Пенообразующий состав Советский патент 1992 года по МПК C09K7/08 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при изоляции высокопроницаемых зон с целью перераспределения потоков нагнетаемого пара в процессах тепловой разработки месторождений, ограничении водопритоков и глушении скважин.

Известен пенообразующий состав, включающий, %:

ДС-РАС1,0-1,5

Бентонитовая глина 5,0 - 10,0 Пресная водаОстальное

Стабильность пены, полученной из такового состава, составляет 324 с/см3 при 20°С и 88,9 с/см3 при 95°С. При контакте с минерализованной водой и углеводородами стабильность пены резко снижается. Пенообразующий состав не подвержен полному разрушению в пластовых условиях.

Наиболее близким по составу и назначению к изобретению является пенообразующий состав, включающий, %:

ДС-РАС0,5-1,5

Силикат натрия3,0,-5,0

Хлоркальциевая вода

(1% СаС12 + 0,2% Са(ОН)2) Остальное

Пена, образованная из такого состава, имеет стабильность при 20°С37 - 300 с/см3, а при 80°С 8,8 - 45,7 с/см3.

Существенные недостатки этого пено- образующего состава заключаются в низкой стабильности пены на его основе при повышенных температурах, а также наличии мел- кодисперсных кислотонерастворимых частиц, которые после разрушения пены в пластовых условиях могут кольматировать фильтрационные каналы, служащие путями притока нефти или газа к забою скважин.

Цель изобретения - увеличение термостабильности пены и предупреждение образования твердых мелкодисперсных частиц в растворах минеральных кислот.

Использование изобретения позволяет существенно повысить эффективность технологических процессов нефтегазоотдачи с

w

te

v| О OJ О

о

применением пенных систем, особенно на месторождениях с высокими пластовыми температурами или разрабатываемых с использованием тепловых методов.

Поставленная цель достигается пе- нообразующим составом, включающим пенообразователь - натриевую соль алки- лароматических сульфокислот на основе керосиновой фракции ДС-РАС, 8-16%-ный водный раствор кристаллогидрата хлорида магния или бишофита и 3,15-6,3%-ный водный раствор гидроокиси натрия при следующем соотношении ингредиентов, мае.ч.:

Натриевая соль алкилароматических сул ьфокис-

лот на основе керосиновой фракции ДС-РАС0,5 - 2,0

8-16%-ный водный

раствор кристаллогидрата

хлорида магния или би-

шофита50,0

3,15-6,3%-ный водный

раствор гидроокиси натрия 50,0

Пенообразователь ДС-РАС производится по ТУ 3810764-75.

Кристаллогидрат хлорида магния выпускается по ГОСТ 4209-77. Бишофит производится по ГОСТ 7759-73.

Гидроокись натрия производится по ГОСТ 2263-79.

Состав получают путем последовательного смешивания ДС-РАС с водным раствором кристаллогидрата хлорида магния или бишофита и водным раствором гидроокиси натрия при стехиометрическом отношении хлорида магния к гидроокиси натрия. При этом образуется гидрогель магния по схеме:

MgCIa + 2NaOH lMg(OH)2 + 2NaCI

Мелкодисперсные частицы гидроокиси магния, модифицированные в составе соля- ми сульфокислот, выполняют роль дополнительного термостабилизатора трехфазной пены, получаемой из этого пенообразующе- го состава.

При необходимости полного разруше- ния пенообразующего состава или пены на его основе в пластовых условиях он может быть подвергнут воздействию избытком кислотных растворов, которые используются в нефтегазопромысловой практике (HCI, НМОз, Й2304). В этом случае мелкодисперсные частицы гидроокиси магния образуют истинный раствор электролита по схеме: Mg(OH)2 + 9HCI MgCl2 + 2H20

Примеры 1-11. К 50 г 12 %-ного водного раствора кристаллогидрата хлорида магния при постоянном перемешивании последовательно прибавляют 1,25 г ДС-РАС и 50 г 4,73%-ного водного раствора гидроокиси натрия. Получают 101,25 г пенообразующего состава.

