СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам и составам для регулирования разработки нефтяных месторождений, позволяющих изменять профиль приемистости нагнетательных скважин и (или) изолировать водопритоки нефтяных скважин.

Известно применение водного раствора полимера, например полиакриламида, для регулирования разработки нефтяных месторождений [1] Однако он малоэффективен в высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах вследствие низких водоизолирующих свойств водного раствора полимера.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, содержащий 0,01 5,0% анионного полимера, 0,003 0,2% соли поливалентного катиона (сшиватель) и воду [2] Однако эти составы имеют недостаточно высокие изолирующие (прочностные) свойства вследствие адсорбции на породе поливалентного катиона.

Цель изобретения улучшение изолирующих свойств состава за счет образования более прочной структуры сшитого полимера.

Поставленная цель достигается тем, что в составе для регулирования разработки месторождений, содержащем полиакриламид, сшиватель и воду, в качестве сшивателя используют металлорганосилоксаны при следующем соотношении компонентов, мас.

полиакриламид 0,005 0,8
металлорганосилоксан 0,033 2,0
вода остальное
В качестве металлорганосилоксана используют титаноорганосилоксаны марки АКОР Б-100, алюмоорганосилоксаны марки петросил и др. имеющие полярную связь (), получаемую при взаимодействии хлоридов поливалентных металлов с алкилсилоксанами и легко разлагаемую водой в присутствии кислоты, например, по реакции

с образованием гидроксиалкилсилоксана, поливалентного катиона, металлосодеращих гидроксиалкилсилоксанов, спирта и соляной кислоты, которая катализиpует эту реакцию.

Металлорганосилоксаны представляют собой бесцветные или светло-желтые прозрачные жидкости, весьма устойчивы в отсутствие влаги. Обладают специфическим слабым приятным запахом. Плотность при 20^oC г/см³ 1,07 1,09, температура кипения 165 170^oC, температура замерзания до -60^oC.

У известного состава сшивка полиакриламида происходит за счет реакции его с трехвалентным катионом. У заявляемого же состава сшивка полиакриламида происходит как поливалентным катионом (титан, алюминий), так и кремнийорганическим соединением, содержащим поливалентный металл. Эти реагенты образуются при гидролизе металлорганосилоксанов по вышеописанной реакции. Полиакриламид, модифицированный кремнийорганическим соединением, содержащим атом поливалентного металла, обладает более высокой эластичностью и адгезией к различным поверхностям и обеспечивает улучшение изолирующих свойств состава. В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Для приготовления составов в качестве металлорганосилоксана (МОС) взяты титанорганосилоксан марки АКОР Б-100 и алюмоорганосилоксан марки петросил, в качестве полиакриламида полиакриламид молекулярной массы (ММ) 10 млн и степенью гидролиза (СГ) 14% (П-1) и полиакриламид ММ 10 млн и СГ 5% (П-2), а в качестве воды с суммарным содержанием солей 0,034; 1,59 и 16,0%
Для приготовления составов-прототипов используют полимеры П-1 и П-2, хромкалиевые квасцы (ХКК), соляную кислоту и воду с содержанием солей 0,34%
Данные составы получают путем приготовления гидролизата металлорганосилоксана и последующего его смешения с водным раствором полиакриламида. При этом готовят составы с содержанием 0,001 0,8% полиакриламида и 0,0067 2,0% МСС.

Составы-прототипы готовят путем растворения ПАА П-1 и П-2 в воде до требуемой концентрации, а затем к раствору ПАА добавляют требуемое количество 1% -ного соляно-кислотного раствора ХКК, соответствующее содержанию катиона поливалентного металла в сравниваемых составах.

Приготовленные составы исследуют на изолирующие (прочностные) свойства, которые определяют через трое суток по двум методикам.

Прочностные свойства образующихся структурированных систем при больших концентрациях компонентов в составе (более 0,3 мас.) производят на приборе "Реогель-001" с рабочим узлом цилиндр в цилиндре с вращением внешнего цилиндра под действием приложенного напряжения. Прибор обеспечивает измерение узла закручивания в диапазоне 0 90^o с последующим возвращением в исходное состояние. Приложенное напряжение Р_R, соответствующее максимальному углу закручивания, рассматривается как предел прочности структуры, т.е. напряжение, вызывающее разрушение структуры. Сшитую систему получают непосредственно в измерительном узле прибора, чтобы избежать разрушения сшитой структуры при загрузке в измерительное устройство.

Изолирующие свойства образующихся составов при низких концентрациях компонентов (менее 0,3 мас.) определяют по скрин-фактору (СФ) на скрин-вискозиметре с пятью металлическими сетками и оценивают как отношение времени истечения из него 50 мл испытываемого состава ко времени истечения того же объема растворителя, на котором готовят состав.

Результаты испытания приведены в таблице, из которой видно, что данные составы значительно превосходят по изолирующему свойству составы прототипа (ср. составы 2 с 9 по Сф, 4 с 10,7 с 11 по P_R.

Однако при содержании в данном составе ПАА менее 0,005% металлорганосилоксана менее 0,033% изолирующие свойства его несущественно отличаются от исходных составов и составапрототипа (ср. составы 1, 2 и 9 по Сф). Таким образом, нижним пределом содержания компонентов в данном составе является для ПАА 0,005% а для металлорганосилоксана 0,033% Верхний предел содержания компонентов в заявляемом составе принимаем, исходя из технико-экономических соображений для ПАА 0,8% для металлорганосилоксана 2,0% (см. состав 7, имеющий высокую прочность, так же как составы 5 и 6).

Таким образом данные составы имеют лучшие изолирующие свойства, чем составы-прототипы.

Технология применения составов проста и заключается в закачке их в пласт до снижения приемистости скважины на 20 -50% продавке состава из ствола скважины в пласт водой или нефтью, выдержке в пласте в течение 16 24 часов и пуска скважины в эксплуатацию для нефтяных скважин или закачки воды для нагнетательных скважин.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и может быть применено для регулирования разработки месторождений при заводнении, что приведет к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважинооперацию. ТТТ1

Сущность изобретения: состав содержит полиакриламид (мас.%): - 0,005 - 0,8, в качестве сшивателя металлорганосилоксан (мас.%) 0,033 - 2,0 и воду - остальное. В качестве металлорганосилоксана используют титаноорганосилоксаны марки АКОР Б-100, алюмоорганосилоксаны марки петросил и другие, имеющие полярную связь , получаемую при взаимодействии хлоридов поливалентных металлов с алкилсилоксанами и легко разлагаемую водой в присутствии кислоты, например по реакции, приведенной в описании, с образованием гидроксиалкилсилоксана, поливалентного катиона, металлосодержащих гидроксиалкилсилоксанов, спирта и соляной кислоты, которая катализирует эту реакцию. Сшивка полиакриламида происходит как поливалентным катионом (титан, алюминий), так и кремнийорганическим соединением, содержащим поливалентный металл. 1 табл.

Состав для регулирования разработки нефтяного месторождения, содержащий полиакриламид, сшиватель и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения изолирующих свойств состава за счет образования более прочной структуры сшитого полиакриламида, в качестве сшивателя используют металлоргансилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.

Полиакриламид 0,005 0,8
Металлоргансилоксан 0,033 2,0
Вода Остальное