СОСТАВ ДЛЯ БЛОКИРОВАНИЯ ВОДОНОСНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 1998 года по МПК E21B43/32 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, а также для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах.

Известны водоизолирующие составы для ограничения водопритоков в скважины, содержащие в качестве наполнителя резиновую крошку [1 и 2].

Наиболее близким к изобретению является состав для блокирования водоносных пластов, содержащий, мас.%: силикат натрия 1,0 - 7,0; высокомолекулярные водорастворимые производные целлюлозы 3,0 - 15,0; сульфокислота 0,1 - 2,0; бихромат или хромат 0,2 - 4,0; наполнитель-опилки 1,0 - 5,0 [3].

Недостатком составов является то, что резиновая крошка произвольных размеров не дает плотной упаковки. В агрессивной среде (пластовая вода) резиновая крошка со временем теряет свои упругоэластичные свойства, подвергается механическому разрушению. В пластовых условиях это приводит к нарушению изоляционного экрана и, как результат, к прорыву пластовых вод.

Особенно низкое качество изоляционных работ будет проявляться в кавернозных и трещиноватых породах, так как при эксплуатации будет происходить растрескивание массива изоляционного экрана, вымывание (вынос) состава и в конечном итоге его полное разрушение. По этой причине продолжительность эффективной работы изоляционных составов составляет 5 - 7 мес.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции водопритоков в скважины.

Цель достигается тем, что состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, в качестве наполнителя содержит крошку пористого упруго-эластичного материала и опилки магния при массовом соотношении 3:1 - 15:1.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличающимися признаками в предлагаемом составе, т. е. о соответствии предлагаемого изобретения критерию "существующие отличия".

Использование в качестве наполнителя крошки упругоэластичного материала совместно с опилками магния дает более плотную упаковку за счет хорошей сжимаемости. В качестве пористого упругоэластичного материала используют пенорезиновую крошку, пенополиуретановую крошку, пенополиэтиленовую крошку, пенополистирольную крошку, пенополивинилхлоридную крошку и другие. Магний разлагает воду очень медленно с образованием малорастворимого гидроксида магния, поэтому в процессе приготовления, закачки и гелеобразования водоизолирующего состава магний (опилки) практически не расходуется. Однако в ряде случаев в зависимости от соотношения компонентов состава, геологофизических характеристик пласта происходит нарушение водоизоляционного экрана и появление микротрещин в теле водоизоляционного экрана. По этим микротрещинам и возобновляется приток воды в скважины. В процессе образования микротрещин в теле водоизоляционного экрана происходит доступ пластовой воды и к магниевым опилкам. В связи с тем, что пластовая вода имеет кислый характер (pH = 3 - 6), магний легко растворяется с выделением водорода и образованием мелкодисперсного гидроксида магния. Выделяющийся водород локально повышает давление (в основном в теле водоизоляционного экрана) и способствует образованию более плотной упаковки упругоэластичного материала и вновь образовавшегося мелкодисперсного гидроксида магния. Продукты реакции магния в кислой среде интенсивно закупоривают образующиеся микротрещины и тем самым восстанавливают водоизоляционный экран, увеличивая тем самым срок службы водоизолирующего состава.

Для приготовления составов использовались следующие вещества:
жидкое стекло (ГОСТ 13070-81);
гипан - гидролизованный полиакриламид (ТУ 6-01-166-77, ТУ 801-166-74);
гелеобразный ПАА (ТУ 6-11-1049-76);
крошки упругоэластичных материалов (пенорезина, пенополиуретан, пенополиэтилен, пенополистирол, пенополивинилхлорид и другие);
опилки магния;
кислота соляная (ТУ 6-01-714-77).

Состав готовят путем смешения исходных материалов в определенном соотношении.

Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем расчета закупоривающего эффекта на моделях пласта с искусственной трещиной. Результаты исследований представлены в таблице.

Анализ результатов исследований показывает, что после воздействия кислой средой на состав, содержащий резиновую крошку, или крошку упругоэластичного материала, закупоривающий эффект несколько снижается (на 0,2 - 0,8% в зависимости от состава). При введении в наполнитель опилок магния закупоривающий эффект возрастает (на 1,2 - 4,6% в зависимости от состава). При соотношении крошки упругоэластичного материала и магниевых опилок <3:1 закачка состава не целесообразна, так как в этом случае он становится малотехнологичен и не дает значительного увеличения эффективности, а лишь удорожает его. При соотношении крошки упругоэластичного материала и магниевых опилок >15:1 эффект от введения магния в наполнитель становится незначительным.

Таким образом, интервал соотношения крошки упругоэластичного материала и магниевых опилок в водоизолирующем составе надо считать от 3:1 до 15:1.

В промысловых условиях состав готовят перед применением путем растворения исходных компонентов в емкости агрегата ЦА-320. Первый агрегат подает водоизолирующий состав в промежуточную емкость, в которую эжектируется струйным насосом наполнитель. Вторым агрегатом ЦА-320 из промежуточной емкости водоизолирующий состав закачивается в скважину. Объем водоизолирующего состава, закачиваемого в пласт, зависит от геологофизических характеристик объекта закачки и определяется по результатам технико-экономических расчетов.

Таким образом, результатами проведенных исследований установлено следующее преимущество применения предлагаемого водоизолирующего состава : повышение надежности изоляции пластовых вод в результате увеличения закупоривающего эффекта.

Использование: нефтегазодобывающая промышленность, в частности составы для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, а также выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах. Сущность изобретения: состав, включающий водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду в качестве наполнителя содержит крошку упругоэластичного материала и опилки магния при массовом соотношении 3:1-15: 1. 1 табл.

Состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит крошку пористого упругоэластичного материала и опилки магния при массовом соотношении 3 1 15 1.