Затем 50 см3 этого состава помещают в мерный стакан емкостью 1000 см3, термо- статируют при 20°С и вспенивают с помощью пропеллерной мешалки Воро- неж-2 с частотой вращения вала 9 103 мин 1. В течение первых двух минут стакан фиксируют, а три последующие минуты его перемещают в вертикальном обратно-поступательном направлении для гомогенизации образующейся пены. Образующуюся трехфазную пену подвергают испытаниям.

При 95°С пену готовят из 50 см3 пенообразующего состава в мерном стакане емкостью 1000 см3, предварительно нагрев его с помощью бани до 95°С, и вспенивают при этой температуре с помощью пропеллерной мешалки с гибким приводом от смесителя Воронеж-2 с той же частотой вращения и временем как указано выше.

Приготовление пенообразующего состава в промысловых условиях производят путем последовательного смешивания в емкости насосного агрегата или отдельной емкости расчетных количеств заранее приготовленных растворов кристаллогидрата хлорида магния или бишофита, ДС-РАС и гидроокиси натрия. Получение пены производят путем прокачки пенообразующего состава через аэратор, подключенный к скважине, с одновременным нагнетанием в него воздуха компрессором высокого давления, пара или азота.

Кратность пены (К) определяют как отношение объема образующейся пены (Vn) к объему исходного пенообразующего состава (Vc):

v- уп

К Гс

Стабильность пены (S) при 20 и 95°С определяют в термостатируемом сосуде с водяной рубашкой и мерным отростком по времени выделения 50% объема пенообразующего состава (rso). При этом вначале определяют среднюю скорость (Vcp) выделения состава из формулы:

Vcp

0.5 объема вспениваемого состава

750

а затем рассчитывают стабильность пены из формулы:

vcp

Растворимость твердых мелкодисперсных частиц пенообразующего состава оценивают визуально по прозрачности образующихся растворов после смешивания пенообразующего состава с избытком растворов минеральных кислот. При этом используют 15%-ный раствор соляной, 28%-ный раствор азотной и 20%-ный раствор серной кислот.

Данные по этому и другим пенообразу- ющим составам, а также результаты их испытаний приведены в таблице.

Как следует из результатов испытаний, пенообразующий состав при указанных выше соотношениях компонентов имеет кратность при 20°С 7,6 - 19,5 и при 95°С 8,0 - 15,2, стабильность 364 - 3758 с/см3 при 20°С и 50 - 934 с/см3 при 95°С. Такие значения стабильности пены превосходят таковые для известной пены при20°Св 1,2-12,8 раз при увеличении ее термостабильности до 95°С.

Предлагаемый пенообразующий состав в отличие от известного при смешивании с растворами минеральных кислот дает прозрачный истинный раствор, что позволяет при необходимости эффективно удалять его

Формула изобретения

Пенообразующий состав, включающий пенообразователь - натриевую соль алкила- рематических сульфокислот на основе керо- синовой фракции ДС-РАС, водного раствора электролита и добавки, отличающийся тем, что, с целью увеличения термостабильности пены и предупрежде- ния образования твердых мелкодисперсных частиц в растворах минеральных кислот, в качестве электролита используют 8-16 %- ный водный раствор кристаллогидрата хлорида .магния или бишофита, а в качестве добавки 3,15-6,3%-ный водный раствор гидроокиси натрия при следующем соотношении ингредиентов, мае.ч.:

Натриевая соль алкилароматических сульфокис- лот на основе керосиновой

фракции ДС-РАС .0.5-2,0

8-16%-ный водный раствор

кристаллогидрата хлорида

Сущность изобретения: пенообразую- щий состав содержит натриевую соль алки- лароматических сульфокислот на основе керосиновой фракции ДС-РАС 0,5 - 2,0 мас.ч.; 8 - 16%-ный водный раствор кристаллогидрата хлорида магния или бишофи- та 50 мае.ч.; 3,15- 6,3%-ный водный раствор гидроокиси натрия 50 мас.ч. Данный состав термостабилен и образующиеся твердые мелкодисперсные частицы полностью растворяются в растворах минеральных кислот. 1 табл.