ДИСПЕРСНЫЙ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАВОДНЕНИЕМ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/22 

Описание патента на изобретение RU2211316C1

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для разработки нефтяных месторождений заводнением, и может быть использовано для увеличения добычи нефти путем изоляции водопритока к нефтяным скважинам, ликвидации заколонных перетоков, а также для изменения фильтрационных характеристик неоднородных пластов.

Известен волокнистый материал, представляющий собою древесную пыль, являющуюся отходом обработки фанеры шлифовальным способом. Суспензия мелкой древесной пыли в воде с концентрацией 1,5 мас.% обладает высокой закупоривающей способностью, снижает коэффициент приемистости нефтяных скважин и приводит к значительному повышению их нефтеотдачи (1. Ю.В. Баранов, И.Т. Нигматулин, M.А. Маликов, С.В. Чугунов, A.Н. Шакиров, М.А. Жеглов "Новый волокнистый материал в ассортименте реагентов для ресурсосберегающих технологий повышения нефтеотдачи". Материалы конференции, Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа, г. Томск, 2001 г., с. 40 - 43).

Однако применение такого дисперсного наполнителя не обеспечивает гелеобразования. Запасы древесной пыли (муки), полученной путем обработки фанеры шлифовальным способом, ограничены и не могут удовлетворить потребность нефтедобывающей промышленности в полном объеме.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является дисперсный гелеобразующий состав для разработки нефтяных месторождений, включающий древесную муку, гелеобразующий полимер и щелочь (2. Пат. РФ 2057914, кл. Е 21 В 43/22, опубл. Бюл. 10, 10.04.96 г.).

Древесная мука вводится в количестве 0,3-1,5 мас %. В качестве гелеобразующего полимера используется полиакриламид, полиоксиэтилен или карбоксиметилцеллюлоза в концентрации 0,05 - 1,0 мас.%. В качестве щелочи используют едкий натр, силикат натрия или едкий калий в концентрации 0,05- 20,0 мас.%).

Недостатком известного состава является использование дорогостоящего полимера, а также высокий расход щелочи, необходимый для повышения скорости набухания твердых частиц древесной муки.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в создании эффективного, дешевого дисперсного гелеобразующего состава на основе растительного сырья, который исключает использование дорогих синтетических полимеров и обладает более высокой седиментационной устойчивостью, степенью набухания и остаточным фактором сопротивления.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в дисперсном гелеобразующем составе для разработки нефтяных месторождений заводнением, включающем порошкообразный наполнитель растительного происхождения, щелочь и воду, наполнитель состава дополнительно содержит 5-20 мас.% пектинсодержащего порошка, полученного механической активацией пектинсодержащего растительного сырья, при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:
Порошкообразный наполнитель растительного происхождения, включающий пектинсодержащий порошок - 1,0-3,0
Щелочь - 1,5-3,0
Вода - Остальное
В заявляемом техническом решении используют наполнитель, включающий дополнительно 5-20 маc.% порошкообразного пектинсодержащего растительного сырья, подвергнутого предварительно механохимической активации.

Пектин содержится в больших количествах в некоторых видах растительного сырья и является природным гелеобразующим полимером. Для увеличения растворимости и выделения пектина из растительного сырья используется механохимическая активация его в высоконапряженной мельнице.

Таким образом, наполнитель заявляемого состава содержит муку растительного происхождения, не содержащую пектина и способную к набуханию, и муку растительного происхождения, содержащую пектин в свободном состоянии и обеспечивающую процесс гелеобразования при использовании заявляемого состава.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, содержащим сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявителем не обнаружен состав для разработки нефтяных месторождений, идентичный заявляемому.

Использование пектинсодержащей муки в наполнителе заявляемого состава, применяемого для регулирования разработки нефтяных месторождений, а также соотношение компонентов заявляемого состава не известны из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого состава критериям "новизна" и "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

В качестве пектинсодержащего растительного сырья используют отходы некоторых производств, содержащие в большом количестве пектин, такие как корзинки подсолнечника, кора хвойных деревьев, водоросли, в частности ламинария, шелуха риса, отходы переработки свеклы, цитрусовых, яблок, ягод и т.п.

