Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к созданию геле образных систем для изоляции пластов и скважин.

Известен сшивающий агент для гелеобразования. содержащий хромкарбоксилат ное комплексное соединение и простую минеральную кислоту.

Недостатком его является многокомпо- нентность и дефицитность хромкарбокеи- латного комплекса, получаемого на специальных производствах в ограниченных объемах.

Известен сшивающий агент.для гелеобразования в виде водного раствора, содержащего катионы поливалентных металлов Fe2+, Fe3, AI3+, Ti4+, Zn2+. Mn7. Cr3+.

Недостатком его является невысокая скорость гелеобразования. Кроме того, указанные катионы, в том числе и трехвалентный хром, не обладают универсальностью по отношению к сшиваемому полимеру, в частности не проявляют сшивающей активности к лигносульфонатным растворам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сшивающий агент для получения лигносульфонатного геля, включающий бихромат щелочного металла.

Os

О

ю

J

Недостатком этого сшивающего агента является невысокая скорость сшивки и значительный расход реагента.

Целью изобретения является сокращение времени образования геля и уменьше- ние количества сшивающего агента.

Поставленная цель достигается тем, что сшивающий агент для получения лигносуль- фонатного геля на основе бихромата щелочного металла дополнительно содержит хромовый ангидрид при массовом соотношении бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду от 6:1 до 1:8.

В качестве предлагаемого сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля могут быть использованы чистые pea- генты (бихроматы щелочных металлов и хро- мовый ангидрид), выпускаемые предприятиями Минхимпрома СССР. Кроме того, в гальванических производствах ряда предприятий используются водные растворы бихроматов щелочных металлов (например, в ваннах наполнения, пассивации и оксидации) и водные растворы хромового ангидрида (например, в ваннах травления и хромирования). Смешение отработанных растворов упомянутых ванн в количествах, обеспечивающих содержание в смеси соединений шестивалентного хрома (бихромата щелочного металла и хромо- вого ангидрида в соотношении от 6:1 до 1:8), позволяет использовать в качестве сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля отходы гальванических производств.

Пример. Для экспериментальной проверки предлагаемого сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля готовили следующие гелеобразующие составы, мас.%:

Лигносульфонат10

Сшивающий агент3

Хлористый натрий15ВодаОстальное

В сшивающем агенте по прототипу был взят бихромат калия, в предлагаемом сшивающем агенте взяли смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовом соотношении 2:1.

Методика приготовления составов следующая.

Готовили водный раствор соли (хлористого .натрия), в этом растворе растворяли сухой лигносульфонат и добавляли требуемое количество сшивающего агента. Полученный гель характеризовали вязкостью, для измерения которой использовали вибрационный метод.

В табл.1 сравниваются времена получения геля вязкостью, например, 100, 200,

300, 500 и 1000 мПа-с при использовании в названном составе сшивающего агента по прототипу и предлагаемого сшивающего агента.

Как видно из табл.1, время образования геля при использовании предлагаемого сшивающего агента существенно меньше, чем сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого сшивающего агента.

П р и м е р 2. Для доказательства уменьшения количества сшивающего агента, необходимого для получения геля определенной вязкости, готовили следующие гелеобразующие составы:

Состав по прототипу

Лигносульфонат10

Сшивающий агент3

Хлористый кальций15

ВодаОстальное

Предлагаемый состав

Лигносульфонат10

Сшивающий

агент1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0

Хлористый кальций15

ВодаОстальное

Методика приготовления составов приведена в примере 1. В качестве сшивающего агента по прототипу взят бихромат калия, предлагаемый сшивающий агент представлял собой смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовом соотношении 1:1.

В табл.2 приведены сравнительные результаты измерения вязкости составов с сшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом через определенное время.

Как видно из табл.2, количество предлагаемого сшивающего агента, требуемого для получения геля определенной вязкости, существенно меньше, чем с применением сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого сшивающего агента.

П р и м е р 3. Для определения соотношения компонентов предлагаемого сшивающего агента (бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду), при которых достигается поставленная цель (сокращение времени образования геля и уменьшение количества сшивающего агента), приготовлен ряд гелеобразующих составов с сшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом, компоненты которого находятся в различном массовом соотношении. Гелеобразующий состав был следующим, мас.%:

Лигносульфонат10

Сшивающий агент3

Хлористый натрий13

ВодаОстальное

В табл.3 приведены результаты определения времени получения геля вязкостью 300 и 500 мПа с в системах, образующих гель как с сшивающим агентом по прототи- пу, так и с предлагаемым сшивающим агентом, компоненты которого находятся различном соотношении.

