СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНЕЗЕМА ДЛЯ РЕМОНТНО-ИЗОЛЯЦИОННЫХ РАБОТ В СКВАЖИНЕ Российский патент 2008 года по МПК C01B33/00 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при изготовлении кремнезема, предназначенного для ремонтно-изоляционных работ в скважине.

Известен способ получения гидрофобного кремнезема путем химической модификации поверхности органическими соединениями при повышенной температуре. Реакцию модификации проводят в реакторе при механическом перемешивании и температуре кипения модифицирующего агента. Модификацию поверхности проводят соединением, выбранным из группы высших α-олефинов С₁₀-С₁₆, при повышенной температуре в течение 3-10 часов при соотношении компонентов смеси, мас.%, α-олефин:дисперсный кремнезем (17-95):(5-83) соответственно. Способ может дополнительно включать сушку или дегидроксилирование кремнезема при 120-300°С в течение 2 часов (Патент РФ №2293057, опубл. 2007.02.10).

Получаемый кремнезем предназначен для использования в нефтяной промышленности, однако гидрофобность кремнезема препятствует его совместимости с водными изолирующими составами для изоляции несплошностей обсадной колонны скважины.

Известен способ получения гидрофобного, органофильного кремнезема, включающий химическую модификацию поверхности кремнезема при механическом перемешивании и повышенной температуре. Модификацию осуществляют соединениями общей формулы R4-nSiR′n, или R′4Si, или R4-nSiHalmR′′n-m, где n=1-3; m=1-2; R=H, метил, этил, Cl - метил, пропил, фенил; R′=ОСН₃ОС₂Н₅; Hal=Cl, Br, I; R′′ = винил, аллил, метокси, этокси. Исходный кремнезем подвергают гидроксилированию парами воды. При проведении модификации соединениями формулы R4-nSiRn, или R4Si реакцию ведут в присутствии летучих кислот (Патент РФ №2152967, опубл. 2000.07.20 - прототип).

Известный способ приводит к созданию кремнезема, не совмещающегося с водными изолирующими составами для изоляции несплошностей обсадной колонны скважины, что приводит к недостижению изоляции и ремонта скважины.

В предложенном изобретении решается задача получения кремнезема, совместимого с водной основой материала для ремонтно-изоляционных работ в скважине, в частности с водонефтяными эмульсиями.

Задача решается тем, что в способе получения кремнезема для ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающем модификацию поверхности кремнезема при механическом перемешивании в присутствии модифицирующего агента, согласно изобретению в качестве модифицирующего агента используют смесь смачивателя и гидрофобизатора в соотношении, соответствующем соотношению водной и нефтяной частей основы для ремонтно-изоляционных работ, растворяют ее в воде в количестве от 0,1 до 1,0%, а после механического перемешивания кремнезема и модифицирующего агента проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1,0 ч и высушивание кремнезема.

Сущность изобретения

При ремонтно-изоляционных работах при изоляции несплошностей обсадной колонны скважины фактором, определяющим эффективность проведения работ, является совместимость всех компонентов изоляционного состава. Используемый кремнезем является, как правило, гидрофобным, тогда как для ремонтно-изоляционных работ используют растворы на водной основе, в частности, водонефтяные эмульсии. В предложенном изобретении решается задача получения кремнезема, совместимого с водной основой материала для ремонтно-изоляционных работ в скважине, в частности с водонефтяными эмульсиями. Задача решается следующим образом.

При получении кремнезема для ремонтно-изоляционных работ в скважине проводят модификацию поверхности кремнезема при механическом перемешивании в присутствии модифицирующего агента. В качестве модифицирующего агента используют смесь смачивателя и гидрофобизатора в соотношении, соответствующем соотношению водной и нефтяной частей основы для ремонтно-изоляционных работ. Растворяют смесь смачивателя и гидрофобизатора в воде в количестве от 0,1 до 1,0%, а после механического перемешивания кремнезема и модифицирующего агента проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1,0 ч и высушивание кремнезема. При использовании водонефтяной эмульсии с отношением водной и нефтяной фаз, например, 3:1 соответственно, в качестве модификатора используют смесь смачивателя и гидрофобизатора в соотношении 3:1 соответственно.

Количество раствора модификатора выбирают минимально необходимое для смачивания всей поверхности кремнезема. Образование после смешения верхнего жидкого слоя над уровнем кремнезема при технологической выдержке является нежелательным.

