ВОДОИЗОЛИРУЮЩИЙ СОСТАВ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2018 года по МПК E21B33/138 C09K8/508 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в добывающих скважинах и регулирования охвата пласта и профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав для изоляции водопритока к скважинам (патент RU №2076202, МПК Е21В 33/138, 43/22, опубл. 27.03.1997 в бюл. №9), содержащий соли алюминия, карбамид, воду, полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Полиакриламид 0,5-2,5 хлорид алюминия 0,4-17,0 карбамид 1,5-30,0 вода остальное

Недостатком известного состава является гелеобразование при температуре 90°С, это происходит из-за того, что реакция гидролиза карбамида, приводящая к повышению рН раствора и образованию геля гидроксида алюминия, протекает при температуре выше 50°С.

Наиболее близким аналогом является гелеобразующий состав для изоляции водопритока добывающей скважины (патент RU №2348792, МПК Е21В 33/138, С09К 8/508, опубл. 10.03.2009 в бюл. №7), полученный смешением соли алюминия, инициатора гелеобразования, добавки и воды. В качестве соли алюминия в составе используют пентагидроксохлорид алюминия, инициатора гелеобразования - карбамид, добавки – полиакриламид, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

пентагидроксохлорид алюминия 3-6 карбамид 7-14 полиакриламид 0,25-0,5 вода остальное

Реакция гидролиза карбамида протекает при высоких температурах (для полного гидролиза необходима температура ≈ 200°С). Частичный гидролиз карбамида при температуре 70°С, приводящий к повышению рН раствора, является достаточным для протекания гидролиза пятиосновной соли - пентагидроксохлорида алюминия, ведущего к гелеобразованию известного состава. Условия низкотемпературных скважин (20-40°С) недостаточны для гидролиза соли алюминия, что является недостатком известного гелеобразующего состава.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности и технологичности водоизолирующего состава за счет гелеобразования при низкой пластовой температуре и всесезонности его использования из-за возможности приготовления на пластовой минерализованной воде.

Техническая задача решается водоизолирующим составом, содержащим соль алюминия, инициатор гелеобразования, добавку и воду.

По первому варианту новым является то, что в качестве соли алюминия используют полиалюминия хлорид, в качестве инициатора гелеобразования - кремнефтористый натрий, в качестве добавки - уксуснокислый натрий, в качестве воды - воду пресную, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

полиалюминия хлорид 8-10 кремнефтористый натрий 1,6-2 уксуснокислый натрий 0,6-2 вода пресная остальное

По второму варианту новым является то, что в качестве соли алюминия используют полиалюминия хлорид, в качестве инициатора гелеобразования - кремнефтористый натрий, в качестве добавки - уксуснокислый натрий, в качестве воды - воду плотностью 1180 кг/м³, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

полиалюминия хлорид 8-10 кремнефтористый натрий 1,8-2 уксуснокислый натрий 0,2-1,2 вода плотностью 1180 кг/м³ остальное

Для приготовления водоизолирующего состава используют компоненты:

- полиалюминия хлорид - представляет собой порошок светло-желтого цвета с рН=3,5-5, с массовой долей оксида алюминия (Al₂O₃) не менее 30%, массовой долей не растворимого в воде остатка - не более 0,5%;

- кремнефтористый натрий (гексафторосиликат натрия - Na₂SiF₆) - представляет собой белый кристаллический порошок, пожаро- и взрывобезопасный;

- уксуснокислый натрий (CH₃COONa) - натриевая соль уксусной кислоты - представляет собой порошок белого цвета с растворимостью в воде 76 г/100 мл, производится и применяется в промышленных масштабах;

- воду пресную или минерализованную плотностью 1180 кг/м³.

Сущность изобретения состоит в создании технологичного водоизолирующего состава для низкой пластовой температуры. Ввиду того, что состав готовится не только в пресной, но и в минерализованной воде плотностью 1180 кг/м³, которая не замерзает при температуре выше минус 20°С, возможно всесезонное использование состава. Кремнефтористый натрий является инициатором гелеобразования полиалюминия хлорида, он способствует образованию геля гидроксида алюминия. Уксуснокислый натрий в составе выполняет функцию замедлителя гелеобразования. При закачивании состава в скважину формируется водоизоляционный экран не только при гелеобразовании состава, но и дополнительно за счет взаимодействия полиалюминия хлорида с карбонатной составляющей породы.

