СОСТАВ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ И ЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН Российский патент 2006 года по МПК C09K8/42 

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности, в частности к блокированию поглощающих пластов и глушению скважин при их заканчивании и капитальном ремонте.

Известен состав для глушения и заканчивания скважин по патенту РФ 2092516, представляющий собой водный гель аммонийно-фосфатидных солей (фосфатидный концентрат, обработанный аммиаком), при следующем соотношении компонентов, мас.%.:

Аммонийно-фосфатидные соли - 5,5-33,25

Вода - 94,5-66,75 (см. RU № 2092516, С 09 К 7/02, 1997 г.).

Принципиальным недостатком известного состава является то, что из-за водной основы и повышенной фильтрации (до 4 см³/30 мин) проникающий в призабойную зону скважин водный раствор солей вызывает трудно устранимое или необратимое ухудшение фильтрационных характеристик пористой среды, что существенно затрудняет освоение скважин и их дальнейшую эксплуатацию. Это особенно важно для высокопроницаемых коллекторов с низким пластовым давлением (Уренгойское, Ямбургское, Медвежье и другие месторождения Западной Сибири), из которых часто поступление флюида к эксплуатационному забою полностью прекращается и работавшие до этого скважины оказываются бесприточными. Для декольматации проводят работы по стимуляции притока и восстановлении продуктивности скважин, которые иногда превышают стоимость их строительства.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому составу является жидкость для глушения скважин, включающая водную фазу, преимущественно водный раствор хлористого натрия (10-40 об.%) и отход производства глицерина в качестве углеводородной фазы (60-90 об.%) (см. RU № 2058989, С 09 К 7/06, 1996 г.).

Недостатком этого состава являются повышенная плотность и неудовлетворительные блокирующие свойства из-за неструктурированности раствора, вследствие чего в условиях с пластовым давлением ниже гидростатического происходит глубокая и необратимая фильтрация жидкости глушения в продуктивный пласт, что затрудняет освоение скважин и вывод их на технологический режим.

Техническим результатом изобретения является предотвращение загрязнения продуктивной части пласта жидкостью глушения, улучшение блокирующих свойств состава и облегчение освоения скважин при одновременном расширении сырьевой базы растительного происхождения.

Необходимый технический результат достигается тем, что состав для глушения и заканчивания скважин, содержащий водную и углеводородную фазы, дополнительно содержит гидрофуз, являющийся отходом очистки подсолнечного масла, или его фосфатидный концентрат, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углеводородная фаза4,5-50,2указанный гидрофуз или его фосфатидный концентрат1,8-78,5водная фазаостальное

Водной фазой гидрофобной эмульсии может служить пресная, пластовая или минерализованная вода, содержащая любые водорастворимые соли (NaCl, KCl, CaCl₂, NaNO₃, KNO₃ и многие другие) во всем диапазоне их растворимости.

В качестве углеводородной жидкости используют ациклические и ароматические углеводороды, газоконденсат и кубовые остатки от его переработки, нефтяные растворители типа нефрас, нефть, дизельное топливо и другие нефтепродукты.

Гидрофуз образуется в процессе очистки растительного масла на маслоэкстракционных заводах барботированием водяных паров через подогретое до 45-55°С подсолнечное масло и представляет собой устойчивую прямую эмульсию подсолнечного масла (15-20%) в воде (50-75%), стабилизированную фосфатидами (10-30%). По своим физическим характеристикам гидрофуз - это вязкая мазеобразная масса от светло-желтого до темно-коричневого цвета с характерным запахом подсолнечного масла, плотностью 1025-1087 кг/м³ и температурой замерзания около минус 8°С (ТУ 9146-203-00334534-97).

После высушивания в вакууме (266 кПа) при 70-90°С гидрофуз превращается в концентрат фосфатидный (кофос), представляющий собой грязно-серую массу из смеси фосфатидов (40,0-60,0%) и подсолнечного масла (39,0-57,0%) с остаточной влажностью 1,0-3,0%.

В состав фосфатидов входят глицерофосфатиды, фосфатидоэтаноламин или кефалины, фосфатидинхолины или лецитины, инозитфосфатиды и др.

Систематическими исследованиями установлено, что смесь фосфатидов обладает специфическими физико-химическими свойствами. Гидрофильные группы, образованные полярными остатками фосфорной кислоты и азотистых оснований, придают им способность диспергироваться в воде, а гидрофобные радикалы, образованные длинными алифатическими цепями высших насыщенных и ненасыщенных кислот, - сродство к углеводородным растворителям. Именно благодаря этому как в углеводородах, так и в воде фосфатиды образуют коллоидные растворы с диаметром частиц от 0,1 до 100 мкм. Характерной особенностью этих структур является образование гигантских стержнеподобных мицелл, переплетающихся с образованием в объеме трехмерной сетки, которая по реологическим свойствам напоминает полуразбавленные растворы полимеров.

Вероятно вследствие недостаточного объемного заполнения систем и низкой адгезии адсорбционно-гидратный слой, образованный фосфатидами на поверхности капель масляной фазы, легко разрушается и в присутствии углеводородов прямые нативные эмульсии переходят в устойчивые обратные эмульсии. Последние обеспечивают не только сродство мицеллярных структур к углеводородной среде, но и эффективное структурирование системы в целом, что и обеспечивает повышенные структурно-механические свойства и низкие фильтрационные потери ИЭР.

Для испытаний использовали гидрофуз и фосфатидный концентрат от очистки подсолнечного масла Полтавского маслоэкстракционного завода следующего состава, мас.%:

ИнгредиентыГидрофузКофосПодсолнечное масло1740Фосфатиды2559Вода581

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примерами.

