет расширить границы его использования на ряде месторождений с применением тепловых методов.

Пенообразующий состав можно использовать в нефтяной промышленности, в частности, при разработке нефтяных месторождений с применением тепла. Повышение термостабильности пены при одновременном увеличении ее кратности достигается за счет содержания в составе солей талловых кислот - /2 мас.%/, бишофита /1 - 2/ метасиликата натрия /2 - 4/ и пресной воды /ост/.

ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ, содержащий пенообразователь, бишофит и водную фазу, отличающийся тем, что он дополнительно содержит жидкое стекло, в качестве пенообразователя - омыленные талловые кислоты, а в качестве водной фазы - пресную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Омыленные талловые кислоты 1 - 2
Бишофит 1 - 2
Жидкое стекло 2 - 4
Пресная вода Остальное