Основным компонентом наполнителя заявляемого состава является мука из растительного сырья, не содержащего пектин. Это может быть древесная мука, солома различных злаков, костра льна, отходы переработки хлопка, макулатура и прочие отходы. Этот компонент готовят любым известным способом, в частности, могут быть использованы и отходы производства фанеры.

Заявляемый состав готовят следующим образом.

Пектинсодержащее растительное сырье подвергают размолу и механической активации в виброцентробежной мельнице-активаторе (ВЦМ) с ускорением мелющих тел 80-200 м/с2.

При механохимической активации пектинсодержащего сырья происходит расщепление связей, соединяющих пектиновые вещества с клетчаткой, целлюлозой, гемицеллюлозами и другими высокомолекулярными соединениями клеточной стенки растительного сырья. Получившиеся после механохимической активации порошки выделяют пектин в водные растворы в большем количестве и с более высокой скоростью.

Порошкообразные компоненты, из которых состоит наполнитель заявляемого состава, муку растительного происхождения, содержащую пектины и не содержащую пектины, механически перемешивают. При этом получают смесь, содержащую 5-20 мас. % муки растительного происхождения, содержащей пектины.

Для доказательства соответствия заявляемого состава критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры его использования.

Оценку эффективности заявляемого изобретения и состава по прототипу проводили в лабораторных условиях по следующим показателям:
по степени набухания, седиментационной устойчивости дисперсных частиц и по остаточному фактору сопротивления, создаваемого образующимися в пласте системами.

Степень набухания, время оседания полученного состава, а также остаточный фактор сопротивления пласта определяли следующим образом:
- степень набухания - по изменению объема наполнителя до погружения в раствор щелочи и после погружения и выдерживания в нем до достижения максимального объема. При этом количество наполнителя составляло 1-3 мас.% от общей массы дисперсии, а содержание в нем муки растительного происхождения, содержащей пектины, составляло 5,10,15 и 20 маc.% от общего количества наполнителя. Концентрацию щелочи в исследуемых растворах составляла 1,5, 2,0, 2,5 и 3,0 маc.%;
- время оседания определяли после полного набухания наполнителя в щелочном растворе;
- остаточный фактор сопротивления определяли при фильтрации состава через модели трещиновато-кавернозного пласта, представленного кварцевым песком проницаемостью 8-41 мкм 2. Водонасыщенную модель готовили (аналогично прототипу) путем закачки 3-х поровых объемов воды при постоянном давлении до выхода на установившийся режим фильтрации, фиксируя время фильтрации единицы объема воды - Тв. Затем через модель пласта прокачивали до установившегося режима фильтрации около трех поровых объемов исследуемой дисперсии твердых частиц РПС в водном растворе щелочи и фиксировали время фильтрации единицы объема прокачиваемой жидкости. Остаточный фактор сопротивления каждой жидкости определяли по формуле Роств/Т. По величине Рост судят об изолирующих свойствах образующихся систем: чем больше Рост, тем выше изолирующие свойства их и, следовательно, эффективнее работает состав для разработки месторождений нефти.

Ниже приведены конкретные примеры приготовления заявляемого состава и состава по прототипу, а также оценка их эффективности, проверенная в лабораторных условиях. Все примеры сведены в таблицы 1, 2 и 3.

Пример 1.

Готовят наполнитель путем смешения 95 г муки растительного происхождения (муки соломы пшеницы) и 5 г механически активированного пектинсодержащего порошка, полученного из корзинок подсолнечника. 2 г смеси диспергируют в 100 мл водного раствора щелочи с концентрацией 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 мас.%. Результаты определения времени оседания и степени набухания представлены в таблице 1, образцы 1-4.

Пример 2.

Смешивают 80 г муки соломы и 20 г пектинсодержащей муки. Дисперсию готовят аналогично примеру 1 (табл. 1, образцы 5-8).

