СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД В СКВАЖИНЕ Российский патент 2009 года по МПК C09K8/508 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для изоляции водопритока в нефтяные скважины и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением и снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами.

Известен состав для изоляции в нефтяных скважинах, содержащий углеводородную жидкость, неионогенное поверхностно-активное вещество (эмультат), хлорид кальция, древесную муку, нефрас (см. патент РФ №2131513, кл. Е21В 43/32 от 1997).

Недостатком этого состава является то, что состав, проникая в пласт, вызывает кольматацию пор и трещин частицами древесной муки, которые со временем, вымываясь, засоряют призабойную зону пласта (ПЗП). Кроме того, этот состав не обеспечивает прочность изоляционного экрана в водонасыщенных пластах с высокоминерализованными пластовыми водами.

Известна гидрофобная эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважину (патент РФ №2134345, кл. Е21В 43/32 от 1997), содержащая, мас.%: нефть 32,0-56,0; кубовые остатки производства аминов С₁₇-С₂₀ или продукт поликонденсации остатков кубовых при производстве аминов С₁₇-С₂₀ и остатков кубовых при производстве капролактама 1,0-4,0 и пластовую воду хлоркальциевого типа плотностью 1060-1180 кг/м³ - остальное.

В таких эмульсиях плотная упаковка аминов в межфазном слое с образованием структурированных и предельно сольватированных дисперсионной средой адсорбционных пленок стабилизирует эмульсии, придавая им высокие структурно-механические свойства.

Однако в высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах первоначально загущающаяся в водопромытых каналах пласта известная эмульсия по истечении 4-6 мес. (по результатам опытно-промысловых испытаний) начинает размываться под давлением пластовых вод в связи с постепенным ослаблением ее структурно-механических свойств, что делает изоляцию некачественной.

Наиболее близкой к предлагаемому решению по назначению и технической сущности является эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащая, мас.%:

Углеводородную жидкость 74-90 Остатки кубовые при производстве   аминов С₁₇-С₂₀ 3-5 Неорганическую соль алюминия 2-4 Воду Остальное

(Патент РФ №2186959, кл. Е21В 43/22, 2002 г.).

Основным недостатком известного состава является характерная для всех эмульсий подвижность при значительных депрессиях на пласт, возникающих при вводе скважины в эксплуатацию после проведения ОПЗ. Поскольку данная эмульсия обладает тиксотропными свойствами, то проявление этого эффекта будет более значительным.

Основой настоящего изобретения является задача создания эффективного реагента для изоляции водопритока в скважине с терригенными и карбонатными коллекторами.

Поставленная задача решается так, что состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородными радикалами C₈-С₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем содержании компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия 1-6 указанный выше   Углеводородный растворитель 10-30 Алюмохлорид 10-30 Вода Остальное

Продукт взаимодействия получают путем нагревания до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом

C₈-C₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно.

В качестве алканоламина используют моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84) или диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91) или триэтаноламин марки В (ТУ 6-02-916-79).

В качестве жирных кислот используют, например, талловое масло, растительное масло (соевое, пальмовое, рапсовое, кокосовое, льняное, касторовое, хлопковое), а также смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₈-С₂₄.

Продукт взаимодействия моноэтаноламина и смеси жирных кислот представляет собой мазеобразное вещество от коричневого до темно-коричневого цвета с температурой плавления 40-60°С.

Продукт взаимодействия диэтаноламина (триэтаноламин) и смеси жирных кислот представляет собой вязкую жидкость от темно-желтого до коричневого цвета. Плотность при 20°С - 930-960 кг/м³.

Примеры приготовления ПВ.

Пример 1. В реактор емкостью 2000 л, оснащенный мешалкой и сливным устройством на дне, загружают 700 кг (0,79 моль) нерафинированного рапсового масла с содержанием свободных жирных кислот 2,35% и при перемешивании подают 174,5 кг (2,86 моль) моноэтаноламина (1:3,6). Температуру в реакторе доводят до 130°С и перемешивают при заданной температуре в течение 5 часов. После чего реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии по свободным аминам составляет 96% (образец 1, табл.1).

Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,15 моль) таллового масла с кислотным числом 168,1 мг КОН /г и 13 г (0,21 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают при перемешивании до 150°С и ведут процесс в течение 4 часов. Затем полученный продукт охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии равна 74% (образец 2, табл.1)

Пример 3. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,17 моль) смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда фракций C₁₆-C₂₂ с кислотным числом 180,6 мг КОН/г и при перемешивании добавляют 14 г (0,23 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают до 120°С и выдерживают в течение 6 часов. По окончании процесса реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии составляет 97% (образец 3, табл.1).

Примеры 4-9. Проводят аналогично. В качестве алканоламина используют диэтаноламин или триэтаноламин. Технологические параметры полученого продукта взаимодействия и мольные соотношения реагентов представлены в табл.1.

