Гидрофобная эмульсия для обработки пласта Советский патент 1992 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к технологическим жидкостям, являющимся гидрофобными эмульсиями, применяющимися для гидравлического разрыва нефтяных и газовых пластов, обработки карбонатных коллекторов, глушения и консервации скважин, проведения перфорационных работ в скважинах, а также для ограничения водопритоков.

Эмульсии могут быть двух типов: нефть диспергирована в воде (эмульсия прямого типа - гидрофильная) или наоборот вода диспергирована в нефти (эмульсия обратного типа - гидрофобная),

Предлагаемая эмульсия относится к гидрофобным эмульсиям, в которых нефть является внешней фазой, а внутренней фазой может быть вода пластовая или раствор солей, или кислот.

Гидрофобная эмульсия наиболее эффективна при обработке пластов. Во-первых, не происходит прямого контакта кислоты с породой пласта и, во-вторых, кислота, находящаяся внутри эмульсии, может быть закачана в глубь пласта без потери ее активности, и там в условиях длительного пребывания в капиллярных каналах порово- го пространства произведет полезную работу с увеличением проницаемости породы.

Гидрофильная относится к рабочим жидкостям на водной основе, поскольку внешней средой в эмульсии этого типа является вода и поэтому вышеописанными свойствами не обладает.

Известная гидрофобная нефтекислот- ная эмульсия для гидравлического разрыва пласта, состоящая из углеводородной жидкости, соляной кислоты и эмульгатора неио- ногенного ПАВ-неонола П12-16-3. Эмульсия данного состава имеет вязкость 70-150 мПах

(Л

С

VJ

Јь

ю

4 О 4

/с, которая разрушается только при температуре выше 120°С.

Известна, гидрофобная эмульсия, содержащая следующие компоненты, об.%:

Соляровое масло17-25

Вода74,8-82,6

Алкилоламид0,2-0,4

Указанная эмульсия в зависимости от количества эмульгатора и соотношения гидрофобной и гидрофильной фаз имеет вязкость 30-200 спз и обладает недостаточной термостабильностью. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому является гидрофобная эмульсия для гидроразрыва продуктивного пласта, содержащая углеводородную фазу, эмульгатор и водную фазу. В качестве водной фазы может быть использована кислота или вода, или водный раствор солей хлористого кальция, хлористого натрия или хлористого калия, а в качестве эмульгатора применяются натриевые соли диэфиров сульфоянтарной кислоты и спиртов Ci2-Cie и солянокислая соль алифатических аминов с алкильным остатком при следующем соотношении компонентов, об.%:

Углеводородная жидкость 13,3-19,4

Кислота или вода, или

водный раствор солей

CaCl2, NaCI, KCI80-85

Натриевые соли диэфиров сульфоянтарной

кислоты и спиртов Ci2-Cie 0,5-1,5

Солянокислая соль

алифатических аминов

с алкильным остатком

Сю-С150,1-0,2

Данная эмульсия при температуре 120°С сохраняет свои свойства и разрушается только при 150°С.

Недостатком этого состава является невозможность применения его в качестве рабочей жидкости в пластах с температурой 60-120оС, тж. в этих пределах эмульсия не разрушается, а следовательно, и невозможно ее применение. Кроме того, в указанную эмульсию входят дефицитные дорогие химреагенты: натриевые соли диэфиров сульфоянтарной кислоты и спиртов Ci2-Ci6, a также солянокислая соль алифатических аминов с алкильным остатком .

Целью изобретения является создание гидрофобной эмульсии, сохраняющей термостабильность в интервале температур 60-120°С на время закачки ее в пласт.

В качестве углеводородной жидкости эмульсия содержит обезвоженную дегазированную нефть с содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальто-смолистых веществ не более 35 мас.% с плотностью 720900 кг/м , вязкостью при 20°С не более 30 мПа с, а в качестве эмульгатора - ферро- хромлигносульфонат, в качестве водной фазы - пресная или пластовая вода или

соляная кислота 22%-ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Обезвоженная дегазированная нефть плотностью 620-900 кг/мз, вязкостью при

0 20°С не более 30 мПа с и содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальто-смолистых веществ не более 35 мас.% 20,0-30 О Феррохромлигносульфонат 0,01-1,0 Пресная или пластовая вода

5или соляная кислота

22%-ной концентрации Остальное К положительным свойствам гидрофобной эмульсии следует отнести простоту и технологичность ее приготовления; доступ0 ность исходных реагентов; феррохромлиг- носульфонат, входящий в состав эмульсии, относится к группе нетоксичных соединений и аллергенным действием не обладает. При осуществлении технологического

5 процесса не происходит корродирования оборудования, т.к. кислота находится во внутренней фазе эмульсии и нет прямого контакта кислоты с нефтепромысловым оборудованием. Кроме того, разработанная

0 гидрофобная эмульсия может быть использована как жидкость разрыва с одновременным химическим воздействием на породу пласта.

Предложенная гидрофобная эмульсия

5 содержит в качестве эмульгатора Феррохромлигносульфонат (ФХЛС) - продукт взаимодействия лигносульфонатов с сернокислым железом и бихроматом натрия, в котором хром и железо связаны мак0 ромолекулами в виде сложных комплексов. Эти комплексы обладают способностью снижать поверхностное натяжение на границе вода-нефть и образовывать прочные структурированные защитные пленки, за

5 счетчего происходитувеличение стабильности эмульсии. В зависимости от концентрации ФХЛС .(0,01-1,0 мас.%) в эмульсии температура ее разрушения находится в интервале 60-120°С.

