СТРУКТУРИРОВАННАЯ ЖИДКОСТЬ-ПЕСКОНОСИТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК C09K8/64 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области разработки вязкоупругих жидкостей - песконосителей для гидравлического разрыва малопроницаемых газо- и нефтенесущих пластов с целью повышения их нефтеотдачи.

Известные структурированные жидкости на основе водных растворов полярных полимеров: полисахаров, полиакриловых кислот, полиакриламида, поливинилпирролидона, поливинилового спирта, полисульфонатов, гуаровых смол и комплексующих (сшивающих) солей поливалентных металлов [патенты US: 4491526, 4417989, 4635727, 4518040, 4579670; заявки ЕВП: 186034, 176190; заявка РСТ: 87/00236] имеют много недостатков. Основные из них заключаются в том, что структурированные жидкости на водной основе хорошо фильтруются через пласт, особенно карбонатной и песчаной породы, что затрудняет целевое (направленное) их применение, например, в технологии разрыва пласта. Высокая проницаемость воды из состава жидкости в породу пласта приводит к разрушению пласта во всех направлениях, уменьшению длины и проводимости разрыва (трещины) [J. Petrol. Technol. 1978, V.30, №1, P.132-140; 1983, V.35, №2, P.315-320]. Кроме того, вязкость жидкостей на водной основе резко падает с повышением температуры пласта, что значительно уменьшает их песконесушую способность и приводит к преждевременной седиментации дисперсного (расклинивающего) материала.

Известна гелеобразующая композиция (основа для жидкостей-песконосителей), которая содержит углеводородный растворитель, полярный растворитель (спирты, амины) и 25 мас.% полимерного комплекса, представляющего собой продукт взаимодействия сульфированного полимера с аминосодержащим полимером и основные соединения поливалентных металлов [патент US: 4579671, МКИ Е21В 43/26]. Недостатками этой композиции являются большая концентрация полимеров в растворе (25 мас.%), очень медленная растворимость (набухаемость) полимеров из-за высокой их молекулярной массы, от 100000 до 1000000 у.е., а также сильное понижение вязкости с увеличением температуры. Уменьшение молекулярной массы полимера ускоряет процесс его растворения, в то же время приводит к увеличению концентрации полимера, необходимой для получения удовлетворительной вязкости жидкости.

С целью уменьшения потерь технических жидкостей при создании в пласте трещин и транспортировки в них дисперсного материала была разработана композиция на углеводородной основе следующего состава, мас.%:

Алкиловый эфир фосфорной кислоты3-24Алюминат натрия0.18-3.6Углеводородная жидкостьостальное.

Композицию готовят взаимодействием эфира ортофосфорной кислоты с основным соединением алюминия в растворе углеводорода при 51.7°С в течение 12 часов. Вязкость полученной таким образом жидкости при максимальной концентрации компонентов равна 0.1-0.5 Па·с при скорости деформации 40 с^-1 [патент US: 4622155, МКИ Е21В 43/26].

С целью изменения концентрации дефицитного комплекса эта композиция модифицирована добавлением в нее гидроксиэтилцеллюлозы [патент UK: 2177711 А, МКИ С08L 1/26]. Модифицированная композиция с аналогичными реологическими характеристиками имеет следующий состав, мас.%:

Гидроксиэтилцеллюлоза45Эфир фосфорной кислоты0.1-4.6Алюминат натрия0.05-0.5Дизельное топливо51.0-54.1

Недостатками этих композиций являются слишком большая концентрация структурирующих компонентов, большая продолжительность увеличения вязкости (12 часов), низкие реологические характеристики, а также необходимость приготовления композиций при повышенной температуре (51.7°С) осложняют технологию их применения для процессов, например, гидравлического разрыва пласта.

Гелеобразующая композиция на основе органических ортофосфорных эфиров и соединений алюминия была усовершенствована российской фирмой «Химеко-Ганг» в плане упрощения процесса приготовления геля, повышения его вязкости и термической стабильности заменой неорганического соединения алюминия растворимым в жидких углеводородах изопропилатом алюминия и этилацетоацетатом алюминия [патент RU: 2066737, МКИ Е21В 43/00]. Этой же фирмой разработана технология производства компонентов гелеобразующей композиции [патент RU: 2052462, МКИ С07F 9/09].