Пример 1. К 509 мл газоконденсата Ямбургского ГКМ добавляют 71 мл гидрофуза от очистки подсолнечного масла и перемешивают в течение 10-15 мин на лабораторной мешалке типа "Воронеж". К полученной однородной дисперсии при интенсивном перемешивании вводят частями (не более 10%) в течение 8-15 мин 420 мл водного раствора NaCl плотностью 1020 кг/м³. При установившемся режиме перемешивание продолжают еще 10-20 мин до полной гомогенизации системы и получения инвертной эмульсии с постоянными параметрами, которые определяют в лабораторных условиях.

Плотность определяют пикнометрически, вязкость - на приборе Reotest-2, электростабильность - на приборе ИГЭР-1, а показатель фильтрации находят по количеству отфильтровавшейся жидкости в см³ за 30 мин на ВМ-6. Для данного примера они составляют плотность 900 кг/м³, вязкость - 0,08 Па·с, электоростабильность менее 80 В, фильтрация - 8 см³/30 мин, причем в фильтрате кроме эмульсии присутствует вода.

Примеры 2-6 готовят аналогично примеру 1, изменяя ингредиенты и их количества в соответствии с данными таблицы. Наряду с составом в этой же таблице приведены и технологические свойства полученных инвертных эмульсионных растворов.

Пример 7. К 416 мл кофоса добавляют 269,5 мл (50% от общего объема) воды и при перемешивании выдерживают в течение 6 часов. В полученную водную дисперсию постепенно вводят при интенсивном перемешивании на лабораторной мешалке типа "Воронеж" 45 мл газоконденсата Ямбургского ГКМ и выдерживают в течение 5-10 мин. К полученной однородной дисперсии при интенсивном перемешивании добавляют частями (не более 10%) в течение 8-10 мин остальное количество - 269,5 мл воды. При установившемся режиме перемешивание продолжают еще 10-20 мин до полной гомогенизации системы и получения инвертной эмульсии с постоянными параметрами, которые определяют в лабораторных условиях.

Примеры 8-10 готовят аналогично примеру 7, изменяя ингредиенты и их количества в соответствии с данными таблицы.

Как следует из данных таблицы, при содержании гидрофуза или фосфатидного концентрата менее 1,4 об.% (пример 1) стабильность эмульсии неудовлетворительная (электростабильность менее 80 В), вследствие чего по фильтрационным потерям (8 см³/30 мин) она сравнима с фильтрацией для прототипа, причем в фильтрате появляется свободная вода. Напротив, при содержании фосфатидов более 78,5 об.% (пример 10) раствор превращается в полутвердую пластическую массу, что затрудняет его закачку в скважину.

Таким образом, как видно из данных таблицы, предлагаемый состав по сравнению с прототипом позволяет получить экологически чистые инвертные эмульсионные растворы на основе побочных продуктов переработки возобновляемого растительного сырья, которые характеризуются улучшенными технологическими свойствами: повышенной устойчивостью и вязкостью, снижающих практически до нуля фильтрацию технологических жидкостей.

Благодаря этому улучшаются блокирующие свойства состава, предотвращается загрязнение продуктивного пласта жидкостью глушения и облегчается освоение скважин.

Инвертный сотстав для глушения и заканчивания скважин может применяться как в виде вязких пачек, подаваемых на забой для перекрытия интервала перфорации, так и в виде маловязких растворов для заполнения всего ствола скважины.

Таблица
Состав и свойства инвертных эмульсий для глушения и заканчивания скважин№№ п/пСостав эмульсии, % об.Свойства эмульсииФосфатидыВодная фазаУглеводородная фазаПлотность, кг/м³Вязкость, Па·сФильтрация, см³/30 минЭлектро-стабильность, ВНазваниеКол-воНазваниеКол-воНазваниеКол-воИзвестный состав --Р-р NaCl10,0Полигли-церины90,013000,039(эмульсия)<80Предлагаемые составы1Гидрофуз1,4Р-р NaCl47,7Г/к50,99000,088(эм.+вода)<802 1,8Р-р NaCl48,0Г/к50,29000,086(эмульсия)1903 12,4Р-р NaCl70,0Г/к17,69813,702504 12,5Р-р NaCl54,0Г/к33,59450,8904005 22,0Р-р CaCl₂34,0Г/к44,09200,0603806 22,7Р-р
CaCl₂50,0Г/к27,39601,80>5007Кофос41,6Вода53,9ДТ4,59953,901608 64,0Вода17,0ДТ19,09702,104009 78,5Р-р KCl17,0ДТ4,59903,0034010 79,0Р-р KCl17,8ДТ3,21995пл.м.0-ДТ - дизильное топливо, Г/к - газоконденсат, эм - эмульсия, пл.м. - пластическая масса

Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и может быть использовано при блокировании поглощающих пластов и глушению скважин при их заканчивании в капитальном ремонте. Техническим результатом является предотвращение загрязнения продуктивной части пласта жидкостью глушения, улучшения блокирующих свойств состава и облегчение освоения скважин при одновременном расширении сырьевой базы растительного происхождения. Состав для глушения и заканчивания скважин содержит, мас.%: углеводородную фазу - 4,5-50,2, гидрофуз, являющийся отходом очистки подсолнечного масла или его фосфатидный концентрат, - 1,8-78,5, водную фазу - остальное. 1 табл.

Состав для глушения и заканчивания скважин, содержащий водную и углеводородную фазы, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидрофуз или его фосфатидный концентрат, являющийся отходом очистки подсолнечного масла, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углеводородная фаза 4,5-50,2Гидрофуз или его фосфатидный концентрат 1,8-78,5Водная фаза Остальное