СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКОВ Российский патент 2001 года по МПК E21B33/138 E21B43/32 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритоков в нефтяные и газовые скважины.

Известен состав на основе эфиров кремнийорганических соединений и полярного растворителя для изоляции водопритоков, при взаимодействии которого с пластовой водой образуется твердая масса (Патент Российской Федерации N 2066734, Кл. E 21 B 33/138, 1996).

Недостатком этого состава является то, что гидролиз его происходит при смешении с водой в пласте. Это снижает технологические возможности данного состава, особенно при температуре ниже 100^oC. А чтобы ввести в него воду в не пластовых условиях требуются дополнительные компоненты, например кислоты.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является состав, включающий кремнийорганическое соединение и хлориды, металлов (Авторское свидетельство СССР N 1595055, Кл. E 21 B 33/138, 10.09.1999).

При смешении его с водой идет гидролиз с образованием силанолов, при этом происходит сильный разогрев состава (температура смеси может подняться до 85^oC), и, как следствие, происходит вскипание легких фракций (спирта, эфиров) состава, а также может произойти преждевременное образование геля. В результате такого смещения с водой образуется осадок до 6,8 об. дол.%, а при несоблюдении правил ввода воды в состав до 20 об. дол.%, значительно снижает изолирующие свойства состава. Недостатком также является то, что водонаполненный состав имеет определенную коррозионную активность.

Целью изобретения является снижение коррозионной активности, улучшение технологических свойств, фильтрационных характеристик в пористые среды и селективность воздействия в отношении обводненных участков пласта.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий кремнийорганическое соединение и хлорид металла дополнительно содержит гликоль и кубовые остатки производства сантохина при следующем соотношении компонентом, мас.%:
Кремнийорганическое соединение - 39,5 - 89,4
Хлорид металла - 0,5 - 10
Гликоль - 10 - 50
Кубовые остатки производства сантохина - 0,1 - 0,5
В качестве кремнийорганического соединения (КОС) он содержит этилсиликат-32 (ЭС-32), или этилсиликат - 40 (ЭС-40), или тетраэтоксисилан (ТЭОС), или смолку этилсиликатов (СЭС), а в качестве хлорида металла содержит хлорид металла IV-VIII группы.

Гликоля в составе выполняют несколько функций. Они являются активными растворителями кремнийорганических мономеров и олигомеров. Это ведет к снижению вязкости состава и улучшает его фильтрационные свойства. Кроме того, они имеют большую реакционную способность и при этом блокируют гидроксильные группы органосилоксанов, изменяя их химическую активность. Эти процессы позволяют регулировать вязкость и скорость гелеобразования состава, улучшить его водоизолирующие свойства.

Гликоли являются сорастворителями алкоксикремнийорганических соединений и воды и повышают гидрофильность состава. Поэтому при смешении с водой реакция гидролиза происходит более мягко: нет резкого повышения температуры (повышение на 10-20^oC) и вскипания состава, исключается преждевременное гелеообразование и, соответственно, образуется меньше осадка. Это повышает технологические свойства состава. Улучшается тампонирующая способность за счет увеличения радиуса обработки (снижение количества осадка позволяет закачать большие объемы заявляемого состава по сравнению с прототипом в обводненный интервал пласта), а также за счет повышения селективности распределения состава в пласте. Известный и заявленный составы содержат хлориды металлов (льюисовы кислоты) и имеют определенную кислотность (pH 1,5-3) при попадании даже небольших количества воды. Заявленный состав дополнительно содержит гликоли и кубовые остатки производства сантохина, которые снижают коррозионную активность данного состава как в товарном виде (табл. 1), так и в водонаполненном состоянии (табл. 2).

В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "существенные отличия".

В качестве хлоридов металлов применяют хлориды титана, железа, олова, алюминия.

В качестве гликоля применяют этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ), триэтиленгликоль (ТЭГ), тэтраэтиленгликоль (ТТЭГ), или 1,2-пропилен гликоль (ПГ), бутиленгликоль (БГ) или их смеси.

Сантохин (ТУ 6-02-1288-84) применяют в области животноводства и птицеводства как профилактическое и лечебное средство против кормовой энцефаломаляции птиц, антиоксиданта каротина и жирорастворимых витаминов, а также используют в качестве консервирующей добавки в корма (шроты, животная мука, комбикорма), Кубовые остатки производства сантохина содержат 28% сантохина и 72% высококипящих примесей. Плотность их при 60^oC находится в пределах 975-990 кг/м³. Растворяются в этилсиликате и гликолях.

При содержании кубовых остатков меньше 0,1% скорость коррозии составляет 0,60 - 0,65 г/м²•ч (при 24^oC), т.е. на уровне скорости коррозии состава, содержащего этилсиликат, гликоль и хлорид металла. При вводе в состав кубовых остатков больше 0,5 мас.% снижаются его технологические свойства из-за выпадения осадка.

Добавление кубовых остатков производства сантохина в систему алкоксикремнийорганическое соединение - хлорид металла невозможно без добавки гликоля из-за выпадения осадка.

