Состав для изоляции водопритока в скважину Советский патент 1985 года по МПК E21B43/32 

СО

СХ) 4ib

00

ел , Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтедобьшаклцие скважины, для регу лирования профиля приемистости нагне тательных скважин. Известен состав для изоляции водо притока в скважину, содержащий воду, полиакрйлаьдад и сшивакнций агент соли поливалентных металлов неоргани ческих кислот, в частности сульфата хрома . Недостаток данного состава заключается в том, что гелеобразование пр исходит быстро и не во всем объеме водного раствора полиакриламида, с чем связана низкая эффективность гид роизоляции. Известен состав для изоляции водо притока в скважину, включакяций гидро лизованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасц и воду 2. . Недостатком известного состава являются низкие изоляционные свойств образующегося геля за счет активной адсорбции катиона хрома на породе, в результате чего сшивка молекул полиакриламида в водном растворе проте кает неглубоко. Увеличение же содержания калийхромовых квасцов в состав выше 0,03% приводит к быстрому образованию геля на поверхности, который нельзя закачать в пласт. Цель изобретения - улучшение изоляционных свойств состава. Поставленная цель достигается тем что состав для изоляции водопрнтока в скважину, включакаций гидролизованный полиакрил амид, спшвакяций компонент, содержащий хромовые квасцы, и воду, дополнительно содержит порошкообразный или гранулированный магний при следуняцем соотношении компонентов, мас.%: Гидролизованньй полиакриламид 0,05-1,0 Сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы 0,001-0,03 Порошкообразньй или гранулированньй магний 0,01-0,5 ВодаОстальное Причем в качестве сшивающего компонента, содержащего хромовые квасцы используют реактивные хромокалиевые квасцы и отходы от производства синтетических душистых веществ, содержа щие 50-65% хромонатриевых квасцов, 810% уксусной кислоты и серную кислоту остальное. При введении порошкообразного магния в водньй раствор гидролизованно- го полиакриламида и квасцов протекает реакци-я его с водой Mg+2H20 . Mg(OH)24+H2f в результате которой образуется труд-, норастворимая в воде коллоидная микродисперсия гидроокиси магния, которая дополнительно сшивает молекулы гидролизованного полиакриламида (помимо сшивки их трехвалентным хромом 2), повьш1ая тем самым прочность образующегося геля. Кроме того, рН водоизолирукнцего состава в результате, реакции магния с водой превышает 8 (табл.1), что приводит к полному участию трехвалентного хрома в сшивке молекул полиакриламида, а также к получению более прочного геля, чем по известному 2, по которому рН не превьш1ает 7 (табл.1) и, следовательно, только часть трехвалентного хрома сшивает полимер, а другая часть остается в ионизированном состоянии. Последнее обуславливает благоприятные условия для адсорбции трехвалентного хрома на породе пласта, т.е. к его потере для сшивки полимера, в результате при использовании известного состава гель получается малопрочный. Образующийся газообразный водород при реакции магния с водой способствует увеличению объема образовавшегося геля, что приводит в пластовых условиях к вдавливанию геля в микропоры и трещины (шероховатость) nopd- ды пласта, т.е. к более прочному удерживанию его в пористом пространстве, чем по известному 12j. Простейшие расчеты показьтают, что при добавлении к 1 м- известного состава 0,1% порошкообразного магния, т.е, 1000 г магния, и закачке в призабойную зону пласта с пластовыми параметрами 10,0 МПа и объем выделившегося водорода 2.1000 22,4.1(273+602 .. Гл 247Г 27Т00.273 J л, где 2 и 24,3 - мол. вес водорода и ат. вес магния, соответственно-, 22,4 - объем 1 г-мол водорода - при нормальных условиях, л; 1 - нормальное давление атм, 273 . - нормальная температур по Кельвину. Поскольку пластовые жидкости мало сжимаемые и часть водорода растворяетс в пластовых флюидах, вьщелившийся объем водорода будет меньше, например 5 л. В этом случае,, в зоне нахож дения состава пластовое давление по высится, исходя из уравнения Р Y PV откуда 2 Р 10,0 Ша; Y,11,3 Л} Y,-5 л; 10.0.11, 22,6 МПа. В этом образовав1шйся газо наполненный гель вдавливается в поры пласта,- приводя к прочному удерживанию его в призабойной зоне пласта. Таким образом, в результате введения порошкообразного магния в вод1ШЙ раствор полиакриламнда и хромовы квасцов повышается прочность геля и удерживание его в пористой среде,т.е изоляционные свойства состава улуч,шаются. j Предлагаемый состав проверен в ла ,бораторных условиях в сравнении с известным. Известный состав готовят путем перемешивания в течение 10 мин механическрй мешалкой 200 мл водного раствора гидролизованного полиакрил амида (ПАА) требуемой концентрации |с исследуемьм объемом 1%-ного водного раствора хромовых квасцов (ХК), вводимого в раствор полимера микро:пипеткой. Предлагаемьй состав готовят анало гично известному, но после смешения растворов полиакриламида и квасцов в их смесь вводят требуемое количество порошкообразного магния и механическое перемешивание продолжают 5 мин. У приготовленных составов определяют изменение рН среды во времени, 1прочность вязкоупругого состава (БУС) и изоляционные свойства. РН среды определяют на рН-метре. Прочность ВУС определяют после 6 ч вьщержки на скрин-вискозиметре по времени истечения (tjc) 50 мл состава через пять сложенных вместе металлических сеток, имитирующих пористую среду, при определенном избыточном давлении (Р) или без давления () и характеризуют произведением PC . Изоляционные свойства ВУС определяют по следующей методике. В нефтенасыщенный и обводненный керн из песка и 1 мас.