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является гелеобразная углеводородная композиция по патенту RU №2066737.

Основными недостатками гелеобразной углеводородной композиции (патент RU №2066737) является очень низкая скорость гелеобразования (нарастание вязкости) в жидкости. Так, для получения геля 0.6 мл органических ортофосфорных эфиров в специальной ароматической фракции растворялось в 100 мл дизельного топлива, после чего туда же при перемешивании добавлялось необходимое количество алюмосодержащего компонента (активатора). После этого полученный раствор оставляли на одни сутки для набухания. Образующийся при этом комплекс между ортофосфорными эфирами и изопропилацетилацетоацетатом алюминия (хелат алюминия) является очень тяжелым для углеводородных жидкостей. По этой причине он без постоянного перемешивания композиции отделяется (выпадает на дно) от углеводородной жидкости. Для избежания разделения фаз требуется интенсивное и постоянное перемешивание в процессе приготовления и применения композиции, что энергозатратно и недостаточно технологично. Кроме того, в названную композицию по условию ее применения необходимо одновременно вводить дорогостоящий деструктор в капсулированной форме.

Задача изобретения - расширение ассортимента гелеобразователей, избежание перечисленных недостатков по прототипу, а также улучшение технологичности процесса приготовления жидкости и повышение ее термоседиментационной стабильности.

Для решения поставленной задачи (получения структурированной жидкости) разработана структурированная углеводородная жидкость-песконоситель на основе смесевых комплексов трет-бутилтриалкилборатов лития [t-C₄H₉OB(OR)₃]Li, где R=C₄-C₁₂, и сольватирующего агента.

В качестве компонентов гелеобразователя применены фракции триалкилборатов В(OR)₃, где R=C₄-C₁₂, и третбутилат лития t-C₄H₉OLi при их мольном соотношении 1:1 и содержании этих компонентов, мас.%:

Триалкилбораты0.5-10.0Трет-бутилат лития0.2-2.5Углеводородная жидкостьостальное,

а в качестве сольватирующего агента использованы соединения из классов: жирных спиртов ROH, диалкиловых эфиров R₂O, первичных H₂NR, вторичных HNR₂ и третичных алкиламинов NR₃, где R=C₄-C₁₂. Наилучший результат (реологические и термоседиментационные характеристики) достигается, когда в структурированной жидкости комплекс трет-бутилтриалкилбората лития (К) и сольватирующий агент (СА) содержатся при мольном соотношении К:СА= от 1:1 до 1:2. Выше мольного соотношения К:СА=1:2 избыток сольватирующего агента в структурированной жидкости (геле) производит деструктурирующее воздействие.

В работе для решения поставленной задачи применены триалкилбораты С₄-C₁₂, синтезированные в лабораторных условиях и в опытном производстве на основе соответствующих фракций жирных спиртов производства России и Celanese Chemicals Europe GmbH, трет-бутилат лития (ТУ 6-09-32-81-80). Жирные спирты, диалкиловые эфиры и алкиламины в качестве сольватирующих агентов использованы реактивные соединения. В качестве углеводородных жидкостей в работе были использованы дизельное топливо (летнее и зимнее), гептановая фракция (ГОСТ 85-05-80), гептан (ТУ 6-09-3375-78), нефть Советского, Северо- и Южно-Харампурского месторождений. Для измерения седиментации наполнителя в структурированной жидкости - песконосителе был отобран песок сферической формы с размером частиц 0.5-0.8 мм и средней массой одной частицы 0.003 г. Вязкоупругие характеристики структурированных жидкостей определены на вискозиметре РЕОТЕСТ-2, седиментационные характеристики структурированной жидкости-песконосителя получены на лабораторном седиментометре. Доказательством достижения цели изобретения является увеличение вязкоупругости составов в интервале температур 20-120°, улучшение реологических характеристик, термостабильности песка к седиментации в наполненных композициях. Реологические характеристики определены при скоростях деформации 1.5; 170; 440 с^-1, зависимость динамической вязкости от состава, концентрации и температуры структурированных жидкостей-песконосителей приведены в таблицах 1-2, изменение седиментационных характеристик наполненных композиций при содержании 2 мас.% комплекса, сольватированного смесью спиртов при мольном соотношении К:СС=1:2 в зависимости от температуры и концентрации песка приведены в таблице 3. Динамическую вязкость соответствующих структурированных жидкостей определяют без наполнителя. Составы структурированных жидкостей-песконосителей получают следующим образом.