Состав готовят в следующей последовательности. В колбу помещают определенное количество алкоксикремнийорганического соединения, добавляют расчетное количество гликоля, кубовых остатков производства сантохина и при перемешивании необходимое количество хлорида металла. Затем перемешивают в течение 5-30 мин. Состав готов к применению. Он отверждается при добавлении воды. Состав может быть использован в товарном виде, т.е. закачиваться в обводненные интервалы пласта без предварительного смешения с водой. Но, как показала практика, более целесообразно с целью расширения технологических возможностей состава и экономических соображений (снижается расход товарного продукта на 1 скв/ремонт) его предварительно смешивать с водой в различных соотношениях.

При определении времени гелеобразования, фильтрационных характеристик и селективности воздействия, коррозионной активности и количества осадка при совмещении с водой к составу прибавляют воду в соотношении 1:3.

Для определения водоизолирующих свойств состав (без предварительного ввода воды в него) прокачивают через модельный водонасыщенный керн (длина 4 см, диаметр 1,8 см), отверждают в термостате при температуре 60^oC в течение 12 часов. Затем определяют проницаемость керна по воде. О водоизолирующих свойствах состава судят по изменению проницаемости керна до и после обработки составом.

Пример. К 50 г этилсиликата-40 приливают 48 г тэтраэтиленгликоля, добавляют 0,1 г кубового остатка производства сантохина и перемешивают в течение 3 минут. Затем добавляют 2 г хлорида титана (IV) и состав перемешивают в течение 5 минут.

Свойства состава: плотность - 1,08 г/см³, вязкость 25,09 мПа•с, при обработке песчаного керна водонаполненным составом проницаемость его по воде уменьшилась на 99,9%. Для дальнейших исследований состав разбавляют водой в соотношении 1: 3. Время гелеообразования водонаполненного состава при 60^oC 412 минут, коррозионная активность при 60^oC (скорость коррозии) 9,2 г/м²•ч.

Свойства составов с различным соотношением ингредиентов приведены в табл. 2.

С целью проверки фильтрационных характеристик составов в пористых средах и селективности их воздействия в отношении обводненных интервалов пласта через два модельных керна с близкой проницаемостью, но разной средой насыщения (вода с вязкостью 1,00 мПа•с и масло с вязкостью 26,2 мПа•с при 20^oC) при температуре 20^oC и постоянном давлении 0,35 МПа одновременно прокачивают изоляционный состав. При этом через определенные промежутки времени фиксируется объем фильтрата, прошедшего через керны в течение одного часа. По отношению объемов состава, прошедшего через водонасыщенный и маслонасыщенный керны, рассчитывали коэффициент селективности. Результаты приведены в табл. 3.

В результате исследований установлено, что предлагаемые составы по технологическим свойствам превосходят состав-прототип. Они имеют лучшую совместимость с водой и практически не образуют осадок (табл. 2), также более низкую коррозионную активность, как в товарном виде так и в водонаполненном состоянии (табл. 1). Их водные растворы обладают лучшими фильтрационными и селективными свойствами в отношении обводненных интервалов пласта (табл. 3).

Составы с запредельными значениями ингредиентов (составы 16-21) по своим свойствам уступают предлагаемым составам.

Технология применения состава заключается в закачке его в обводненный пласт (необходимый объем рассчитывается исходя из геолого-технических характеристик месторождения и вида изоляционных работ по каждой конкретной скважине), выдержке в пласте в течение 12-24 часов и пуска скважины в эксплуатацию.

Использование изобретения позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритоков в нефтяные и газовые скважины, увеличить межремонтный период и коэффициент эксплуатации скважин, увеличить добычу нефти.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции водопритоков в нефтяные и газовые скважины. Технический результат - снижение коррозионной активности, улучшение технологических свойств, фильтрационных характеристик в пористые среды и селективность воздействия в отношении обводненных участков пласта. Состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий кремнийорганическое соединение и хлориды металлов, дополнительно содержит гликоль и кубовые остатки производства сантохина при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнийорганическое соединение 39,5- 89,4, хлорид металла 0,5 - 10, гликоль 10 -50, кубовые остатки производства сантохина 0,1 - 0,5, состав в качестве кремнийорганического соединения может содержать этилсиликат-32, или этилсиликат-40, или тетраэтоксисилан, или смолку этилсиликатов, состав в качестве хлорида металла может содержать хлориды металлов IV -VIII групп. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий кремнийорганическое соединение и хлорид металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гликоль и кубовые остатки производства сантохина при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кремнийорганическое соединение - 39,5 - 89,4
Хлорид металла - 0,5 - 10
Гликоль - 10 - 50
Кубовые остатки производства сантохина - 0,1 - 0,5
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганического соединения он содержит этилсиликат-32 или этилсиликат-40, или тетраэтоксисилан, или смолку этилсиликатов. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве хлорида металла он содержит хлориды металлов IV - VIII групп.