Пример 3.

Смешивают 85 г муки соломы и 15 г пектинсодержащей муки. Дисперсию готовят аналогично примеру 1 (табл. 1, образцы 9-12).

Пример 4.

Смешивают 90 г муки соломы и 10 г пектинсодержащей муки. Дисперсию готовят аналогично примеру 1 (табл. 1, образцы 13-16).

Пример 5.

Остаточный фактор сопротивления определяли при закачке в слой состава, содержащего 2 мас.% наполнителя, включающеего 15 мас.% пектинсодержащей муки и 85% муки соломы пшеницы в водном растворе щелочи с концентрацией 2 мас.%. Результаты по определению остаточного фактора сопротивления слоя приведены в таблице 2.

При сравнении результатов исследования заявляемого состава с прототипом установлено, что остаточный фактор сопротивления увеличивается с 4,2-6,5 до 4,6-7,2.

Сводные данные по результатам исследования заявляемого состава и состава по прототипу приведены в таблице 3.

Как видно из таблицы 1, выбранное соотношение компонентов состава является оптимальным.

Уменьшать концентрацию твердых частиц в дисперсии ниже 1 мас.% не имеет смысла, так как в этом случае образование геля происходит очень медленно или гель вовсе не образуется. Повышать концентрацию твердых частиц в дисперсии выше 3 мас. % не следует, так как увеличивается расход компонентов, а свойства геля при этом существенно не изменяются.

Оптимальная концентрация щелочи в заявляемом составе 1,5-3 мас.%. При концентрации менее 1,5 мас.% процесс гелеобразования идет медленно, а повышать концентрацию щелочи выше 3 мас.% нецелесообразно.

Оптимальной концентрацией пектинсодержащей муки в наполнителе является 5-20 мас. %. Поскольку при концентрации пектинсодержащей муки ниже 5 мас.% гелеобразование недостаточно, а введение избыточного количества ее (выше 20 мас.%) не улучшает свойства дисперсии.

Сравнение результатов исследований заявляемого состава с прототипом показывает, что время оседания заявляемого состава выше, чем у состава по прототипу:
- заявляемый состав - 30-180 мин
- состав по прототипу - 2-35 мин.

Степень набухания заявляемого состава составляет 170-580 мас.%, а у прототипа - 140-240 мас.%. Причем для достижения таких результатов достаточна концентрация щелочи от 1,5 до 3,0 мас.%, а в прототипе максимальная степень набухания достигается только при концентрации щелочи выше 20 мас.%.

Как видно из таблицы 3, заявляемый состав более эффективен, чем состав по прототипу. Кроме этого, он значительно проще, не требует высоких концентраций щелочи и дорогостоящих искусственных полимеров.

Похожие патенты RU2211316C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩЕГО СОСТАВА ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА 2006
  • Политов Анатолий Александрович
  • Ломовский Олег Иванович
  • Латыпов Альберт Рифович
  • Корнилов Алексей Викторович
  • Телин Алексей Герольдович
  • Скороход Андрей Глебович
RU2340762C2
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩЕГО СОСТАВА ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛАСТА 2006
  • Политов Анатолий Александрович
  • Ломовский Олег Иванович
  • Латыпов Альберт Рифович
  • Корнилов Алексей Викторович
  • Телин Алексей Герольдович
  • Скороход Андрей Глебович
RU2364613C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАТРИЙ-КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОДУКТА ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 2004
  • Ломовский О.И.
  • Фадеев Е.И.
RU2256667C1
ПРЕПАРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ВОДОРАСТВОРИМЫЕ СОЛИ ТРИТЕРПЕНОВЫХ КИСЛОТ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2003
  • Королёв К.Г.
  • Ломовский О.И.
RU2244426C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЫСТРОРАСТВОРИМОЙ ТАБЛЕТИРОВАННОЙ ФОРМЫ АЦЕТИЛСАЛИЦИЛОВОЙ КИСЛОТЫ 2000
  • Душкин А.В.
  • Тимофеева Н.В.
RU2170582C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ 2002
  • Полубояров В.А.
  • Коротаева З.А.
  • Эунап О.А.
  • Карпан В.В.
  • Бурылин С.Ю.
RU2209182C1
Способ приготовления силикатной огнезащитной композиции 2002
  • Зелинский Владимир Юрьевич
  • Аввакумов Е.Г.
  • Еремина Н.В.
RU2223244C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОКСИМЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗЫ 1999
  • Ломовский О.И.
  • Фадеев Е.И.
RU2155191C1
СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ 1999
  • Полубояров В.А.
  • Коротаева З.А.
  • Ушакова Е.П.
RU2150376C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДА МЕТАЛЛА 2000
  • Гаврилов А.И.
  • Тухтаев Р.К.
  • Болдырев В.В.
RU2189944C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 211 316 C1