Таблица 1 № образца Исходное сырье Мольное соотношение Температура, °С Длительность, ч Степень конверсии, %   Рапсовое масло 0,79 130 5 96 1 Моноэтаноламин 2,68       2 Талловое масло 0,15 150 4 74   Моноэтаноламин 0,21       3 Смесь жирных   120 6 97   кислот фракции           С₁₆-С₂₂ 0,17         Моноэтаноламин 0,23       4 Рапсовое масло 1 130 5 79   Диэтаноламин 3,6       5 Талловое масло 1 150 4 99   Диэтаноламин 1,4       6 Смесь жирных   120 6 89   кислот фракции C₁₆-C₂₂ 1         Диэтаноламин 1,4       7 Рапсовое масло 1 130 5 77   Триэтаноламин 4       8 Талловое масло 1 150 4 80   Триэтаноламин 2       9 Смесь жирных   120 6 91   кислот фракции           C₁₆-C₂₂ 1         Триэтаноламин 1      

В качестве углеводородной жидкости используют, например, низкозастывающие фракции или товарные среднедистиллятные топлива:

например, топливо для реактивных двигателей марок ТС-1, РТ по ГОСТ 10227-86, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, нефрас-С4-15 5/200 по ГОСТ 3134-78, нефрас-А-130/150 по ГОСТ 10214-78.

Состав готовят смешением компонентов в заявленных соотношениях (см. пример 3-10 в табл.№2 и 3).

Вариантом приготовления состава является смешение эмульгатора инвертных эмульсий (смесь ПВ с углеводородным растворителем в заданных в составе соотношениях), который берут согласно ТУ 2458-309-05765670-2005 и водного раствора алюмохлорида, который берут согласно ТУ 38.102163-84 и который представляет собой отход производства в виде насыщенного водного раствора светло-желтого или серо-зеленого оттенка, плотностью 1181…1247 кг/м³. Содержание основного вещества 200…300 кг/м³, рН раствора 0,6…2,0 температура замерзания 40°С (см. пример №11-18, табл.3)

В таблицах 2-3 представлены составы и их свойства.

Из представленных в таблицах 2, 3 данных видно, что заявленный состав обладает улучшенными структурно-механическими свойствами и повышенной термостабильностью. Состав имеет хорошую эмульгирующую способность при взаимодействии с пластовой водой.

Таблица 2 № п/п Ингредиенты, мас.% Условная вязкость, с Статическое напряжение сдвига, дПа Термостабиль ность, °С Продукт взаимодействия Углеводородная жидкость Хлорид алюминия Вода θ 2 часа θ 1 сут θ 3 сут θ 30 сут прототип   ПАВ (нефть) ρ=908 кг/м³   ρ=1000 кг/м³             1 4 80 4 12 265 48 90 360 370 110 2 4 85 1 10 280 40 - 114   95 Состав по патенту     (Реактивное топливо) ρ=775 кг/м³   ρ=1000 кг/м             3 1,0 10,0 10,0 79 253 30 157 390 523 110 4 2,0 20,0 15,0 63 259 34 210 320 490 110 5 3,0 25,0 20,0 52 210 27 186 290 512 120 6 6,0 30,0 30,0 34 265 25 175 280 532 120     (Дизельное топливо) ρ=860 кг/м³   ρ=1000 кг/м³             7 1,0 10,0 10.0 79 258 28 160 410 535 110 8 2,0, 20,0 15,0 63 267 26 180 380 510 110 9 3,0 25,0 20,0 52 310 23 210 440 610 120 10 6,0 30,0 30,0 34 350 21 225 455 595 120

Таблица 3 № п/п Ингредиенты, мас.% Условная вязкость, с Статическое напряжение сдвига, дПа Термостабильность, °С Эмульгатор инвертных эмульсий Водный раствор хлорида алюминия θ 2 часа θ 1 сут θ 3 сут θ 30 сут   (Реактивное топливо) ρ=775 кг/м³               1 11, 0 89,0 268 38 161 410 541 110 2 22,0 78,0 273 40 221 332 515 110 3 27,0 73,0 229 31 195 312 531 120 4 36, 0 64,0 288 28 188 295 540 120   (Дизельное топливо) ρ=860 кг/м³               5 11,0 89,0 296 29 167 430 547 110 6 22,0 78,0 299 28 188 405 517 110 7 27,0 73,0 345 28 220 455 622 120 8 36,0 64,0 368 26 232 464 612 120

Состав может быть использован для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов заводнением и для снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами. Технический результат - повышение термостабильности состава. Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества, содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C₈-C₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный продукт 1-6, углеводородная жидкость 10-30, алюмохлорид 10-30, вода остальное. 3 табл.

Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное ещество, неорганическую соль алюминия и воду, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 ч при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₈-С₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный продукт 1-6 Углеводородная жидкость 10-30 Алюмохлорид 10-30 Вода Остальное