Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений Советский патент 1992 года по МПК E21B43/22 E21B43/32 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки нефтяных месторождений, включающим регулирование профиля приемистости нагнетательных скважин и (или) изоляцию водопритока нефтяных скважин.

Известно регулирование разработки месторождений с помощью водного раствора полиакриламида.

Однако этот способ малоэффективен на месторождениях с трещиноватой или высокопроницаемой породой (выше 2 мкм ), так как молекулы полиакриламида не создают эффективного сопротивления течению воды в такой пористой среде даже при больших концентрациях его в растворе (0,3-0,5%).

Известен состав для регулирования разработки, содержащий 0,3-1% полиакриламида, 0,001-0,03% хромовых квасцов в качестве сшивающего агента и воду.

Однако известный состав имеет невысокие реологические свойства и низкую термостабильность, что приводит к низкой эффективности его при регулировании разработки месторождений методом заводнения.

Цель изобретения - улучшение реологических свойств и повышение термостабильности состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для регулирования разработки, содержащий полиакриламид, хромосодержа- щее вещество в качестве сшивающего агента и воду, дополнительно содержит катионное поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид0,15-1,0

Катионное поверхностно-активное вещество0,000001-1,0

vi ы ел

СЛ VI

Хромосодержащее

вещество0,005-0,04

Вода Остальное

В качестве катионного поверхностно- активного вещества (КПАВ) используют чет- вертичные соли аммония и соли жирных аминов, а в качестве хромсодержащих веществ - хромовые квасцы, соли хрома, хро- маты и бихроматы одновалентных катионов.

В известном составе реологические свойства раствора полимера улучшаются при взаимодействии карбоксильных групп полиакриламида с катионом хрома за счет образования трехмерной структуры сшито- го полиакриламида. Однако введение даже микроколичеств (менее 0,001 %) катионного ПАВ в раствор полимера и катиона хрома улучшает геологические свойства его за счет взаимодействия катиона ПАВ с карбоксиль- ной группой полиакриламида и образования поверхностно-активного полиакриламида, который, в свою очередь, реагирует с катионом хрома, образуя трехмерной структуры поверхностно-активный сшитый полимер, ре- ологические свойства которого дополнительно улучшаются за счет гидрофобного взаимодействия алкильных целей молекул катионного ПАВ между собой.

Кроме этого, использование активного ПАВ в полиакриламидсодержащих составах повышает их термостабильность за счет связывания кислорода, растворенного в водном составе и катализирующего термодеструкцию молекул полиакриламида (в от- сутствие катионного ПАВ), катионным ПАВ с образованием окисей аминов, инертных к молекуле полиакриламида.

П р и м е р 1. Реологические свойства известного и предлагаемого составов опре- деляют на реовискозиметре Хеплера по времени погружения шарика ( г, с) под действием приложенной нагрузки (Р, г/см ) и выражают динамической вязкостью состава (;, мПа-с), которая вычисляется по формуле т К,где К-постоянная измерительно узла реовискозиметра.

Для приготовления составов используют полиакриламид мол. м. ММ 15 млн и степенью гидролиза (СГ) 15% (П-1), млн и (П-2) и млн и (П-3), в качестве катионного ПАВ - диметил- бензилалкиламмоний хлорид (ДБАХ) общей формулы КЫ(СНз)2СН2СбН5 +С1-, где R - CicrCis, и солянокислая соль жирных аминов марки ГИПХ-1 (RNH2-HCI, где R - Сю- Cte), содержащих 50% активного вещества; в качестве хлорсодержащего вещества (ХСВ) - хромкалиевые квасцы (XKKJ, отходы

хромнатриевых квасцов (ОХК), содержащие 2,7-5,0% трехвалентного хрома, и бихромат калия (БХК).

Готовят 0,1-1,0%-ные растворы полиакриламида на воде, моделирующей пресную и минерализованную (сточную, пластовую) воды, с суммарным содержанием солей - хлористого натрия, кальция и магния -0,34; 13, 120 и 240 г/л, 1%-ные водные растворы ХККи ОХК, 1 %-ный солянокислотный раствор БХК с добавкой восстановителя - неионоген- ного ПАВ марки СНО и 0,0001-10%-ные водные растворы катионного ПАВ.

