ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА Российский патент 2003 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции или ограничения водопритока в нефтяные или газовые скважины, для создания изолирующего экрана и выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен способ освоения скважин, включающий закачку высокостабильной пены, содержащей в качестве ПАВ неонол ОП-10, дегидратор - СаСl₂, структурообразователь - алкилдиметиламин, стабилизатор - КССБ и пресную воду [1].

Недостатком данного пенообразующего состава является недостаточная вспениваемость и стабильность.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является пенообразующий состав для ограничения пластовых вод в нефтяных скважинах, содержащий ПАВ - сульфонол, стабилизатор - КМЦ и пластификатор - полифосфат натрия [2].

Недостатком его является низкая стабильность пены в результате высокой адсорбции сульфонола на горной породе и ограниченность использования, так как сульфонол работает только в пресной воде, в минерализованной происходит высаждение активного вещества с образованием осадка, что затрудняет применение данного состава в промысловых условиях.

Задачей изобретения является получение пенообразующего состава с улучшенными технологическими параметрами: высокой пенообразующей способностью и стабильностью пены.

Поставленная задача решается тем, что пенообразующий состав для ограничения водопритока, содержащий пенообразователь - поверхностно-активное вещество (ПАВ), стабилизатор и воду, согласно изобретению, в качестве пенообразователя состав содержит высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи C_9-14, а в качестве стабилизатора состав содержит полимер праестол-854 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи С_9-14 - 0,2-1,5
Полимер праестол-854 - 0,05-0,5
Вода - Остальное
В качестве высокомолекулярных ПАВ с длиной углеродной цепи С_9-14 используют синтанол ЭС-3, неонол АФ_9-12.

Неионогенное поверхностно-активное вещество синтанол ЭС-3 представляет собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C₁₂-C₁₄. Выпускается согласно ТУ 38-5901268-90.

1. Внешний вид - Прозрачная или слегка мутноватая жидкость от светло-желтого до желтого цвета
2. Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей 10%, не менее - 9,8
3. Гидроксильное число, мг КОН на 1 г синтанола ЭС-3, в пределах - 176
4. Массовая доля воды в % не более - 0,2
Полимер праестол-854 выпускается ЗАО "Компания "Москва-Штокхаузен-Пермь" по технологии химической фабрики "Штокхаузен ГмбХ энд Ко.КГ".

Группа полимеров праестол является продуктом сополимеризации акриламида и акриловой кислоты.

1. Внешний вид - Твердый белый порошок
2. Насыпная плотность, кг/м³ - 570-670
3. Вязкость 0,5%-ного р-ра, мПа•c - 3,0
4. Вязкость 0,1%-ного р-ра, мПа•c - 0,07
5. Значение рН 0,1%-ного р-ра - 7
Положительный эффект достигается тем, что при высокой вспенивающей способности пенообразователя синтанола ЭС-3 (как в пресной, так и в минерализованной воде) предложенный стабилизатор праестол-854 увеличивает стабильность пены в 15 раз при сохранении кратности пены.

При использовании в качестве пенообразователя неионогенных ПАВ лучшую стабильность в сочетании с праестолом-854 имеет неионогенный ПАВ алкилфенол с длиной углеродной цепи С_9-12, выпускаемый ОАО "Нижнекамскнефтехим" согласно ТУ 2483-077-05766801-98.

Технологические параметры пенообразующих составов определяли в лаборатории. Для сравнительной характеристики готовили растворы, содержащие предлагаемый пенообразующий ПАВ - синтанол ЭС-3 и ПАВ, используемые в аналоге (неонол ОП-10) и прототипе (сульфонол).

Максимальная кратность пены определяли пропусканием воздуха через пористый фильтр, на котором находился водный раствор ПАВ заданной концентрации. Измерения производили в следующей последовательности. Наливали 25 мл водного раствора ПАВ на фильтр Шота с размерами пор 40 мкм, после чего устанавливали по ротаметру требуемый расход воздуха от компрессора и следили за подъемом уровня пены в мерном цилиндре, установленном на фильтре. Отсчет уровня пены производили в момент исчезновения зеркала жидкости на фильтре (результаты приведены в табл.1).

