СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ Российский патент 1997 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли, а именно к составам на основе кремнийорганических соединений (КОС), и может применяться для изоляции водопритока и зон поглощений при бурении и эксплуатации скважин.

Известен состав для изоляции притока пластовых вод в скважину по авт. свид. СССР N 1102895, содержащий кремнийорганическое соединение (КОС), отличающийся тем, что с целью расширения температурного интервала применения и обеспечения его отверждения во всем объеме он дополнительно содержит растворимые в КОС кристаллогидраты переходных металлов.

Недостатком данного состава является нестабильность (легкая гидролизуемость) указанных кристаллогидратов и их высокая коррозионная активность.

Известен состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий КОС, катализатор переэтерификации и воду, который согласно авт.свид. СССР N 1838587 в качестве КОС содержит этиловый эфир кремнийорганического соединения, а в качестве катализатора алифатический аминоспирт.

Известен также состав, используемый в способе изоляции по авт.свид. СССР N 1808998, в котором в качестве регулятора отверждения используют или этанол, или толуол, или ацетон.

Недостатком известных составов является трудность сохранения стабильности времени отверждения (гелеобразования) одинаковых по смесей, приготовленных в полевых условиях, т.е. на скважине.

Кроме того, используемые в известных составах компоненты в настоящее время недоступны.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу является состав, содержащий КОС, соляную кислоту и минерализованную пластовую воду (авт.свид. СССР N 1747678).

Известный состав не обеспечивает стабильность времени гелеобразования изолирующих смесей, имеющих одинаковый состав и приготовленных в полевых условиях.

С целью устранения перечисленных недостатков в составе для изоляции водопритока в скважине, содержащем кремнийорганическое соединение, соляную кислоту и минерализованную пластовую воду, а в качестве кремнийорганического соединения используют отход производства продукт 119-296Т, при следующем соотношении компонентов, об.ч.

Продукт 119-296Т 100
Соляная кислота 1,5-15
Минерализованная пластовая вода 2,0-13,5
Суть предлагаемого технического решения состоит в том, что совместное использование в качестве отвердителей соляной кислоты и минерализованной пластовой воды обеспечивает стабильность времени гелеобразования изолирующих смесей на основе продукта 119-296Т, представляющего собой водорастворимую композицию этоксилоксана, которые имеют одинаковый состав и приготовлены в полевых условиях, т.е. непосредственно на скважине.

Известно, что одинаковые по составу изолирующие смеси на основе КОС и соляной кислоты имеют разное время отверждения (гелеобразования). Причиной непредсказуемого времени гелеобразования известных изолирующих смесей, приготовленных в полевых условиях, является изменяющаяся от времени года температура исходных компонентов и трудность равномерного смешения сильно отличающихся по объему составных частей. Поэтому использование известных составов предусматривает применение дополнительных технических ухищрений: последовательно-раздельной закачки исходных компонентов (а.с. 1808998), закачки КОС между двумя качками соляной кислоты (а.с. 1803532) и т.п. Наиболее приемлемым для успешной изоляции является смешение исходных компонентов (КОС и соляной кислоты) непосредственно перед закачкой в скважину. Однако, как было указано, этому препятствует нестабильность времени гелеобразования изолирующих смесей на основе КОС и соляной кислоты. На основании лабораторных испытаний обнаружено, что стабильность времени гелеобразования изолирующих составов, приготовленных при разных температурах, достигается дополнительным введением в соляную кислоту соотвердителя минерализованной пластовой воды, являющейся концентрированным раствором хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов. В известных изолирующих составах вода (в т.ч. и пластовая) используется в качестве разбавителя. В предлагаемом техническом решении минерализованная пластовая вода впервые использована в качестве соотвердителя, т. е. вспомогательного отвердителя, добавляемого к основному технической соляной кислоте.

Таким образом, минерализованная пластовая вода, при условии ее смешения с основным отвердителем (соляной кислотой), способствует появлению дополнительного технического свойства стабильности времени гелеобразования изолирующих смесей, имеющих одинаковый состав и приготовленных в полевых условиях из продукта 119-296Т и технической соляной кислоты. В этом отличие предлагаемого состава от известных изолирующих составов.