Данные составы готовят путем последовательного введения при механическом перемешивании в 100 мл 0,1-1,0%-ного раствора ПАА требуемых количеств 0,0001- 10%-ного водного раствора КПАВ и 1 %-ного водного раствора ХСВ для получения содержания их в составе 0,000001-1,0 и 0,0002- 0,004% соответственно.

Известные составы готовят так же.как и предлагаемый, но без добавления в раствор ПАА катионного ПАВ.

После выдержки приготовленных составов при комнатной температуре в течение 16-24 ч определяют реологические свойства образовавшихся гелей на реовискозиметре Хеплера,

Результаты определения реологических свойств их приведены в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что при введении катионного ПАВ в водный раствор полиакриламида и хромсодержащего вещества реологические свойства предлагаемых составов улучшаются, в основном, более чем в два раза по сравнению с известным составом. Однако при содержании в составе ка- тионного ПАВ менее мас.,%,.. полиакриламида менее 0,15% и хромсодержащего вещества менее 0,005% в данном составе реологические свойства его несуще- ственно отличаются от реологических свойств состава - прототипа. Поэтому нижним пределом содержания компонентов в данном составе является для катионного ПАВ 1-10 мае.%, полиакриламида 0,15 мас.% и хромсодержащего вещества 0,005 мас.%. За верхний предел содержания компонентов в составе принимаем, исходя из технико-экономических соображений (высокая стоимость состава, высокая вязкость исходной смеси компонентов и большой расход компонентов) для катионного ПАВ 1,0, полиакриламида 1,0 и хромсодержащего вещества 0,04 мас.%.

Таким образом, введение катионного ПАВ в известный состав, содержащий полиакриламид и хромсодержащее вещество, существенно улучшает его реологические свойства.

П р и м е р 2. Термостабильность предлагаемых и известных определяют путем выдерживания ихпри70и90°С в термошкафу в течение нескольких суток. При этом после каждых суток составов определяют реологические свойства их на ре- овискозиметре Хеплера.

Термостабильность составов (ТС) оценивают по следующей формуле:

ТС

100

/4)-1

где to и /;г - вязкость состава исходного (при 20°С) i-t после выдержки его при требуемой температуре в течение определенного времени т . Чем больше ТС, тем выше термостабильность состава.

Результаты исследования термостабильности составов после 3 сут выдержки их при 70 и 90°С приведены в табл. 2,

Из приведенных данных по термостабильности составов видно, что введение небольшого количества катионного ПАВ в состав-прототип резко повышает термостабильность его с 0-24 до 58-90%.

Таким образом, введение в известные составы небольшого количества катионного ПАВ значительно улучшает реологические свойства и повышает термостабильность их.

Технология применения предлагаемых составов проста и заключается в закачке их в пласт, до снижения приемистости скважины на 20-50%, продавке состава из ствола скважины в пласт водой или нефтью, выдержке в пласте в течение 16-24 ч и в пуске скважины в эксплуатацию для нефтяных скважин или закачки воды для нагнетатель- ных скважин.

Применение предлагаемых составов для регулирования разработки нефтяных месторождений и изоляции притока воды в скважины приводит к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды).

Формула изобретения

1.Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, включающий

полиакриламид, хромсодержащее вещество и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения реологических свойств и повышения термостабильности состава до 90°С, он дополнительно содержит катион- ное поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид0,15-1,0

Хромсодержащее вещество 0,005-0,04 Катионное поверхностно-активное вещество0,00001-1,0 ВодаОстальное

2.Состав по п. 1,отличающийся тем, что в качестве катионного поверхностно-активного вещества используют четвертичные соли аммония и соли жирных аминов.

-J со ел ел

-4

Л

Состав содержит, мас.%: полиакрила- мид 0,15-1,0; хромсодержащее вещество 0,005-0,04; катионное поверхностно-активное вещество 0,000001-1,0; вода - остальное. Состав готовят путем последовательного растворения при механическом перемешивании раствора полиакриламида, водного раствора катионного поверхностно-активного вещества и водного раствора. После выдержки приготовленных составов в течение 16-24 ч определяют реологические свойства образовавшихся гелей на реовискозиметре Хеп- лера. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.