Реферат патента 2003 года ДИСПЕРСНЫЙ ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАВОДНЕНИЕМ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для разработки нефтяных месторождений заводнением, и может быть использовано для увеличения добычи нефти путем изоляции водопритока к нефтяным скважинам, ликвидации заколонных перетоков, а также для изменения фильтрационных характеристик неоднородных пластов. Техническим результатом является создание состава, который эффективен, дешев, исключает использование дорогих синтетических полимеров, обладает более высокой седиментационной устойчивостью, степенью набухания и остаточным сопротивлением. Дисперсный гелеобразующий состав для разработки нефтяных месторождений заводнением включает порошкообразный наполнитель растительного происхождения, содержащий дополнительно 5-20 мас.% пектинсодержащего порошка, полученного механической активацией пектинсодержащего растительного сырья, щелочь и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный наполнитель - 1,0-3,0, щелочь - 1,5-3,0, вода - остальное. 3 табл.

Формула изобретения RU 2 211 316 C1

Дисперсный гелеобразующий состав для разработки нефтяных месторождений заводнением, включающий порошкообразный наполнитель растительного происхождения, щелочь и воду, отличающийся тем, что указанный наполнитель состава включает дополнительно 5-20 мас. % пектинсодержащего порошка, полученного механической активацией пектинсодержащего растительного сырья при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:
Порошкообразный наполнитель растительного происхождения, включающий указанный пектинсодержащий порошок - 1,0-3,0
Щелочь - 1,5-3,0
Вода - Остальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2211316C1

СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ 1993
  • Баранов Ю.В.
  • Нигматуллин И.Г.
  • Гиниятуллин Р.С.
RU2057914C1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНОЙ ЗАЛЕЖИ УГЛЕВОДОРОДОВ 1999
  • Канзафаров Ф.Я.
  • Леонов В.А.
  • Андреева Н.Н.
  • Шарифуллин Ф.А.
  • Берман А.В.
  • Гуменюк В.А.
RU2167280C2
СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 1994
  • Баранов Ю.В.
  • Нигматуллин И.Г.
  • Шпуров И.В.
  • Ручкин А.А.
  • Абатуров С.В.
  • Галеев Ф.Х.
  • Матвеев К.Л.
  • Исмагилов Р.Г.
  • Юй-Демин Ю.С.
  • Клышников С.В.
  • Левицкий В.И.
RU2071555C1
Водный раствор для извлечения нефти из геологического пласта 1983
  • Джост Герман Бюрк
SU1477252A3
SU 1566820 A1, 10.02.1996
Способ микробиологического отделения нефти от горной породы 1989
  • Солодянкин Леонид Алексеевич
  • Почекутов Аркадий Исакович
  • Деркач Борис Георгиевич
  • Юмашев Николай Владимирович
  • Дымович Дмитрий Владимирович
SU1640378A1
US 3971440 A, 27.07.1976.

RU 2 211 316 C1

Авторы

Ломовский О.И.

Фадеев Е.И.

Даты

2003-08-27Публикация

2002-04-22Подача