СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕДОБЫЧИ Российский патент 2020 года по МПК C09K8/90 

Изобретение относится к изоляционным работам и повышению нефтеотдачи обводненных пластов при эксплуатации газонефтяных скважин. Обеспечивает повышение нефтеотдачи пластов за счет перераспределения фильтрационных потоков нагнетаемых вод в пласте и подключения в разработку ранее недренируемых низкопроницаемых нефтенасыщенных зон пласта.

Известен гелеобразующий состав для выравнивания профилей приемистости, содержащий силикат натрия, гипан, муку древесную и ПАВ (RU патент №2232257, кл. Е21В 43/22, 2004). Недостатком данного состава является низкая эффективность вследствие низких прочностных свойств состава и чувствительность к минерализации пластовой воды.

Известен состав для повышения нефтедобычи, содержащий, масс. %: ксантан 0,05-0,5, полиакриламид 0,025-2,00, ацетат хрома 0,005-0,2, бактерицид 0,03-0,3, щелочь 0,005-0,1, воду остальное (RU патент №2347897, кл. Е21В 43/22, 2009). Недостатком этой композиции является высокая механическая, термическая и химическая деструкция полиакриламида и снижение вследствие этого эффективности состава.

Известен состав для повышения нефтедобычи, содержащий, масс. %: ксантан 0,05-0,3; ацетат хрома и/или хромкалиевые квасцы 0,005-0,2; оксиэтилированный алкилфенол АФ₉-6 0,5-1,0; вода с минерализацией от 0,5 г/л до 100 г/л остальное. При закачке состава в добывающую скважину с высокой приемистостью состав дополнительно содержит наполнитель в количестве 0,025-3%, в качестве которого применяют древесную муку. (RU патент №2285785 кл. Е21В 33/138, 2006).

К недостаткам данного состава относится его низкая технологичность в применении на скважине. Требуется строгое дозирование компонентов в полевых промысловых условиях, что усложняет требования к технологическому оборудованию. Использование в качестве сшивателя ксантана водного раствора ацетата хрома (III) также требует наличия дополнительного дозировочного агрегата. Все компоненты состава не могут быть заблаговременно объединены в один состав, так как каждый из них дозируется отдельно для перемешивания и приготовления состава, который в дальнейшем закачивается в скважину. Существенным недостатком является использование неионогенных ПАВ, в частности АФ₉-6, который легко разлагается в геолого-физических условиях нефтяного пласта под действием минерализованных вод и солей двух-трехвалентных металлов на алкилфенолы и оксиэтильные радикалы, что в конечном итоге приводит к потере свойств АФ₉-6, снижению смачиваемости нефтяного пласта, к снижению эффективности нефтевытеснения и, в целом, к низким прочностным свойствам состава. Наполнителем является древесная мука, которая в пластовых условиях набухает и перекрывает продуктивные зоны пласта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является состав для повышения нефтедобычи (RU патент №2592932 кл. Е21В 43/22, 2016), содержащий, масс. %: полимерный реагент AC-CSE-1313 марка А - 3,0-6,0, соляную кислоту или реагент CSE-0713 (на HCl) - 3,0-8,0, фторид аммония - 0,1-1,0, вода минерализованная - остальное.

К недостаткам данного состава относится низкая технологичность, низкая прочность образующего геля, сложность проведения технологического процесса закачки рабочего раствора на скважинах.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение эффективности и технологичности состава, расширение ресурсов сырья.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что армированный состав для повышения нефтедобычи, включающий полимерный реагент AC-CSE-1313 марка А, кислоту и воду минерализованную, содержит в качестве кислоты сульфаминовую кислоту и дополнительно - карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ) и поверхностно-активное вещество - ПАВ Сульфонол при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Реагент AC-CSE-1313 марка А 0,1-1,35 Сульфаминовая кислота 0,1-1,35 Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) 0,03-0,1 Сульфонол 0,07-0,2 Вода минерализованная остальное,

причем состав получен затворением водой сухой смеси указанных реагентов, содержащей масс. %:

Реагент AC-CSE-1313 марка А 33,3-45,0 Сульфаминовая кислота 33,3-45,0 Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) 4,0-10,0 Сульфонол 6,0-23,4

при следующем их соотношении, масс. %:

указанная сухая смесь реагентов 0,3-3,0 вода минерализованная остальное

Реагент «AC-CSE-1313» марка А выпускается ООО МПК «ХимСервисИнжиниринг» по ТУ 2458-013-66875473-2013 с изм. №1, 2 и представляет собой квасцы состава Na₃RAl₄SiO₁₆, где R - натриевая соль гидролизованного полиакрилонитрила. Технические условия разработаны и введены с 29.11.2013 г. Внешний вид реагента AC-CSE-1313 марка А - порошкообразная смесь от белого до серого цвета с насыпной плотностью не менее 0,2 г/см³, массовая доля влаги - не более 5%. Реагент хорошо растворим в пластовых водах.