Пример 1. В 66.59 г (66.59%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.71 г (0.71%) алифатических спиртов С₄-C₁₂ и 0.54 г (0.54%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 2.16 г (2.16%) триалкилборатов C₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости - песконосителя 0.90 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии и наблюдают седиментацию наполнения. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 92%. Эффект изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Примеры 2-5 аналогичны примеру 1.

Пример 6. В 66.22 г (66.22%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.78 г (0.78%) алифатических спиртов C₄-C₁₂ и 0.60 г (0.60%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 2.40 г (2.40%) триалкилборатов C₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости-песконосителя 1.32 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 7. В 65.96 г (65.96%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.84 г (0.84%) алифатических спиртов C₄-C₁₂ и 0.64 г (0.64%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 2.56 г (2.56%) триалкилборатов С₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости-песконосителя 1.40 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 8. В 45.89 г (45.89%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.41 г (1.41%) алифатических спиртов и 0.54 г (0.54%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 50 г (50%) песка и 2.16 г (2.16%) триалкилборатов C₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 1.09 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость равна 90% в течение 1 ч. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Примеры 9-11 аналогичны примеру 8.

Пример 12. В 65.43 г (65.43%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.57 г (1.57%) алифатических спиртов С₄-С₁₂ и 0.60 г (0.60%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 2.40 г (2.40%) триалкилборатов. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 1.24 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 13 аналогичен примеру 12.

Пример 14. В 65.13 г (65.13%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.67 г (1.67%) алифатических спиртов С₄-С₁₂ и 0.64 г (0.64%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 2.56 г (2.56%) триалкилборатов. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 1.31 Па·с (γ=170 c^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 15. В 67.98 г (67.98%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.42 г (0.42%) алифатических спиртов и 0.32 г (0.32%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.28 г (1.28%) триалкилборатов. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.12 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 83%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 16. В 37.98 г (37.98%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.42 г (0.42%) алифатических спиртов C₄-С₁₂ и 0.32 г (0.32%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 60 г (60%) песка и 1.28 г (1.28%) триалкилборатов С₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.12 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Примеры 17-19 аналогичны примеру 16.

Пример 20. В 67.48 г (67.48%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.52 г (0.52%) алифатических спиртов С₄-С₁₂ и 0.40 г (0.40%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.60 г (1.60%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:1 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.20 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 21. В 67.41 г (67.41%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.89 г (0.89%) алифатических спиртов С₄-С₁₂ и 0.34 г (0.34%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.36 г (1.36%) триалкилборатов. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.18 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 90%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 22. В 37.41 г (37.41%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.89 г (0.89%) алифатических спиртов C₄-C₁₂ и 0.34 г (0.34%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 60 г (60%) песка и 1.36 г (1.36%) триалкилборатов C₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.18 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%. Эту композицию постепенно нагревают на масляной бане до 105°С. При 70°С через 25 мин оседает 0% песка, при 80°С через 10 мин оседает 5.0-6.7% песка, при 90°С через 10 мин оседает 5.0-6.6% песка, при 105°С через 15 мин оседает 15.1-16.7% песка.

Пример 23. В 67.11 г (67.11%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 0.99 г (0.99%) алифатических спиртов и 0.38 г (0.38%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.52 г (1.52%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.12 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 1 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 24. В 66.96 г (66.96%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.04 г (1.04%) алифатических спиртов и 0.40 г (0.40%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.60 г (1.60%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.13 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Эту композицию постепенно нагревают на масляной бане до 105°С. При 70°С через 20 мин оседает 0.8-1.0% песка, при 80°С через 10 мин оседает 9.3-10% песка, при 90°С через 19 мин оседает 2.7-3.5% песка, при 105°С через 20 мин оседает 4.0-5.0% песка.

Пример 25. В 66.8 г (66.8%) гептана при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.10 г (1.10%) алифатических спиртов C₄-С₁₂ и 0.42 г (0.42%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 30 г (30%) песка и 1.68 г (1.68%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.18 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 100%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Пример 26. В 21.1 г (21.1%) нефти при перемешивании и комнатной температуре растворяют 6.35 г (6.35%) алифатических спиртов C₄-С₁₂ и 2.1 г (2.1%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 60 г (60%) песка и 10.4 г (10.4%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и вязкостью жидкости-песконосителя 0.15 Па·с (γ=170 с^-1) оставляют в неподвижном состоянии. Седиментационная устойчивость в течение 2 ч равна 90%. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 100%.