В лабораторных условиях водоизолирующий состав готовят следующим образом.

При температуре 20±2°С в стеклянные стаканы наливают расчетное количество пресной или минерализованной воды, вносят навеску полиалюминия хлорида и перемешивают до его растворения. Взвешивают расчетное количество кремнефтористого натрия и уксуснокислого натрия и добавляют их в раствор полиалюминия хлорида. Водоизолирующий состав перемешивают и оставляют на гелеобразование. Оптимальное количество полиалюминия хлорида, кремнефтористого натрия и уксуснокислого натрия определено опытным путем. Результаты гелеобразования водоизолирующего состава представлены в таблице 1.

Пример приготовления водоизолирующего состава. Опыт №7. При температуре 22°С в стеклянный стакан объемом 100 мл наливают 87 г (87 мас. %) пресной воды, вносят 10,0 г (10,0 мас. %) полиалюминия хлорида и перемешивают до растворения, далее при перемешивании добавляют 2,0 г (2,0 мас. %) кремнефтористого натрия и 1,0 г (1,0 мас. %) уксуснокислого натрия. После перемешивания водоизолирующий состав оставляют на гелеобразование. Водоизолирующий состав, приготовленный таким образом, имеет время гелеобразования 3 ч 50 мин. Остальные водоизолирующие составы по таблице готовят аналогично опыту №7.

Составы, приготовленные при запредельных значениях исходных компонентов, имеют короткое время гелеобразования или гель не образуется: опыты 1, 5, 10, 11, 20 - гель не образуется, опыт 6 - короткое время гелеобразования (1 ч 50 мин), опыт 15 - 0,1% мас. уксуснокислого натрия не влияет на время гелеобразования водоизолирующего состава (для подтверждения этого вывода проведен опыт 14, где время гелеобразования то же, хотя в водоизолирующем составе нет уксуснокислого натрия).

Максимальное время гелеобразования водоизолирующего состава по первому варианту составляет 12 ч 30 мин, по второму варианту - 18 ч, минимальное время гелеобразования водоизолирующего состава по первому варианту составляет 2 ч 15 мин, по второму варианту - 5 ч 40 мин.

Таким образом, получен эффективный и технологичный водоизолирующий состав для низких пластовых температур, используемый всесезонно из-за возможности его приготовления не только на пресной, но и на минерализованной воде плотностью 1180 кг/м³.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в добывающих скважинах и регулирования охвата пласта и профиля приемистости нагнетательных скважин. По первому варианту водоизолирующий состав содержит соль алюминия, инициатор гелеобразования, добавку и воду. В качестве соли алюминия используют 8-10 мас.% полиалюминия хлорида, в качестве инициатора гелеобразования - 1,6-2 мас.% кремнефтористого натрия, в качестве добавки - 0,6-2 мас.% уксуснокислого натрия, в качестве воды - воду пресную остальное. По второму варианту используют 8-10 мас.% полиалюминия хлорида, 1,8-2 мас.% кремнефтористого натрия, 0,2-1,2 мас.% уксуснокислого натрия, в качестве воды - воду плотностью 1180 кг/м³ остальное. Техническим результатом является повышение эффективности и технологичности водоизолирующего состава за счет гелеобразования при низкой пластовой температуре и всесезонности его использования из-за возможности приготовления на пластовой минерализованной воде. 2 н.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

1. Водоизолирующий состав, содержащий соль алюминия, инициатор гелеобразования, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия используют полиалюминия хлорид, в качестве инициатора гелеобразования - кремнефтористый натрий, в качестве добавки - уксуснокислый натрий, в качестве воды - воду пресную, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

полиалюминия хлорид 8-10 кремнефтористый натрий 1,6-2 уксуснокислый натрий 0,6-2 вода пресная остальное

2. Водоизолирующий состав, содержащий соль алюминия, инициатор гелеобразования, добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия используют полиалюминия хлорид, в качестве инициатора гелеобразования - кремнефтористый натрий, в качестве добавки - уксуснокислый натрий, в качестве воды - воду плотностью 1180 кг/м³, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

полиалюминия хлорид 8-10 кремнефтористый натрий 1,8-2 уксуснокислый натрий 0,2-1,2 вода плотностью 1180 кг/м³ остальное