Состав для подавления набухаемости глин при заводнении нефтяных пластов Советский патент 1990 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для подавления набухаемости глин и повышения нефтеотдачи в заводняемых нефтяных пластах при разработке нефтяных месторождений с глинистыми коллекторами.

Цель изобретения - повышение степени подавления набухаемости глин с одновременным снижением коррозионной агрессивности состава, а также усиление электростатической адсорбции полимеров глинистыми частицами.

Состав для подавления набухаемости глин, содержащий хлористый кальций в пластовой воде хлоркальциевого типа, дополнительно содержит катионактивный полимер и аммофос или нитроаммофос, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Катионактивный полимер1-10

Аммофос или нитроаммофос10-30

Пластовая вода хлоркальциевого типа -Остальное Ам |0фос представляет собой сельскохозяйственное удобрение с массовой долей фосфатов 60-42%.

Катионактивный полимер представляет собой водные дисперсии полимеров и оли- гомеров. таких как эпоксидные, фенолфор- мальдегИдные, полиэфирные олигомеры, кремнийорганические соединения, полинила- цетатные, полиакрилонитрильные, каучуковые латексы, обработанные 0,05 - 0,13% двучетвертичными аммониевыми соединениями типа

(СНз)2Й(СН2)2К(СНз)2 201- CHjCOOR (i

где R CioH2i

с целью придания им заряда, а также гидрофобности.

Например, полиэтилгидроксилановые полимерные частички в воде в присутствии

сл

с

сл ю о о

00

сл

четвертичных аммониевых соединений уже при самых низких концентрациях ПАВ приобретают высокие положительные значения электрокинетического потенциала, заряд которых прямо противоположен заря- ду глинистых частиц, в данном случае отрицательных, которые приобретают более отрицательный заряд в присутствии фосфат- ионов, в данном случае аммофоса, вследствие чего частицы глины в призабойной зоне пласта в силу электростатического взаимодействия покрываются гидрофобной полимерной пленкой, предотвращающей их набухание, что может иметь существенное значение не только для снижения набухае- мости глин в процессе заводнения,но и при кислотно-щелочных обработках призабойной зоны пласта.

Состав получают следующим образом.

Аммофос или нитроаммофос в количест- ве 10 - 30 мае.ч. помещают в реактор с мешалкой, нагревают при перемешивании до 40°С и вводят катионактивный полимер в количестве 1-10 мае.ч. Смесь перемешивают до полного растворения компонентов обычно в течение 30 мин и охлаждают.

П р и м е р 1. Влияние данного состава на степень подавления набухаемости монт- мориллонитовых глин из кернового материала с глубины 1428 м. Минеральный состав кернового материала представлен монтмориллонитом 70% и гидрослюдой 30%. Определение относительно свободной набухаемости проводилось на образцах кернового материала естественного сложе- ния, предварительно высушенных при 170°С и вырезанных из керна цилиндриками диаметром 21 мм и высотой 20 мм. Цилиндрики кернового материала загружались в мерный цилиндр внутренним диамет- ром 21,2 мм объемом на 100 мл. Сверху по каплям до полного смачивания подавалась пластовая вода, а затем обьем заливался до 100 мл. Химический состав пластовой воды, включая кальций 157,2 кг-экв/л и хлориды 322,6 кг-экв/л. Проба монтмориллонитовой глины выдерживалась в воде в течение 30сут. Микрометром, штангенциркулем измерялась высота набухшей глины вначале и конце смачивания. При контакте монтмо- риллонитового материала с водой она проникает внутрь материала, в связи с чем увеличивается обьем и соответственно высота набухшей глины. Процесс набухания происходит постепенно во времени. Затем опыты повторяются с различной дозировкой предложенного состава: катионный полимер + аммофос и сравнивается с известным реагентом хлористый кальций 157,2 кг-экв/л в дистиллированной воде. Относительная свободная набухае- мость рассчитывалась с точностью до 0,1% по формуле

В

HK Н Н

XI00%

где Н - высота образца глинистого материала до набухания, мм;

Нк - высота того же образца после 30- суточного набухания, мм.

Степень подавления набухаемости оценивалась как отношение относительной свободной набухаемости глины в обработанной составом воде и необработанной воде. Результаты опытов по набухаемости монтмориллонитовой глины различными дозировками и составом приведены в табл.1, а защитные свойства от коррозии, а значит, и на снижение агрессивности пластовой воды состава, мг-экв/л: общая минерализация 699,61 кг-экв/л

Хлориды

Сульфаты

Гидрокарбонаты

Кальций

Магний

Натрий + калий

Сероводород

322,63 25,60

1,574 157,2 29,47 153,13

- - 34МГ/Л

плотность пластовой воды 1,016 г/см .

Результаты опытов по снижению агрессивности пластовой воды при различных дозировках состава представлены в табл.2.

Таким образом, применение нитроам- мофоса или нитроаммофоса в виде сель- хозудобрений в сочетании с катионными полимерами позволяет эффективно вести борьбу с коррозией нефтепромыслового оборудования и набуханием глин без ухудшения коллекторских свойств пласта при заводнении, используя водные дисперсии полимеров и олигомеров, обработанные двучетвертичными аммониевыми соединениями или солями четвертичноаммониевых соединений, а также катио1нактивными ПАВ в виде четвертичных солей и оснований, которые с алюмосиликатами глин и другими примесями металлов, находящихся в структурной решетке минералов, в составе глины могут давать прочные труднорастворимые химические металлоорганические соединения, в основном тидрофобного характера, и четвертичные аммониевые соли ЧАМС обладают повышенной бактерицидностью и способны одновременно потенциально обезвредить суль- фатвосстанавливающие бактерии и

микроорганизмы и предотвратить заражение нефтяного пласта сероводородом.