Подготовленный кремнезем используют в составах для ремонтно-изоляционных работ в скважине.

В качестве смачивателя используют вещества, повышающие гидрофильность поверхности (гидрофилизаторы), например неионогенные поверхностно-активные вещества типа ОП-7, ОП-10, оксиэтилированные алкилфенолы на основе тримера пропилена, моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, полиоксиэтилированные эфиры моноэтаноламидов синтетических жирных кислот, полиоксиэтиленгликолевые эфиры олеиновой кислоты, полигликолевые эфиры жирных спиртов, жирные спирты с добавлением этиленоксида и пропиленоксида, анионные поверхностно-активные вещества типа алкилсульфатов, алкилсульфонатов, алкилфосфатов, солей окиси третичных аминов и жирных кислот, а также полиоксиэтиленовый эфир алкилфенола или сульфанол, или Na-алкансульфонат и пр.

В качестве гидрофобизатора используют вещества, повышающие гидрофобность поверхности, например анионактивные поверхностно-активные вещества типа эмультала, нефтенола, гидрофобизатор ИВВ-1, оленол, водорастворимые кремнийорганические соединения типа полиметилсилоксана, а также имидазолин, пенозолин и пр.

Полученный кремнезем пригоден для приготовления составов на основе водонефтяных эмульсий для ремонтно-изоляционных работ, совместим с водной и нефтяной основой материала для ремонтно-изоляционных работ в скважине. Применение кремнезема позволит повысить изоляционную способность состава для ремонтно-изоляционных работ в скважине.

Пример конкретного выполнения

При проведении ремонтно-изоляционных работ для изоляции водопритока в нефтедобывающей скважине используют следующий состав на основе водонефтяной эмульсии, мас.%:

нефть25кремнезем1,5эмульгатор1вода72,5

Соотношение водной и нефтяной частей водонефтяной эмульсии для изоляции несплошности составляет 72,5:25, т.е. округленно 3: 1. В качестве модификатора кремнезема используют смесь смачивателя и гидрофобизатора в соотношении 3:1, растворенную в воде в количестве 0,5%. Механически перемешивают кремнезем и модификатор. Проводят технологическую выдержку в течение 1 ч и высушивают кремнезем.

В качестве смачивателя используют неионогенное поверхностно-активное вещество ОП-7, в качестве гидрофобизатора используют оленол.

Приготовленный кремнезем используют в вышеприведенном составе. Состав обладает полной совместимостью компонентов, не расслаивается с течением времени. В результате применения состава удается изолировать нарушение сплошности обсадной колонны скважины с приемистостью нарушения 800 м³/сут, тогда как применение известного кремнезема в составе лишь позволяет снизить приемистость нарушения до 250 м³/сут.

Использование модификатора в виде раствора в воде в пределах от 0,1 до 1,0% приводит к аналогичному результату.

Применение предложенного способа позволит решить задачу получения кремнезема, пригодного для приготовления составов на основе водонефтяных эмульсий для ремонтно-изоляционных работ, совместимого с водной и нефтяной основой материала для ремонтно-изоляционных работ в скважине, и повысить изоляционную способность состава для ремонтно-изоляционных работ в скважине.

Изобретение может быть использовано в химической и нефтедобывающей промышленности. Кремнезем модифицируют смесью смачивателя и гидрофобизатора, растворенной в воде в количестве от 0,1 до 1,0%. Соотношение смачивателя к гидрофобизатору берут то же, что и соотношение водной к нефтяной части основы для ремонтно-изоляционных работ в скважине. После механического перемешивания кремнезема и модифицирующего агента проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1 часа и высушивание кремнезема. Предложенное изобретение позволяет получить кремнезем, совместимый с водной основой материала для ремонтно-изоляционных работ в скважине. Применение такого кремнезема позволяет повысить изоляционную способность состава для ремонтно-изоляционных работ в скважине.

Способ получения кремнезема для ремонтно-изоляционных работ в скважине, включающий модификацию поверхности кремнезема при механическом перемешивании в присутствии модифицирующего агента, отличающийся тем, что в качестве модифицирующего агента используют смесь смачивателя и гидрофобизатора в соотношении, соответствующем соотношению водной и нефтяной частей основы для ремонтно-изоляционных работ, растворяют ее в воде в количестве от 0,1 до 1,0%, а после механического перемешивания кремнезема и модифицирующего агента проводят технологическую выдержку в течение 0,5-1,0 ч и высушивание кремнезема.