СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВЫСОКОПРОНИЦАЕМЫХ ИНТЕРВАЛОВ ПЛАСТА Российский патент 1997 года по МПК E21B43/32 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в технологиях повышения нефтеотдачи, ориентированных на увеличение охвата пласта заводнением путем селективной изоляции промытых высокопроницаемых зон пласта.

Для ограничения водопритока известно применение силиката натрия (жидкого стекла) в сочетании с кислотами [1] Кислота, добавленная к силикату натрия, вызывает практически мгновенное отверждение жидкого стекла, его превращение в гель кремниевой кислоты, который блокирует промытые водой пропластки. В промысловых условиях высокая скорость реакции является существенным недостатком из-за возможности преждевременного отверждения в процессе приготовления, хранения и закачки компонентов. Раздельная поочередная закачка силиката натрия и кислоты в пласт не решает проблемы.

Наиболее близким по технической сущности является состав для изоляции путем обводнения добывающих скважин за счет реакции взаимодействия силиката натрия с солями двухвалентных металлов, содержащихся в пластовой воде. В результате реакции происходит образование гелеобразных осадков кремниевой кислоты, которые блокируют промытые пропластки [2] Однако для получения кремниевой кислоты с хорошими реологическими характеристиками содержание ионов двухвалентных металлов в пластовой воде должно быть не менее 1,2 г/л. Для месторождений Западной Сибири характерно содержание ионов двухвалентных металлов от 0,05 до 2,2 г/л. При содержании в пластовой воде ионов двухвалентных металлов менее 1,2 г/л до и после закачки композиции для того, чтобы образовать гель в пласт закачивается определенное количество 5%-ного раствора хлористого кальция, что приводит к усложнению технологического процесса воздействия на пласт с целью изоляции промытых высокопроницаемых зон пласта.

Техническим результатом изобретения является: улучшение реологических характеристик состава за счет образования объемного геля, а не гелеобразных осадков; возможность использовать состав при любом содержании ионов двухвалентных металлов (и в их отсутствии), улучшение технологичности процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что в состав, содержащий силикат натрия и воду, вводят дополнительно аммиачную селитру, при следующем соотношении компонентов, мас. силикат натрия 2,0-20,0; аммиачная селитра 0,5-4,0; вода остальное.

Для приготовления состава используются следующие реагенты: силикат натрия ГОСТ 500418-92; аммиачная селитра ГОСТ 2-85; вода (модель сеноманской воды, содержащей: 13,7 г/л NaCl; 1,3 г/л CaCl₂; 0,39 г/л MgCl₂; 0,27 г/л КНСО₃).

Одной из основных характеристик гелеобразующих составов для повышения нефтеотдачи пластов является вязкость гелей, полученных после термостатирования составов. Термостатирование осуществляют при 50^oС. Измерение вязкости гелеобразующих составов и гелей, полученных из них, производят вибрационным вискозиметром по известной методике (Соловьев А.Н. Каплун А.Б. Вибрационный метод измерения вязкости жидкостей. М. Наука, 1070, с.119). Зонд вибрационного вискозиметра предварительно протирают смоченной спиртом ватой для удаления загрязнений. Для калибровки используют дистиллированную воду. В герметично закрывающиеся титановые ячейки помещают по 20 мл исследуемого состава, выдерживают 0,3-2400 часов при 50^oС до образования геля, после чего охлаждают до 20^oС и измеряют вязкость.

Пример 1 (по прототипу). 125 г 40%-ного силиката натрия растворяют в 875 г сеноманской воды, получают состав, содержащий 5,0 мас. силиката натрия и 95,0 мас. воды. Полученный состав термостатируют. Через 6 ч охлаждают и измеряют вязкость на вибрационном вискозиметре. Время гелеобразования и вязкость геля приведены в таблице.

Пример 2,3 (по прототипу). Аналогично примеру 1. Время термостатирования и вязкость приведены в таблице.

Пример 4 (по прототипу). 250 г 40%-ного силиката натрия растворяют в 750 г дистиллированной воды. Полученный состав содержит 10,0 мас. силиката натрия и 90.0 мас. воды. Раствор термостатируют в течение 2400 ч, гель не образуется. Вязкость раствора до и после термостатирования приведена в таблице.

