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, и для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах.

Известен водоизолирующий состав для ограничения водопритоков в скважины, содержащий в качестве наполнителя древесные опилки [1].

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

Недостатками составов является то, что древесные опилки обладают небольшой степенью набухания, практически не обладают упругостью и имеют невысокие механические свойства, указанные физико-механические свойства этого наполнителя приводят в пластовых условиях к механическому 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 выдавливание состава, растрескивание массива изоляционного экрана и, в конечном итоге, его разрушение. По этой причине продолжительность эффективной работы изоляционных составов с древесными опилками в качестве инертного наполнителя составляет 3 - 6 мес.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции водопритоков в скважины.

Цель достигается тем, что состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, в качестве наполнителя он содержит древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и крошку пористого упругоэластичного материала при массовом соотношении 1 : 1 - 1 : 10.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличающимся признаком в заявляемом составе, то есть о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Древесина, пластифицированная карбамидом, имеет прочность в 3 - 4 раза выше, чем натуральная древесина, а набухание - в 2 - 3 раза превышает набухание натуральной древесину. Для древесины, пластифицированной карбамидом, соотношение составляет примерно 3 : 1, что характеризует ее как упругий материал.

Таким образом, использование в качестве наполнителя опилок древесины, пластифицированных карбамидом, в 2 - 3 раза увеличивает так называемые силы разбухания, достигающие величины 4 - 5 МПа. В кислой среде древесина, модифицированная карбамидом, разбухает на 20 - 30 об.% больше, чем в воде. Следовательно, и силы разбухания достигают значения 5 - 6 МПа. Это приводит к тому, что водоизолирующий состав заполняет практически все каверны и трещины изолируемого пласта. Однако в ряде случаев в зависимости от соотношения компонентов состава, геологофизических характеристик пласта происходит нарушение водоизоляционного экрана. Это связано с расклинивающим давлением за счет наполнителя и появлением микротрещин в теле водоизолирующего экрана. Эти микротрещины и приводят к возобновлению притока воды в скважины.

Добавление крошки пористого упругоэластичного материала в состав наполнителя исключает этот отрицательный момент. В качестве пористого упругоэластичного материала используют пенорезиновую крошку, пенополиуретановую крошку, пенополиэтиленовую крошку, пенополивинилхлоридную крошку и другие. Поры пористого упругоэластичного материала заполнены газом, например, азотом, углекислым газом, метаном, этаном, природным газом и другими. В процессе набухания древесных опилок, пластифицированных карбамидом, возникающие силы разбухания и увеличения объема дают более плотную упаковку наполнителя, так как пористый упругоэластичный материал заполняет все более мелкие каверны и трещины. За счет такого плотного упакованного наполнителя увеличивается срок службы водоизолирующего состава.

Для приготовления составов использовались следующие вещества:
1, Жидкое стекло (ГОСТ 13078-81);
2. Гипан - гидролизованный полиакриламид (ТУ 6-01-166-77, ТУ 801-166-74);
3. Гелеобразный ПАА (ТУ 6-01-1049-76);
4. Опилки древесины, модифицированные карбамидом (отход производства материала "дестам");
5. Кислота соляная (ТУ 6-01-714-77);
6. Крошка пенорезины;
7. Крошка пенополиуретановая;
8. Крошка пенополиэтилена.

Водоизолирующий 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. Эти результаты представлены в таблице. Анализ результатов исследований показывает, что при введении в наполнитель крошки упругоэластичного материала закупоривающий эффект возрастает. При соотношении опилок "дестам" и крошки пенорезины 1 : 12 эффект от введения крошки пористого упругоэластичного материала становится незначительным. При соотношении опилок "дестам" и крошки пенорезины 1 : 1 закачка состава нецелесообразна, так как в этом случае он становится малотехнологичен и не ведет к увеличению эффективности. Таким образом, интервал соотношения опилок "дестама" и крошки пористого упругоэластичного материала в водоизолирующем составе надо считать от 1 : 1 до 1 :10.

Результаты исследований представлены в таблице.

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 пластовых вод в результате увеличения закупоривающего эффекта.

Использование: нефтегазодобывающая промышленность для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в карбонатных коллекторах, и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах. Сущность изобретения: состав содержит водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, в качестве наполнителя он содержит древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и крошку пористого упругоэластичного материала при массовом соотношении 1 : 1 - 1 : 10. 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 древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и крошку пористого упругоэластичного материала при массовом соотношении 1 1 1 10.