СОСТАВ УТЯЖЕЛЕННОЙ ПОЛИСАХАРИДНОЙ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ СКВАЖИН Российский патент 2015 года по МПК C09K8/42 

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения и консервации скважин и способам их приготовления и применения, к составам буровых растворов, жидкостей для перфорации и гравийной набивки, жидкостей для гидравлического разрыва пласта.

Известен состав [1] жидкости для глушения скважин (аналог), включающий поверхностно-активное вещество (ПАВ), хлористый калий, гидрокси-этилкарбоксиметилкрахмал, конденсированную сульфитноспиртовую барду, мел и воду при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Поверхностно-активное вещество 0,5 Хлористый калий 5,0 Гидроксиэтилкарбоксиметилкрахмал 3,0-4,0 Конденсированная сульфитноспиртовая барда 0,5-1,0 Мел 3,0 Вода остальное

Недостатком данного состава является использование твердой фазы (мела) в качестве понизителя фильтрации, который может кольматировать поровое пространство коллектора, а плотность состава ограничена плотностью хлорида калия (не может превышать 1150 кг/м³).

Известен состав [2] полисахаридного геля для глушения скважин, содержащий пресную или минерализованную воду, полисахаридный загуститель, борный сшиватель, диэтаноламин, четвертичные аммониевые соединения и смесь неионогенного и анионоактивного ПАВ - Нефтенол ВВД, представляющий собой смесь водорастворимых оксиэтилированных алкилфенолов и их сульфоэтоксилатов в форме натриевых солей или солей с три-этаноламином, в количестве 0,1-0,5 кг на 1000 л воды - основы геля, а также способ его приготовления, включающий растворение и гидратацию полисахаридного загустителя в пресной или минерализованной воде, представленной преимущественно растворами одновалентных катионов, с последующей обработкой полученного раствора полисахарида водным раствором, включающим борный сшиватель, диэтаноламин, четвертичные аммониевые соединения и смесь неионогенного и анионоактивного ПАВ - Нефтенол ВВД (прототип).

Недостатком приведенного состава является то, что он не может быть успешно применен в качестве жидкости глушения скважин с высоким пластовым давлением, т.к. его плотность ограничена плотностью насыщенного раствора хлорида калия (1150 кг/м³), из-за невозможности применения для его приготовления растворов солей с многовалентными катионами.

Изобретение направлено на создание состава жидкости глушения на полисахаридной основе, обладающего повышенной плотностью (до 1570 кг/м³), а также низкой фильтрацией, что предотвратит кольматацию коллектора и позволит легко освоить скважину после проведения в ней ремонтных работ.

Результат достигается использованием в качестве полисахаридного загустителя ксантанового полимера с добавкой гидроксипропилгуара (биополимер «Биомикс Плюс») и смеси неорганических солей.

Признаками изобретения «Состав утяжеленной полисахаридной жидкости для глушения скважин и способ его приготовления» являются:

1. Минерализованная вода.

2. В качестве минерализованной воды используется раствор хлорида кальция.

3. В качестве минерализованной воды используется раствор нитрата кальция.

4. В качестве минерализованной воды используется раствор хлорида кальция и нитрата кальция.

5. Полисахаридный загуститель.

6. В качестве полисахаридного загустителя используется биополимер «Биомикс Плюс».

7. Биоцид.

8. В качестве биоцида используется биоцид «Биолан».

Признаки 1, 5 являются общими с прототипом, а признаки 2-4, 6-8 - существенными отличительными признаками изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается состав утяжеленной полисахаридной жидкости для глушения скважин, содержащий минерализованную воду, полученную растворением в пресной воде минеральных солей и полисахаридный загуститель, при этом в качестве минеральных солей используется хлорид кальция и/или нитрат кальция, в качестве полисахаридного загустителя применяется Биополимер «Биомикс Плюс», а дополнительно состав содержит Биоцид «Биолан» при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Биоцид «Биолан» 0,001-0,010 Полисахаридный загуститель   Биополимер «Биомикс Плюс» 0,3-1,5 Хлорид кальция 0,0-35,0 Нитрат кальция 0,0-60,0 Пресная вода остальное

Для исследований использовались:

1. Вода пресная.

2. Минеральные соли:

- хлористый кальций, ГОСТ 450-77;

- нитрат кальция, ТУ У6-13441912.004-99;

- хлорид калия, ГОСТ 4568-95.

3. Полисахаридный загуститель:

- Биополимер «Биомикс Плюс», ТУ 2499-075-54651030-2010, представляющий собой ксантановый биополимер с добавкой гидроксипропилгуара.