П р и м е р 2. Образец кернового материала по примеру 1 обрабатывается составом, мае.ч.: катионактивный полимер ВА-2 1, нитроаммофос 10, пластовая вода остальное.

Технология обработки, примере 1. При различных дозировках смеси, а именно 30, 55, 100. 200 и 300 мг/л, замерялась относительная свободная набухаемость (%), степень подавления набухаемости, скорость коррозии в пластовой воде в присутствии состава и без по прибору УК-1 (мм/год) и определялся эффект защиты от коррозии. Результаты опыта представлены в табл.3.

П р и м е р 3. Образец кернового материала по примеру 1 обрабатывается составом, мас.ч.: катионактивный полимер ВА-2 6, нитроаммофос 20, пластовая вода 74.

Технология обработки кернового материала такая же, как в примере 1. При дозировках состава 30, 55, 100, 200 и 300 мг/л замерялась относительная свободная набухаемость, степень подавления набухаемости определялась по отношению Во:Вн, скорость коррозии в пластовой воде замерялась прибором УК-1 (мм/год), эффект защиты от коррозии (%) рассчитывался по приведенной формуле.

Результаты эксперимента представлены в табл.4.

П р и м е р 3. Образец кернового материала по примеру 1 обрабатывается составом, мас.ч.: катионактивный полимер ВА-2 10, нитроаммофос 30, пластовая вода остальное.

Технология обработки кернового материала, как в примере 1. При дозировках состава 30, 55, 100, 200 и 300 мг/л замерялась относительная свободная набухаемость, степень подавления набухаемости в абсолютных единицах, которая оценивалась как отношение набухаемости монтмо- риллонитового керна в присутствии состава и без в пластовой воде хлоркальциевого типа, содержащей Са 157,2 кг-экв/л и СГ 322,6 мг-экв/л, т.е. К Во:Вн. Скорость коррозии пластовой воды в присутствии состава и без определялась по прибору УК-1 (мм/год). Эффект защиты от коррозии (%) оценивался по ранее приведенной формуле в примере 1. Результаты опыта представлены в табл.5.

П р и м е р 5. Керновый материал по примеру 1 обрабатывается водной 2%-ной дисперсией полиэтилгидроксилана с добавкой 0,05 мас.% двучетвертичного аммоние- «ого соединения вида

(СНз)2Й(СН2)2Й(СНз)

CHjCOOR CH2COOR

где R CioH2i и аммофоса 20 мас.%, а также при отсутствии аммофоса.

Результаты опытов на степень подавления набухаемости монтмориллонитовой

глины керна представлены в табл.6.

П р и м е р 6. Керновый материал по примеру 1 обрабатывается водной 2%-ной полимерной дисперсией полизтилгидрокси- лана с добавкой 0,09%-ного водного раствора

двучетвертичного аммониевого соединения того же вида, что и в примере 5, с добавкой аммофоса 20 мас.ч. и без.

Результаты обработки монтмориллони- товых кернов представлены в табл.7.

П р и м е р 7. Керновый материал по

примеру 1 обрабатывается водной 2%-ной полимерной дисперсией полиэтилгидроксилана с добавкой 0,13%-ного водного раствора двучетвертичного аммониевого

соединения по примеру 5 с добавкой аммофоса и без. Результаты обработки монтморилло- нитовых глинистых кернов на набухаемость водной полимерной диспе{эсией, обработанной 0,13%-ным водным раствором двучетвертичного аммониевого соединения, и эффект защиты от коррозии в пластовой воде по примеру 1 представлены в табл.8.

Формула изобретения

1.Состав для подавления набухаемости глин при заводнении нефтяных пластов, содержащий водный раствор хлористого кальция, отлича ощийся тем, что, с целью повышения степени подавления набухаемости глин с одновременным снижением

коррозионной активности состава, он дополнительно содержит катионный полимер и аммофос или нитроаммофос при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Катионный полимер1-10

Аммофос или нитроаммофос10-30

Водный раствор хлористого кальцияОстальное

2.Состав по П.1, отл ича ю щи йся тем, что, с целью усиления электростатической адсорбции полимеров глинистыми частицами, в качестве катионного полимера используют водные растворы дисперсии полимеров и олигомеров, обработанные 0,05 - 0,13%-ными водными растворами двучетвертичных аммониевых соединений вида

; (CHj)jJ$(CH,)2Ni;CH3) CHjCOOR CHjCOOR

где R - CioH2i.

3. Состав по П.1, о т л и ч а ю щи и с я тем, что в качестве катионного полимера

используют катионные ПАВ на основе чет- вертичноаммониевых соединений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение степени подавления набухаемости глин с одновременным снижением коррозионной агрессивности водных растворов. Состав содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.ч: катионоактивный полимер 1-10, аммофос или нитроаммофос 10-30, пластовая вода хлоркальциевого типа остальное. При приготовлении состава аммофос или нитроаммофос в количестве 10-30 мас.ч. помещают в реактор с мешалкой, нагревают при перемешивании до °С и вводят катионоактивный полимер. Смесь перемешивают до полного растворения компонентов в течение 30 мин и охлаждают. 1 з.п. ф-лы, 8 табл.

Та б л и ца1

Таблица2

ТаблицаЗ

Таблица

Таблица5

Т аблицаб

Таблица

Таблицав