Сульфаминовая кислота выпускается по ТУ 2121-083-05800142-2011, дата принятия 26.12.2011 г., следующие показатели по техническим условиям: внешний вид - порошок, от белого до светло-серого цвета, массовая доля сульфаминовой кислоты - не менее 99,5%, массовая доля нерастворимых в воде примесей - не более 0,08%.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - термостойкий реагент отечественного производства, выпускается по ТУ 2231-009-32957739-2009 (дата введения в 2009 г. ). Показатели по техническим условиям: внешний вид

- порошкообразный или волокнистый материал от белого до кремового цвета; степень замещения по карбоксиметильным группам - 0,75-0,90; растворимость в воде - не менее 97,0%; показатель активности ионов водорода (рН) водного раствора с массовой долей 1% при температуре 20°С - 8,0; массовая доля основного вещества в абсолютно сухом техническом продукте

- не менее 48%.

Для снижения вязкости образующегося рабочего раствора, повышения технологических свойств состава в процессе закачки и дальнейшей его фильтрации, используется поверхностно-активное вещество (анионактивное ПАВ) сульфонол. Сульфонол выпускается по ТУ 2481-009-14331137-2011, представляет собой порошкообразное вещество, цвет варьируется от белого до коричневого; массовая доля алкилбензолсульфонатов натрия (активного вещества) - не менее 80%; массовая доля несульфированных углеводородов (по активному веществу) - не более 2,5%; массовая доля влаги - не более 2%; массовая доля железа (по активному веществу) - не более 0,3%; показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора с массовой долей 1% (по активному веществу), в пределах - 7,5-11,0; насыпная плотность - 290-480 кг/м³.

Все используемые реагенты описываемого состава являются порошкообразными. Вода - любой минерализации. Используемый состав реагентов не чувствителен к минерализации воды.

В лабораторных условиях стандартными способами определяли вязкость гелеобразующих составов. Рабочий раствор готовили смешением его компонентов, преимущественно, следующим образом: исходные компоненты предварительно смешивали в керамической чаше, затем в течение 5 минут загружали в раствор модели пластовой воды. Полученный раствор перемешивали в течение 60 мин на максимальных оборотах мешалки. Затем раствор подвергали гелированию при температуре 85°С в течение 24 часов, после чего замерялась вязкость гелиевых систем с помощью вибрационного вискозиметра «SV-10A».

Пример 1. Состав содержит, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 0,1; сульфаминовая кислота - 0,1; КМЦ - 0,03; сульфонол - 0,07 и вода с минерализацией 5 г/л - 99,7. Вязкость составила 3490 мПа⋅с. Состав получен перемешиванием сухой смеси реагентов, содержащей, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 33,3; сульфаминовая кислота - 33,3; КМЦ - 10,0; сульфонол - 23,4. Получаемый вязкопластичный гель не деформируется при встряхивании колбы, после перемешивания сохраняется его армированная структура.

Пример 2. Состав содержит, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 0,18; сульфаминовая кислота - 0,18; КМЦ - 0,06; сульфонол - 0,11 и вода с минерализацией 20 г/л - 99,47. Вязкость составила 7750 мПа⋅с. Состав получен перемешиванием сухой смеси реагентов, содержащей, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 34,0; сульфаминовая кислота - 34,0; КМЦ - 11,2; сульфонол - 20,8. Получаемый вязкопластичный гель не деформируется при встряхивании колбы, после перемешивания сохраняется его армированная структура.

Пример 3. Состав содержит, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 0,31; сульфаминовая кислота - 0,31; КМЦ - 0,08; сульфонол - 0,14 и вода с минерализацией 60 г/л -99,16. Вязкость составила 9870 мПа⋅с. Состав получен перемешиванием сухой смеси реагентов, содержащей, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 37,0; сульфаминовая кислота - 37,0; КМЦ - 9,5; сульфонол - 16,5. Получаемый гель относится к «звенящим гелям», не деформируется при встряхивании колбы, после перемешивания сохраняет армированную структуру.