Примеры 27-28 аналогичны примеру 26.

Пример 29. В 97.12 г (97.12%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.38 г (1.38%) алкиламинов С₄-С₁₂ и 0.3 г (0.3%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.2 г (1.2%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 160.92 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 70°С составляет 125.16 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 90°С - 35.76 Па·с, при 120°С - 58.11 Па·с.

Пример 30. В 96.73 г (96.73%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.57 г (1.57%) алкиламинов С₄-С₁₂ и 0.34 г (0.34%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.36 г (1.36%) триалкилборатов C₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 277.14 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 60°С составляет 160.92 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 90°С - 44.70 Па·с, при 120°С - 143.04 Па·с.

Пример 31. В 96.15 г (96.15%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.85 г (1.85%) алкиламинов С₄-С₁₂ и 0.4 г (0.4%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.6 г (1.6%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 357.60 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 60°С составляет 160.92 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 90°С - 71.52 Па·с, при 120°С - 107.28 Па·с.

Пример 32. В 97.11 г (97.11%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.39 г (1.39%) диалкиловых эфиров С₆-С₁₀ и 0.3 г (0.3%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.2 г (1.2%) триалкилборатов С₄-С₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 26.82 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 40°С составляет 79.46 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 90°С - 19.87 Па·с, при 120°С - 35.76 Па·с.

Пример 33. В 96.72 г (96.72%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.58 г (1.58%) диалкиловых эфиров С₆-С₁₀ и 0.34 г (0.34%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.36 г (1.36%) триалкилборатов С₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 35.76 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 60°С составляет 119.19 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 90°С - 44.70 Па·с, при 120°С - 39.74 Па·с.

Пример 34. В 96.15 г (96.15%) дизельного топлива при перемешивании и комнатной температуре растворяют 1.85 г (1.85%) диалкиловых эфиров С₆-С₁₀ и 0.4 г (0.4%) трет-бутилата лития, к раствору добавляют 1.6 г (1.6%) триалкилборатов C₄-C₁₂. После перемешивания в течение 10 мин состав с мольным соотношением К:СА=1:2 и эффективной вязкостью жидкости-песконосителя 49.66 Па·с (γ=1.5 с^-1) нагревают в ячейке реотеста с помощью масляного термостата до 120°С. Вязкость жидкости-песконосителя при температуре 60°С составляет 143.04 Па·с (γ=1.5 с^-1), при 80°С - 99.32 Па·с, при 90°С - 77.48 Па·с, при 120°С - 59.59 Па·с.