% бентонитовой глины длиной 10 см и диаметром 2,9см с исходной проницаемостью 1,1-1,2 дарси закачивают приготовленный состав в количестве двух поровых объемов. После образования упругого нетекущего геля в контрольной пробе (через 16-18 ч) определяют проницаемость керна по воде. Изоляционные свойства оценивают по относительному снижению исходной проницаемости керна по воде ( расс«4итываемой по формуле К,, К„/К. где К„ и К, - начальная (до закачки ВУС) и конечная (после закачки ВУС) проницаемости керна по воде. В лабораторных условиях готовят составы с использованием двух образцов палиакриламида: образец 1 - мол. масса 1010 Jстепень гидролиза 15 мол.%; образец 2 - мол.масса 3,5 «10 i степень гидролиза 8 моп.%. В предпагаеьа11х составах рН увеличивается во времени до 9,9, тогда как рН известш 1х составов не изменяется. Типичное изменение рН во времени приведено в табл.1 для ВУС на основе 0,3%-ного водного раствора ПАА образца 1, содержащего 0,01% ХК (известный состав) и 0,1% порошкообразного магния (предлагаемый состав). Т а б л и ц а 1 j113 Результаты лабораторных результато,в по оценке прочности и изоляционных свойств предлагаеь(пых составов (с магнием) и известных (без магния) представлены в табл.2. Из приведенных данных видно, что известные (2,4,6) составы не образуют гель после 6 ч выдержки, так как прочность геля равна нулю, тогда как эти же составы, но с добавкой 0,010,5 мас.% порошкообразного магния, т.е. предлагаемые составы, образуют структурированные гели после такой же вьщержки (сравнивают составы 1 и 2,5 и 6, приготовленные с использованием реактивных хромкалиевых квасцов, и составы 3 и 4, приготовленные с использованием отхода производства синтетических душистых веществ СДВ, содержащего ,63% хромнатриёвьк квасцов) . Приведенные данные указывают влияние магния, введенного в водный раствор полиакриламида и квасцов, на прочностную характеристику образующе гося геля. Причем изоляционные свойс ва Кр предлагаемых составов по отно шению к воде более чем на порядок вьш1е, чем известных. Исключение составляет состав 7 с магнием, которьй по изоляционным свойствам идентичен известным составам. Исходя из этого, нижний уровень содержания полимера, хромовых квасцов и магния в предлага емом составе взят по составу 1, а верхний уровень по составу 5. Послед нее обусловлено тем, что при повьш1ении содержания полиакриламида и квас цов в предлагаемом составе даже при меньшем содержании магния (сравниваем составы 8 и 5, табл.3) гель обраг зуется уже при смешении компонентов, что затрудняет применение таких составов на промыслах из-за невозможности закачки высокопрочного геля в при- забойную зону пласта. Таким образом, приведенные результаты испытания состава на основе полиакриламида, хромкалиевьк квасцов, порошкообразного магния и воды свидетельствуют о возможности получения гелей, обладающих высокой прочностью и улучшенными изоляционными свойствами по сравнению с известным составом. Использование предлагаемого состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водо- притока в нефтяные скважины и по регулированию разработки месторождений при заводнении при закачке состава в водонагнетательную скважину, что приведет к повьш1ению продолжительности эффекта и увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважино-операцию. На каждую 1 тыс.м предлагаемых составов при обработке нефтяных и водонагнетательных скважин будет дополнительно добыто 20-30 тыс.т нефти, а при использовании 1 тыс.м известного состава 15-10 тыс.т нефти, Поскольку норматив приведенных затрат на 1 т прироста добычи нефти за счет мероприятий по увеличению текущих темпов отбора нефти составляет 25 руб, а затраты на одну скважинооперацию 2,0-2,5 тыс.руб, то экономический эффект от применения 1 тыс.м предлагаемых составов по сравнению с известными составит/ 150-275 тыс.руб..

(U

s иs:

h ЬO,

(Г 0)(U

о . С p.

(d Д0)

g§&

PQ

о

о

о

ю 00

см«CO о u a It

(U CU

s p

R и

to « p.

sg p.

1. СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ, включающий гидролиз ованный полиакриламид, сшивающий компонент, содержащий хромовые квасцы, и воду, отличающийся тем, что, с цепью улучшения изоляционных свойств состава, он дополнительно содержит порошкообразный или граиулированн1лй магний при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гидролизованный 0,05-1,0 полиакриламид Сшивающий компонент, содержащий 0,001-0.03 хромовые квасцы Порошкообразный или гранулиро0,01-0,5 ванный 14агний Вода Остальное 2. Состав по п.1, отличающ и и с я тем, что в качестве сшивающего компонента, содержащего хро.Ф мовые квасцы, используют реактивные хромокалиевые квасцы или отходы производства синтетических душистых веществ, содержащие 50-65% хромонатриевых квасцов.

VO см

ю

1Л

с

см