СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может применяться для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением при первичном и вторичном воздействии на пласт, а также для изоляции водопритоков к нефтяным скважинам, для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов.

Известны гелеобразующие составы на основе полиакриламида (Юмарилов А.Ю. Изоляция пластовых вод. М.: Недра, 1976), структурирующихся водорастворимых полиэлектролитов (Калашников Б. М. , Юсупов И.Г., Сивухин А.А. Анализ результатов применения гипана для изоляции притоков вод. Нефтепромысловое дело. РНТС ВНИИОЭНГ, 1981. - 4). Известны также гелеобразующие составы на основе цеолитов (пат. США 4257813, кл. 106-74, 4640361 кл. 116-258). Недостатком известных составов является высокая скорость гелеобразования, низкая структурная устойчивость, что ограничивает область применения составов.

Наиболее близким техническим решением является состав для повышения нефтеотдачи, содержащий следующие компоненты при их соотношении, мас.%:
Хлорид алюминия - 20-30
Карбамид - 30-55
Серная кислота или отход ее производства - 10-15
Азотосодержащий ароматический ингибитор или фосфорная кислота - 0,1-0,5
Вода - Остальное
(патент РФ 2143550, Е 21 В 43/22, 27.12.1999).

Данный состав не образует достаточно прочные гели, что технологически невыгодно при обработке скважин.

Задачей настоящего изобретения является создание состава для повышения нефтеотдачи, образующего в пласте прочные гели с расширенным температурным диапазоном его применения, а также снижение коррозионного воздействия на промысловое оборудование.

Поставленная задача решается тем, что состав для повышения нефтеотдачи, содержащий хлорид алюминия, карбамид, фосфорную кислоту и воду, дополнительно содержит хлорид цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид алюминия - 10-15
Хлорид цинка - 10-15
Карбамид - 35-55
Фосфорная кислота - 1,0-8,0
Вода - Остальное
Состав может содержать в качестве хлорида алюминия отходы производства хлорида алюминия, а в качестве карбамида отход производства карбамида.

Отходы производства хлорида алюминия выпускаются по ТУ-38.102163-84.

Отходы карбамида выпускаются по ТУ-38.30236-88.

Состав готовят следующим образом:
В реактор загружают расчетное количество хлористого цинка и хлорида алюминия (или отхода его производства), затем добавляют карбамид (или отход его производства) при постоянном перемешивании. Температуру в реакторе поддерживают 25-30^oС путем подачи пара в охлаждающую рубашку. Выдерживают реакционную смесь в течение 2-3 часов до образования однородного прозрачного раствора, затем добавляют фосфорную кислоту, выдерживают раствор еще 1 час, после чего заливают его в железнодорожную цистерну для доставки к месту закачки.

Приготовленный таким образом состав в пласте образует гель, что приводит к селективному блокированию высокопроницаемых участков.

Полученный состав является товарной формой и может быть использован без дополнительных операций для закачки непосредственно на скважине.

В лабораторных условиях были проведены исследования зависимости времени гелеобразования от концентрации фосфорной кислоты, от температуры.

Проведены измерения вязкости и плотности композиции в процессе гелеобразования. Исследовано влияние гелеобразования на проницаемость пористой среды по воде.

Результаты исследований приведены в таблице 1.

Как видно из данных таблицы, время гелеобразования сильно уменьшается при повышении температуры до 95^oС.

Примеры приготовления состава
Пример 1 (для известного состава).

30,0 г хлорида алюминия, 30,0 карбамида растворили в 40.0 мл воды. Время гелеобразования при 65^oC составляет 312 часов, при 60^oC - 720 часов, при более низкой температуре гель не образуется.

Пример 2.

В колбу, содержащую 300 мл хлорида алюминия (согласно ТУ-38.102163-/84), 300 мл ZnCl₂, вносят 400 г карбамида (ТУ-38.30236-88) и перемешивают 2 часа. Затем дабавляют 8% фосфорной кислоты и перемешивают 1 час. Полученный раствор помещали в термошкаф и выдерживали при заданной температуре. Время гелеобразования предлагаемого состава при 75^oC составили 24 часов, при 50^oC - 195 часов (опыт 7, табл.1).

Пример 3.

В колбу, содержащую 300 мл AlCl₃ (ТУ-38.102163-84), 300 мл ZnCl₂, вносят 400 г карбамила (ТУ-38. 30236-88), перемешивают 2 часа. Затем добавляют 5% фосфорной кислоты и перемешивают 1 час. Полученный раствор имеет исходную вязкость 1,94 мм г/с (при Т=20^oC), в течение 10 часов вязкость увеличивается лишь до 2,25 мм г/с. Через 24 часа образуется гель с кинетической вязкостью 29,62 мм г/с (опыт 4, табл.1).

Пример 4.

Приготовление состава осуществляют аналогично примеру 2.

Водоизолирующая способность геля определялась в лабораторных условиях по следующей методике: через образцы кернов с известными фильтрационноемкостными свойствами последовательно фильтровалась сначала вода, а затем гелеобразующий состав. Температура проведения опытов - 75^oC (опыт 7, табл.1), время гелеобразования 24 часа. После орбразования геля снова фильтровалась вода и проводилась оценка снижения проницаемости до и после закачки геля. Проницаемость модели 1 уменьшилась в 9,6 раз и достигла 4,7 мкм², проницаемость модели 2 уменьшилась в 9,8 раз и составила 4,2 мкм².

Таким образом, по результатам опытов по фильтрации можно констатировать, что предлагаемый состав показал хорошие водоизолирующие свойства.

В целом на основании проведенных исследований свойств состава для повышения нефтеотдачи следует, что:
1. Применение заявляемого состава в нефтедобываемой продукции и повысить эффективность извлечения нефти из неоднородных пластов. Добавление в известный состав цинка и фосфорной кислоты позволяет значительно улучшить время гелеобразования и снизить температурный интервал образования геля, имеет антикоррозионные свойства.

3. Входящие в состав компоненты не дефицитны, имеют низкую стоимость, т. к. являются многотоннажными отходами нефтехимических производств.

4. Предлагаемый состав представляет готовую товарную форму, что является немаловажным фактом при транспортировке к месту закачки.

5. Разработанный состав представляет собой прозрачный, мелкодисперсный раствор с исходной кинематической вязкостью от 1,5 до 2,2 мм г/с и регулируемым временем гелеобразования. Вязкость раствора возрастает в зависимости от концентрации составляющих компонентов и температуры в течение 1-3 суток.

6. Водоизолирующий состав не агрессивен, т.к. фосфорная кислота является ингибитором коррозии.

7. Результатом обработки является селективное снижение проницаемости только водоносных каналов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может применяться для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением при первичном и вторичном воздействии на пласт, а также для изоляции водопритоков к нефтяным скважинам, для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов. Техническим результатом является образование в пласте прочных гелей, расширение температурного диапазона применения, снижение коррозионного воздействия на промысловое оборудование. Состав для повышения нефтеотдачи, содержащий хлорид алюминия, карбамид, фосфорную кислоту и воду, дополнительно содержит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид алюминия 10-15, хлорид цинка 10-15, карбамид 35-55, фосфорная кислота 1,0-8,0, вода остальное. 2 табл.

Состав для повышения нефтеотдачи, содержащий хлорид алюминия, карбамид, фосфорную кислоту и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Хлорид алюминия - 10-15
Хлорид цинка - 10-15
Карбамид - 35-55
Фосфорная кислота - 1,0-8,0
Вода - Остальное