Из табл.1 видно, что при одинаковых концентрациях пенообразователей синтанол ЭС-3 дает наибольшую кратность. Растворы неонола и сульфонола в пресной воде дают тоже хорошие результаты по кратности пены. Увеличение концентрации пенообразователя выше 1,5 мас.% не дает существенного увеличения кратности, с увеличением концентрации ПАВ происходит насыщение им пленок пены. Однако нужно отметить, что в минерализованной воде сульфонол не работает, т.к. являясь анионактивным, он реагирует с двухвалентными катионами металлов.

Так как в первой серии экспериментов исследована пенообразующая способность водных растворов ПАВ без стабилизатора, следующая серия опытов продемонстрировала влияние различных стабилизаторов на устойчивость полученной пены (растворы для проведения опытов готовились на минерализованной воде). Из результатов исследований, приведенных в табл.2 и проиллюстрированных на чертеже, видно, что наибольшую стабильность при одинаковых концентрациях пенообразователя имеет состав, содержащий в качестве стабилизатора праестол-854. В его присутствии стабильность пены увеличивается в 15 раз, по сравнению с пеной, полученной только из раствора пенообразователя, при сохранении кратности пены. Устойчивость пены при использовании в качестве пенообразователя неонол АФ_9-12 увеличивается в два раза.

Пенообразующие растворы, содержащие в качестве стабилизатора праестол-854, а в качестве пенообразователя неонол ОП-10, имеют более низкую устойчивость, чем по предлагаемому варианту.

Уменьшение концентрации стабилизатора ведет к уменьшению устойчивости пены, а увеличение концентрации выше 0,5% почти во всех случаях ведет к снижению стабильности и кратности пены, за счет увеличения вязкости пенообразующего раствора.

Добавление стабилизаторов к сульфонолу в пресной воде увеличивает стабильность пены в 5 раз, а в минерализованной воде сульфонол не работает, т. к. он реагирует с двухвалентными катионами металлов.

В промысловых условиях предлагаемый пенообразующий состав готовят непосредственно на промысле с использованием стандартного оборудования. Технология приготовления пены может осуществляться двумя способами. Первый способ предусматривает вспенивание пенообразующего состава на поверхности и закачку пены в пласт. По второму способу оторочку пенообразующего состава закачивают в пласт, а затем вспенивают в пласте воздухом или газом.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что предлагаемый пенообразующий состав имеет лучшие технологические параметры: высокую пенообразующую способность и стабильность пены по сравнению с известными решениями.

Источники информации
1. Патент РФ 2072036, кл. Е 21 В 43/25, 1997 г.

2. Применение пен для ограничения притока пластовых вод в нефтяных скважинах. "Нефтяное хозяйство", 1980 г., 10, с. 38-41 - прототип.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции или ограничения водопритока в нефтяные или газовые скважины, для создания изолирующего экрана и выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин. Пенообразующий состав для ограничения водопритока, содержащий пенообразователь - поверхностно-активное вещество ПАВ, стабилизатор и воду, в качестве пенообразователя он содержит высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи C_9-14, а в качестве стабилизатора состав содержит полимер праестол-854 при следующем соотношении компонентов, мас.%: высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи C_9-14 - 0,2-1,5, полимер праестол-854 - 0,05-0,5, вода - остальное. В качестве высокомолекулярных ПАВ с длиной углеродной цепи C_9-14 могут быть использованы синтанол ЭС-3, неонол АФ_9-12. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Пенообразующий состав для ограничения водопритока, содержащий пенообразователь - поверхностно-активное вещество, стабилизатор и воду, отличающийся тем, что в качестве пенообразователя он содержит высокомолекулярные поверхностно-активные вещества с длиной углеродной цепи С_9-14, а в качестве стабилизатора состав содержит полимер праестол-854 при следующем соотношении компонентов, маc. %:
Высокомолекулярные поверхностно-активные вещества с длиной углеродной цепи C_9-14 - 0,2 - 1,5
Полимер праестол-854 - 0,05 - 0,5
Вода - Остальное
2. Пенообразующий состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярных поверхностно-активных веществ с длиной углеродной цепи C_9-14 используют синтанол ЭС-3, неонол АФ_9-12.