Пример 5. 125 г 40%-ного силиката натрия и 20 г аммиачной селитры растворяют в 855 г сеноманской воды, получают состав, содержащий 5,0 мас. воды. Полученный состав термостатируют до образования геля, затем после охлаждения измеряют вязкость геля. Время термостатирования до гелеобразования и значения вязкости приведены в таблице.

Примеры 6,9 (Аналогично примеру 2, при различных соотношениях компонентов). Время термостатирования и значения вязкости приведены в таблице.

Пример 7. 125 г 40%-ного силиката натрия и 30 г аммиачной селитры растворяют в 845 г дистиллированной воды. Полученный раствор, содержащий 5,0 мас. силиката натрия, 3,0 мас. аммиачной селитры и 92,0 мас. воды термостатируют до гелеобразования, затем охлаждают и измеряют вязкость на вибрационном вискозиметре. Время термостатирования, значения вязкости приведены в таблице.

Пример 8,10. (Аналогично примеру 7, при различных соотношениях компонентов). Время термостатирования, значения вязкости приведены в таблице.

Исследование влияние состава на перераспределение фильтрационных потоков в неоднородном пласте проводили при пластовой температуре в условиях доотмыва нефти из неоднородных моделей пласта, состоящих из двух параллельных колонок с общим входом и раздельным выходом, с использованием дезинтегрированного природного кернового материала месторождений, с проницаемостью в пределах 0,23-1,25 мкм². Проницаемость колонок различалась в 5,4 раза. Использовали сеноманскую воду с содержанием ионов двухвалентных металлов 0,6 г/л. Подготовку кернового материала и пластовых жидкостей проводили в соответствии с ОСТ 39-195-86 "Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях".

Пример 11. При доотмыве остаточной нефти из неоднородной модели пласта А1 Советского месторождения, проницаемость колонок в которой различалась в 5,4 раза (1,25 и 0,23 мкм соответственно), при пластовой температуре 50^oС, фильтрация сеноманской воды проходила преимущественно через высокопроницаемую колонку, соотношение объемов фильтруемой воды через первую и вторую колонку составило 4,4:1. Состав по примеру 8 входил также преимущественно в первую высокопроницаемую колонку, в соотношении 1,7:1. После термостатирования в течение 12 ч при 50^oС для образования геля в модели пласта произошло перераспределение фильтрационных потоков, соотношение объемов фильтруемой воды через первую и вторую колонки составило 1:8,4, при этом резко снизилась подвижность жидкости в высокопроницаемой колонке, а в низкопроницаемой в конечном счете осталась на том же уровне (фиг.1). Перераспределение фильтрационных потоков привело к доотмыву остаточной нефти во второй колонке. Прирост абсолютного коэффициента нефтевытеснения в целом по модели пласта составил 15,1% остаточная нефтенасыщенность 15,9%
Таким образом, предлагаемый состав имеет улучшенные реологические характеристики. Как видно из таблицы, вязкость геля предлагаемого состава в 2-350 раз выше, чем вязкость прототипа. Добавление аммиачной селитры в состав позволяет получить объемный гель в пластах, при содержании ионов двухвалентных металлов в пластовой воде меньше 1,2 г/л, что типично для пластовых вод месторождений Западной Сибири. Использование состава приводит к изоляции высокопроницаемых интервалов и к увеличению нефтеотдачи как за счет увеличения коэффициента охвата, так и за счет увеличения коэффициента нефтевытеснения. Состав эффективен для условий месторождений Западной Сибири.

Состав для изоляции высокопроницаемых интервалов пласта относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в технологиях повышения нефтеотдачи, ориентированных на увеличение охвата пласта заводнением путем селективной изоляции промытых высокопроницаемых зон пласта. Состав можно использовать для пластов с содержанием ионов двухвалентных металлов в пластовой воде менее 1,2 г/л. Состав содержит силикат натрия (жидкое стекло), аммиачную селитру и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикат натрия 2,0-20,0; аммиачная селитра 0,5-4,0; вода - остальное. 1 табл., 1 ил.

Состав для изоляции высокопроницаемых интервалов пласта, содержащий силикат натрия и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит аммиачную селитру при следующем соотношении компонентов, мас.

Силикат натрия 2 20
Аммиачная селитра 0,5 4,0
Вода Остальноеп