4. Биоцид «Биолан», ТУ 2458-008-54651030-2005, представляющий собой водноспиртовый раствор продукта бромирования нитрила малоновой кислоты с массовой долей основного вещества в пределах 15-17%.

5. Сшиватель - тетраборат натрия десятиводный, ГОСТ 4199-76.

6. Диэтаноламин (ч), ТУ 6-09-2652-91.

7. Гидрофобизатор Нефтенол ГФ, ТУ 2484-035-17197708-97, представляющий собой водный раствор четвертичных аммониевых солей - продуктов конденсации третичных аминов и бензилхлорида.

8. Комплексный ПАВ Нефтенол ВВД, ТУ 2483-015-17197708-97, представляющий собой смесь водорастворимых оксиэтилированных алкилфенолов и их сульфоэтоксилатов в форме натриевых солей или солей с триэтаноламином.

Примеры приготовления утяжеленной полисахаридной жидкости в лабораторных условиях:

Пример 1

Готовится 996,99 г минерализованной воды плотностью 1,5700 г/см³, из расчета 600,0 г (60,0 масс. %) Ca(NO₃)₂ в 396,99 г (39,699 масс. %) пресной воды. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке одновременно вводится 0,01 г (0,001 масс. %) биоцида «Биолан» и 3,0 г (0,3 масс. %) биополимера «Биомикс Плюс», после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации биополимера «Биомикс Плюс».

Пример 2

Готовится 994,98 г минерализованной воды плотностью 1,2370 г/см³, из расчета 300,0 г (30,0 масс. %) Ca(NO₃)₂ в 694,98 г (69,498 масс. %) пресной воды. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке одновременно вводится 0,02 г (0,002 масс. %) биоцида «Биолан» и 5,0 г (0,5 масс. %) биополимера «Биомикс Плюс», после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации биополимера «Биомикс Плюс».

Пример 3

Готовится 989,95 г минерализованной воды плотностью 1,4500 г/см³, из расчета 200,0 г (20,0 масс. %) CaCl₂ и 300,0 г (30,0 масс. %) Ca(NO₃)₂ в 489,95 г (48,995 масс. %) пресной воды. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке одновременно вводится 0,05 г (0,005 масс. %) биоцида «Биолан» и 10,0 г (1,0 масс. %) биополимера «Биомикс Плюс», после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации биополимера «Биомикс Плюс».

Пример 4

Готовится 992,97 г минерализованной воды плотностью 1,1530 г/см³, из расчета 175,0 г (17,5 масс. %) CaCl₂ в 817,97 г (81,797 масс. %) пресной воды. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке одновременно вводится 0,03 г (0,003 масс. %) биоцида «Биолан» и 7,0 г (0,7 масс. %) биополимера «Биомикс Плюс», после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации биополимера «Биомикс Плюс».

Пример 5

Готовится 984,9 г минерализованной воды плотностью 1,2700 г/см³, из расчета 350,0 г (35,0 масс. %) CaCl₂ в 634,9 г (63,49 масс. %) пресной воды. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке одновременно вводится 0,1 г (0,01 масс. %) биоцида «Биолан» и 15,0 г (1,5 масс. %) биополимера «Биомикс Плюс», после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации биополимера «Биомикс Плюс».

Пример 6 (прототип)

Готовится 1150 г минерализованной воды плотностью 1,1500 г/см³, из расчета 255,3 г KCl на 894,7 г пресной воды.

В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке вводится 4,0 г гидроксипропилгуара, после чего полученный раствор перемешивается до полной гидратации полисахарида, а затем, не прекращая перемешивания, последовательно вводится 0,5 г гидрофобизатора Нефтенола ГФ, 0,2 г диэтаноламина и 0,4 г десятиводного тетрабората натрия в растворе глицерина, после чего полученный гель перемешивается еще в течение 1÷2 минут до полной сшивки.

Количество минеральных солей в составе определяется необходимой плотностью состава и максимальной растворимостью хлорида кальция, а в случае применения нитрата кальция вязкостью полученного раствора.

Количество биополимера «Биомикс Плюс» определяется необходимой вязкостью жидкости глушения.

Количество биоцида «Биолан» определяется способностью, в предлагаемом диапазоне концентраций, препятствовать бактериальному заражению состава.

На фильтр-прессе высокого давления и температуры (FANN) исследовалась фильтрация полученных составов при температуре 80°C и давлении 100 psi. Также исследовалась эффективная вязкость составов на вискозиметре Farm 35 при температурах 25°C и 80°C.

В таблице 2 представлены результаты проведенных исследований.

Из таблицы следует, что предлагаемый состав обладает более низкой фильтратоотдачей и более высокой эффективной вязкостью в сравнении с прототипом.