Пример конкретного исполнения. В качестве основного компонента, содержащего кремнийорганическое соединение и используемого в изолирующем составе, применяли отход производства продукт 119-296Т, выпускаемый Чебоксарским АО "Химпром" по ТУ-6-00-05763441-45-92. Продукт 119-296Т при смешении с отвердителем технической соляной кислотой вступает в реакцию гидролитической поликонденсации с образованием через определенный промежуток времени твердых нерастворимых полимеров. С увеличением концентрации и количества соляной кислоты в смеси с продукта 119-296Т скорость реакции поликонденсации возрастает и, соответственно, уменьшается время гелеобразования изолирующего состава. Низкая температура и плохое перемещение исходных компонентов обуславливают неопределенное время гелеобразования. Для определения времени гелеобразования изолирующего состава в зависимости от температуры окружающей среды и состава отвердителя (соляной кислоты и пластовой воды девонского горизонта) провели серию лабораторных работ. Для этого в 500 мл продукта 119-296Т добавляли техническую соляную кислоту в количестве от 7,5 мл до 75 мл. Концентрация соляной кислоты составляла 24% В качестве соотвердителя использовали минерализованную пластовую воду девонского горизонта в количестве от 10 мл до 63 мл. Суммарный объем отвердителя и соотвердителя составлял примерно постоянную величину (75-85 мл), что создавало возможность равномерного распределения отвердителей в объеме кремнийорганического соединения. Смесь тщательно перемешивали и разливали в три хим. стакана. Хим. стаканы со смесью помещали в термостат, в котором поддерживали определенную температуру с точностью ±1^oС. Промежуток времени, через который изолирующая смесь начинает течь непрерывной тонкой струйкой (а не капать) с конца стеклянной палочки после ее окунания в смесь, принят за время начала гелеобразования. Периодически наклоняя хим. стаканы, фиксировали время, когда мениск изолирующей смеси в стакане перестанет смещаться. Таким образом определяли конец гелеобразования изолирующего состава. Начало гелеобразования определяет промежуток времени, в течение которого необходимо закачать изолирующую смесь в скважину. Конец гелеобразования определяет время выдержки изолирующего состава в пористой среде без риска обратного выдавливания состава в ствол скважины, т.е. определяет успешность изоляции водоносных пропластков. Результаты лабораторных испытаний (средние по трем параллельным опытам) приведены в таблице. Объемы отвердителя (соляной кислоты) и соотвердителя (пластовой воды) даны в литрах на 1 м³ продукта 119-296Т.

Как видно из таблицы, изолирующий состав на основе продукта 119-296Т, соляной кислоты в качестве основного отвердителя и пластовой воды в качестве соотвердителя, позволяет при температуре от -15 до +30^oС в широких пределах регулировать время гелеобразования (от 6 мин до 8 ч). Широкий диапазон стабильного времени гелеобразования состава позволяет использовать предлагаемый состав круглый год на скважинах с самыми разными геолого-техническими характеристиками. Важно и то отличие, что суммарный объем отвердителя и соотвердителя мало изменяется от состава к составу (от 150 до 170 л на 1 м³ продукта 119-296Т), что обеспечивает гарантированное равномерное смешение отвердителей с продуктом при использовании смесителя (диспергатора). Это также отличает предлагаемый состав для изоляции водопритока от известных, где объем отвердителя в продукте может колебаться от 10 до 100 частей, т.е. различаться в 10 раз.

На основании анализа результатов изоляционных работ на 17 скважинах успешность достигла 78% что на 15-20% выше успешности изоляции с применением известных составов. Добавка в качестве соотвердителя минерализованной пластовой воды позволяет уменьшить количество основного отвердителя - технической соляной кислоты, единственного товарного продукта в предлагаемом изолирующем составе.

Использование: изоляция водопритока в скважине. Для стабилизации времени гелеобразования (при разных температурах) продукта 119-296 Т, представляющего собой водорастворимую композицию этоксисилоксана, к основному отвердителю добавляют соотвердитель - минерализованную пластовую воду. Кроме стабилизации времени гелеобразования эта добавка позволяет экономить основной отвердитель - соляную кислоту. 1 табл.

Состав для изоляции водопритока в скважине, содержащий кремнийорганическое соединение, соляную кислоту и минерализованную воду, отличающийся тем, что он в качестве кремнийорганического соединения содержит продукт 119-296Т водорастворимую композицию этоксилоксана при следующем соотношении ингредиентов, об.ч.

Продукт 119-296Т водорастворимая композиция этоксилоксана 100
Соляная кислота 1,5 15
Минерализованная пластовая вода 2,0 23,5