В табл.4 приведены результаты экспериментов, показывающие, как влияет соот- ношение компонентов в предлагаемом сшивающем агенте на требуемое количество сшивающего агента для гелеобразова- ния. Для удобства сравнивали вязкости образующихся гелей через 8 ч после прйго- товления составов.

Как видно из табл.3 и 4, для достижения поставленной цели в предлагаемом сшивающем агенте должно быть более 6 мас.ч. бихромата калия на 1 мас.ч. хромового ан- гидрида; Увеличение содержания хромового ангидрида в смеси с бихроматом калия приводит к увеличению вязкости образующегося геля и сокращению времени образования геля требуемой вязкости.

Предельно допустимое содержание хромового ангидрида в предлагаемом сшивающем агенте определяли по результатам сохранения вязкости полученных лигно- сульфонатных гелей в течение времени (табл.5).

Для получения гелей брали состав, мас.%:

Лигносульфонат10

Сшивающий агент3 .

Хлористый кальций13

ВодаОстальное

Как видно из табл.5, в результате деструкции геля высокие значения вязкости в течение 30 сут сохраняются лишь при соот- ношении бихромата калия к хромовому ангидриду в смеси, не превышающем 1:8. При этом соотношении гель обеспечит высокий изолирующий эффект в пластах и скважинах в течение не менее 30 сут.

Пример 4. Для доказательства возможности использования отходов гальванического производства приготовили ряд составов, в которых использовали сшивающий агент по прототипу, а также предлага- емый сшивающий агент, составленный как из химически чистых веществ (бихромата щелочного металла и хромового ангидрида в, заданном соотношении), так и отходов гальванического пройзвод ва Казанского машиностроительного предприятия, содержащих названные вещества и смешанных в том же соотношении.

Состав был взят следующим, мас.%: Лигносульфонат10

Сшивающий агент3

Хлористый кальций15

ВодаОстальное

Результаты измерения времени образования геля определенной вязкости представлены в табл.6.

Из табл.6 следует, что действие смеси отходов гальванических производств, содержащих бихроматы щелочных металлов и хромовый ангидрид, равнозначно действию смеси химически чистых веществ несмотря на наличие в составе отходов небольших примесей других веществ (следов щелочи, кислот, минеральных солей).

Таким образом, применение предложенного сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля позволит сократить простои скважин, находящихся в капитальном ремонте, за счет уменьшения сроков образования гелей; быстро ликвидировать аварийную ситуацию с прорывом воды, разгерметизацией .заколонного пространства скважин и т.п. за счет использования быстросхватывающихся гелей; пол- учить гели требуемой вязкости при меньшем расходе сшивающего агента. Учитывая дефицитность соединений на основе шестивалентного хрома, экономия реагентов позволит улучшить экономические показатели за счет сокращения расхода дефицитных реагентов.

Формула изобретения

1.Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин, включающий бйхромат Щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени образования геля при одновременном снижении расхода сшивающего агента, он дополнительно содержит хромовый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Бйхромат щелочного металла .1-6 Хромовый ангидрид1-8

2.Сшивающий агент по п.1, отл и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве бихромата щелочного металла он содержит отход гальванического производств из ванн наполнения пассивации и оксидации, а в качестве хромового ангидрида - отход гальванического производства из ванн травления и хромирования.

Таблица 1

Изобретение относится к нефтяной пром-сти. Цель-сокращение времени образования лигносульфонатного поля при одновременном снижении расхода сшивающего агента. Сшивающий агент для лигносульфонатного геля содержит, мас.ч.: бихромат щелочного металла 1-6, хромовый ангидрид 1-8. В качестве бихромата щелочного металла можно использовать отход гальванического производства из ,ёанн наполнения пассивации и оксидации. В качестве хромового ангидрида используют отход гальванического производства из ванн травления и хромирования. Способ позволяет сократить простри скважин, находящихся в капитальном ремонте, быстро ликвидировать аварийную ситуацию, связанную с-прорывом воды, разгерметизировать заколонное пространство за счет снижения времени гелеобразования. 1 з.п. ф-лы, 6 табл. со с

Таблица 2

Таблица 3

Таблица .4

Таблица 5

Таблица 6