Для приготовления утяжеленной полисахаридной жидкости для глушения скважин в полевых условиях используется следующее нефтепромысловое оборудование:

- цементировочный агрегат ЦА-320 (1 шт. )*;

- ППУ;

- автоцистерна на 6-8 м³ (1 шт. )*;

- эжектор для введения реагентов.

*) Цементировочный агрегат и автоцистерну может заменить кислотник (агрегат СИН-32).

В случае, если для приготовления утяжеленной полисахаридной жидкости используется хлорид кальция:

- в автоцистерну загружается приготовленный заранее на солерастворном узле раствор хлористого кальция необходимой плотности, раствор при помощи ППУ подогревается до 20-30°С, затем в него при перемешивании с помощью ЦА-320 через эжектор равномерно за один цикл перемешивания одновременно вводятся расчетные количества биоцида «Биолан», полисахаридного загустителя биополимер «Биомикс Плюс».

В случае, если для приготовления утяжеленной полисахаридной жидкости за основу берется раствор нитрата кальция:

- в автоцистерну загружается приготовленный заранее на солерастворном узле раствор нитрата кальция необходимой плотности, раствор при помощи ППУ подогревается до 20-30°C, затем в него при перемешивании с помощью ЦА-320 через эжектор равномерно за один цикл перемешивания одновременно вводятся расчетные количества биоцида «Биолан» и полисахаридного загустителя биополимер «Биомикс Плюс».

В случае, если для приготовления утяжеленной полисахаридной жидкости используется хлорид и нитрат кальция:

- в автоцистерну загружается приготовленный заранее на солерастворном узле раствор хлористого кальция необходимой плотности, раствор при помощи ППУ подогревается до 20-30°С, затем в него при перемешивании с помощью ЦА-320 через эжектор равномерно за один цикл перемешивания одновременно вводятся расчетные количества биоцида «Биолан», полисахаридного загустителя биополимер «Биомикс Плюс» и нитрата кальция.

После введения реагентов полученный раствор тщательно перемешивается до однородности.

Возможно применять несколько вариантов глушения:

- с полной заменой скважинной жидкости на утяжеленную полисахаридную жидкость глушения;

- с заменой скважинной жидкости на утяжеленную полисахаридную жидкость глушения на 200-300 метров выше интервала перфорации, а выше - на пластовую, или минерализованную воду.

При полной замене жидкости на утяжеленную полисахаридную жидкость глушения технология глушения аналогична технологии с использованием водных систем и отличается тем, что не возникает поглощений продуктивным пластом. Поэтому расход утяжеленной полисахаридной жидкости глушения не превышает объем ствола скважины.

При комбинированной замене скважинной жидкости расход утяжеленной полисахаридной жидкости глушения в 3-4 раза меньше, чем при полной замене. Объем утяжеленной полисахаридной жидкости глушения определяется расчетным путем с учетом объема зумпфа и оставлением стакана, перекрывающего интервал перфорации на 100-200 м.

Необходимое условие данной технологии - плотность утяжеленной полисахаридной жидкости глушения должна превышать на 20-50 кг/м³ плотность основной жидкости глушения (солевого раствора).

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать эффективный состав жидкости повышенной плотности для глушения скважин и способ его приготовления.

Источники информации

1. Патент РФ №2183735, Е21В 43/12 - аналог.

2. Патент РФ №2173772, Е 21В 43/26 - прототип.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для глушения скважин. Состав полисахаридного геля для глушения скважин, содержащий минерализованную воду, полученную растворением в пресной воде минеральных солей, и полисахаридный загуститель, содержит в качестве минеральной соли хлорид кальция и/или нитрат кальция, в качестве полисахаридного загустителя - биополимер «Биомикс Плюс» и дополнительно биоцид «Биолан» при следующем соотношении компонентов, масс. %: биоцид «Биолан» 0,001-0,010, биополимер «Биомикс Плюс» 0,3-1,5, хлорид кальция 0,0-35,0, нитрат кальция 0,0-60,0, пресная вода - остальное. Технический результат - повышение плотности, снижение фильтрации. 6 пр., 2 табл.

Состав полисахаридного геля для глушения скважин, содержащий минерализованную воду, полученную растворением в пресной воде минеральных солей, и полисахаридный загуститель, отличающийся тем, что он содержит в качестве минеральной соли хлорид кальция и/или нитрат кальция, в качестве полисахаридного загустителя - биополимер «Биомикс Плюс» и дополнительно - биоцид «Биолан» при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Биоцид «Биолан» 0,001-0,010 Полисахаридный загуститель -   биополимер «Биомикс Плюс» 0,3-1,5 Хлорид кальция 0,0-35,0 Нитрат кальция 0,0-60,0 Пресная вода остальное