Пример 4. Состав содержит, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 0,59; сульфаминовая кислота - 0,59; КМЦ - 0,1; сульфонол - 0,16 и вода с минерализацией 60 г/л -98,56. Вязкость составила 11500 мПа⋅с. Состав получен перемешиванием сухой смеси реагентов, содержащей, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 41,0; сульфаминовая кислота - 41,0; КМЦ - 6,9; сульфонол - 11,1. Получаемый гель относится к «звенящим гелям», не деформируется при встряхивании колбы, после перемешивания сохраняет структуру.

Пример 5. Состав содержит, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 1,35; сульфаминовая кислота - 1,35; КМЦ - 0,12; сульфонол - 0,18 и вода с минерализацией 60 г/л -97,0. Вязкость составила 13000 мПа⋅с. Состав получен перемешиванием сухой смеси реагентов, содержащей, масс. %: реагент AC-CSE-1313 марка А - 45,0; сульфаминовая кислота - 45,0; КМЦ - 4,0; сульфонол - 6. Получаемый гель относится к «звенящим гелям», не деформируется при встряхивании колбы, после перемешивания сохраняет структуру.

Пример 6 - Прототип.

Состав на основе реагента AC-CSE-1313 марка А, соляной кислоты и фторида аммония готовят следующим образом. В термостойкой стеклянной колбе объемом 250 мл с пластовой водой с минерализацией 100 мг/л смешивают 37%-ю соляную кислоту до получения раствора, содержащего HCl 8 масс. %, затем при перемешивании механической мешалкой насыпают реагент AC-CSE-1313 марка А. Через 20 минут в рабочую смесь добавляют фторид аммония. Полученная таким образом смесь перемешивается в течение 40 минут и помещается в сушильный шкаф с температурой 85°С. Вязкость геля составила 2700 мПа⋅с. Полученный гель при механическом воздействии разделяется на отдельные вязкопластичные части.

Предлагаемый состав имеет ряд преимуществ перед известными:

1. Термостабильность получаемых гелей;

2. Образование прочного водоизолирующего экрана при любой минерализации воды;

3. Отсутствие механической и химической деструкции;

4. Расширение технологических возможностей и сокращение экономических затрат;

5. Возможность транспортировки всех компонентов состава в единой мешко-таре;

Таким образом, приведенные результаты испытания состава, содержащего реагент AC-CSE-1313 марка А, карбоксиметилцеллюлозу, сульфаминовую кислоту, сульфонол и минерализованную воду, при заявленных значениях их соотношения, свидетельствуют о возможности получения гелей, обладающих высокой прочностью и приемлемыми для практики вариациями закачиваемых объемов для проведения болыпеобъемных закачек (технология SPA-Well и др.).

Изобретение относится к изоляционным работам и повышению нефтеотдачи обводненных пластов при эксплуатации газонефтяных скважин. Состав для повышения нефтедобычи, включающий полимерный реагент «AC-CSE-1313» марка А, кислоту и воду минерализованную, содержит в качестве кислоты сульфаминовую кислоту и дополнительно - карбоксиметилцеллюлозу и сульфонол при следующем соотношении компонентов, вес. %: реагент AC-CSE-1313 марка А 0,1-1,35, сульфаминовая кислота 0,1-1,35, карбоксиметилцеллюлоза 0,03-0,1, сульфонол 0,07-0,2, вода минерализованная остальное. Изобретение развито в зависимом пункте. Технический результат – повышение эффективности и технологичности состава, расширение ресурсов сырья. 1 з.п. ф-лы, 6 пр.

1. Состав для повышения нефтедобычи, включающий полимерный реагент «AC-CSE-1313» марка А, кислоту и воду минерализованную, отличающийся тем, что содержит в качестве кислоты сульфаминовую кислоту и дополнительно - карбоксиметилцеллюлозу КМЦ и сульфонол при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Реагент AC-CSE-1313 марка А 0,1-1,35 Сульфаминовая кислота 0,1-1,35 Карбоксиметилцеллюлоза 0,03-0,1 Сульфонол 0,07-0,2

Вода минерализованнаяОстальное

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что получен затворением указанной водой сухой смеси указанных реагентов, содержащей мас. %:

Реагент AC-CSE-1313 марка А 33,3-45,0 Сульфаминовая кислота 33,3-45,0 Карбоксиметилцеллюлоза - КМЦ 4,0-10,0 Сульфонол 6,0-23,4

при следующем их соотношении, мас. %:

Указанная сухая смесь реагентов 0,3-3,0 Вода минерализованная Остальное