Результаты, приведенные в таблицах 1-3, соответствуют формуле изобретения и в сравнении с прототипом показывают улучшение показателей вязкости, термостабильности, тиксотропии и седиментационной устойчивости при более высоких температурах. Например, предлагаемые составы структурированной жидкости-песконосителя, содержащие 1.0-2.0 мас.% комплексного гелеобразователя, при скорости деформации 170 с^-1 и 20°С имеют среднее значение вязкости 4.0-7.0 Па·с (табл.2, примеры 27-31). В таких же термодеформационных условиях вязкость составов по прототипу (патент RU: 2066737) снижается в 3-5 раза, а при температуре 80°С потеря максимальной вязкости составов составляет до 90%. При повышении температуры до 90 и 120°С вязкость для предлагаемых составов структурированной жидкости изменяется мало, а для некоторых растворов сольватов комплексов даже увеличивается (табл.2, примеры 6, 8, 12, 29-31 (дизельное топливо) 20, 21, 24 (гептан)). В этих условиях константа неньютоновского поведения жидкости предлагаемых составов изменяется от -0.1 до 0.5 (табл.2, примеры 27, 33) и характеризует их как высокотиксотропные, что имеет первостепенное значение для жидкостей-песконосителей. Предлагаемые составы в режиме деформации и в условии предельно высокой температуры, 120°С текут с достаточно высокой вязкостью 36-107 Па·с (табл.2, примеры 27, 28, 30, 31), что дополнительно подтверждает высокую тиксо- и термотропность составов. Предлагаемые структурированные углеводородные жидкости-песконосители при содержании в них 2.0 мас.% комплекса - гелеобразователя и 60 мас.% песка остаются седиментационно устойчивы на 100% до температуры 70°С, а при 105°С песок седиментирует лишь на 16.7% в течение 15 мин (табл.3, пример 22). На основании полученных результатов можно сделать заключение, что предлагаемые структурированные углеводородные жидкости-песконосители характеризуются сверхвысокой песконесущей способностью и стабильностью при предельно высоких температурах (120°С) в сравнении с прототипом (80°С). Составы триалкилборатов и сольватирующих агентов, содержащиеся в структурированной жидкости, расширяют ассортимент гелеобразователей вследствие образования многочисленных вариантов их комбинаций (сочетаний). Численные и массовые соотношения алкилборатов в фракции C₄-C₁₂ и сольватирующих агентов в их фракциях можно многократно варьировать, что позволит выбирать наиболее технологически, экономически и экологически выгодные способы приготовления и применения структурированных жидкостей-песконосителей, а также расширить область их применения. Для жидких углеводородов, нефтепродуктов и легких нефтей (конденсатов) концентрации гелеобразователя достаточны до 2.0-2.5 мас.%. Для получения структурированной жидкости на основе некоторых нефтей, содержащих большое количество полярных (гетероатомных) соединений, необходимая концентрация гелеобразователя составит до 8.0-12.5 мас.%. Повышение концентрации гелеобразователя более 12.5 мас.% в нефти не изменяет реологические и седиментационные характеристики структурированной жидкости-песконосителя. С увеличением содержания наполнителя в структурированной жидкости термоседиментационная стабильность композиции повышается (табл.3).

Таблица 3Температура наполненной композиции, °С60% песка, пример 2230% песка, пример 24Количество седиментиро ванного песка, %Продолжительность седиментации песка, минКоличество седиментированного песка, %Продолжительность седиментации песка, мин700250.8-1.020805.0-6.7109.3-10108510.2-11.61512-12.410905.0-6.6102.7-3.519958.7-10.0101.0-1.45.510515.1-16.7154.0-5.020

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области разработки вязкоупругих жидкостей-песконосителей для гидравлического разрыва малопроницаемых газо- и нефтенесущих пластов с целью повышения их нефтеотдачи. Структурированная жидкость-песконоситель на основе углеводородной жидкости и гелеобразователя содержит в качестве гелеобразователя смесь комплексов третбутил-триалкилборатов лития - К [t-C₄H₉OB(OR)₃]Li, где R=C₄-C₁₂, и сольватирующий агент - СА при мольном соотношении К:СА=1:1-1:2. В качестве компонентов гелеобразователя она содержит фракцию триалкилборатов B(OR)₃, где R=C₄-C₁₂, и третбутилат лития t-C₄H₉OLi при их мольном соотношении 1:1 и содержании этих компонентов, мас.%: триалкилбораты 0,5-10,0, третбутилат лития 0,2-2,5, углеводородная жидкость - остальное. СА - соединение из классов: жирных спиртов ROH, диалкиловых эфиров R₂O, первичных H₂NR, вторичных HNR₂ и третичных алкиламинов NR₃, где R=C₄-C₁₂. Технический результат - расширение ассортимента гелеобразователей, улучшение технологичности процесса приготовления жидкости, повышение ее термоседиментационной стабильности. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Структурированная жидкость-песконоситель на основе углеводородной жидкости и гелеобразователя, отличающаяся тем, что в качестве гелеобразователя она содержит смесь комплексов трет-бутилтриалкилборатов лития - К [t-C₄H₉OB(OR)₃]Li, где R=C4-Ci₂, и сольватирующий агент - СА при мольном соотношении К:СА=1:1-1:2.2. Структурированная жидкость по п.1, отличающаяся тем, что в качестве компонентов гелеобразователя она содержит фракцию триалкилборатов B(OR)₃, где R=C₄-C₁₂, и третбутилат лития t-C₄H₉OLi при их мольном соотношении 1:1 и содержании этих компонентов, мас.%:

Триалкилбораты0,5-10,0Третбутилат лития0,2-2,5Углеводородная жидкостьостальное