0Введенные в состав гидрофобной

эмульсии в качестве эмульгатора ферро- хромлигносульфоната позволяет получить систему для обработки пласта, стабильную в течение времени, необходимого для закач5 ки ее в пласт и способную разрушаться в интервале температур 60-120°С. Температура разрушения эмульфии зависит от концентрации эмульгатора, чем больше ФХЛС в составе эмульсии, тем более прочные структурированные пленки образуются на

границе раздела фаз и, следовательно, эмульсия будет обладать большей термостойкостью.

Разработанная гидрофобная эмульсия представляет собой эмульсию обратного типа, где внешней фазой является нефть, а внутренней - вода или водный раствор кислоты, и поэтому не происходит прямого контакта водной фазы (раствора кислоты) с нефтепромысловым оборудованием и значительно снижается его коррозия.

К положительным свойствам разработанной эмульсии следует также отнести несложную технологию ее приготовления, доступность и безопасность исходных реагентов и длительное время хранения, которое характеризуется стабильностью,

Химреагенты, необходимые для приготовления гидрофобной эмульсии:

нефть - товарная обезвоженная, дегазированная со следующими физико-химическими характеристиками: плотностью от 720 до 900 кг/м3 при содержании парафинов до б % и асфальто-смолистых веществ до 35%, вязкостью при 20°С до 30 мПа.с; вода - пресная или пластовая; соляная кислота - содержание хлористого водорода 20-22% с добавкой ингибитора коррозии ТУ 6-01-714- 77 (ингибированная соляная кислота);

феррохромлигносульфонат (ФХЛС) - продукт взаимодействия сульфит-спиртовой барды ССБ или сульфит-дрожжевой бражки СДБ с сернокислым железом и бих- роматом натрия, в котором хром и железо связаны макромолекулами в виде сложных комплексов, ФХЛС неслеживающийся сыпучий порошок темно-коричневого цвета. Сухой порошок относится к группе нетоксичных соединений и аллергенным действием не обладает. Разработан реагент УкрГипроНИИнефтьТУ 39-01-08-348-78, выпускает Карабулакский завод химреагентов.

Предлагаемые составы разработаны впервые. Для выявления оптимальных соотношений компонентов были проведены опыты согласно примерам 1-15, представленным в табл. 1. Составы 1-15 готовят следующим образом.

В расчетном по рецептуре количестве нефти растворяют необходимое количество эмульгатора феррохромлигносульфоната (ФХЛС) и при интенсивном перемешивании порционно в 3-4 приема вводят расчетное количество воды или раствор соляной кислоты. Время перемешивания эмульсионной композиции составляет 30 мин при скорости перемешивания на механической мешалке I R-40-2500-4000 об/мин,

При исследовании составов определялась стабильность, вязкость, температура,

при которой эмульсия сохраняется полностью, и температура, при которой разрушается эмульсия. Вязкость гидрофобной эмульсии исследовалась на ротационном

вискозиметре с внутренним вращающимся цилиндром типа Rehotest - RV. Стабильность оценивается временем, в течение которого эмульсия не разрушается при температуре 20°С.

0 Термостабильность эмульсии оценивалась температурой, при которой эмульсия сохраняется полностью в течение 2-4 ч, т.е. времени, необходимого для проведения основных и заключительных работ при гидро5 разрыве пласта и температурой, при которой в течение указанного срока эмульсия полностью разрушалась. Наблюдения визуальные по расслоению термостатированных образцов эмульсии.

0 Результаты лабораторных исследований представлены в табл. 1. Из таблицы видно, что наиболее приемлемыми для ГРП по значению вязкости (от 50 до 195 мПа.с) являются составы при следующем соотно5 шении ингредиентов, мас.%: Углеводородная фаза (обезвоженная дегазированная нефть)20-30 Эмульгатор феррохро0млигносульфонат(ФХЛС)0,01-1,0

Водная фаза(пресная или пластовая вода или

раствор соляной кислоты) 69,0-79,99 Результаты сравнительных испытаний

5 составов предлагаемой гидрофобной эмульсии и составов по прототипу представлены в табл. 2. Из таблицы видно, что наиболее приемлемым для пласта с температурой 60- 120°С является предлагаемый состав. Ис0 пользование данной гидрофобной эмульсии позволит эффективно проводить процесс обработки пластов и карбонатных коллекторов на большой группе крупных нефтяных месторождений Западной Сибири, Закав5 казья и др., пластовая температура которых изменяется в пределах от 60-120°С. При этом гидравлический разрыв пласта и обработка карбонатных коллекторов позволит перевести нерентабельные низкодебитные

0 скважины в рентабельные за счет кратного увеличения их продуктивности.

Формула изобретения Гидрофобная эмульсия для обработки пласта, содержащая углеводородную жид5 кость, эмульгатор и водную фазу, отличающаяся тем, что, с целью сохранения термостабильности эмульсии в интервале 60-120°С на время ее закачки в пласт, в качестве углеводородной жидкости эмульсия содержит обезвоженную дегазированную нефть плотностью 720-900 кг/м вязкостью не более 30 МПа-с при 20°С и содержа- нием парафинов не более б мас.%, асфальтосмолистых веществ не более 35 мас.%, в качестве эмульгатора-феррохром- лигносульфонат, а в качестве водной фазы - пресную или пластовую воду или соляную кислоту 22%-ной концентрации при следующем соотношение ингредиентов, мас.%:

0

Обезвоженная дегазированная нефть плотностью 720-900 мг/м , вязкостью не более 30 МПа-с при 20°С и содержанием парафинов не более 6 мас.%, асфальтосмолистых веществ не более 35 мас.% 20,0-30,0

Феррохромлигносульфонат 0,01-1,0

Пресная или пластовая

вода или соляная кислота

22%-ной концентрацииОстальное

Таблица 1

Сущность изобретения: эмульсия содержит, мас.%: 20-30 обезвоженной дегазированной нефти с плотностью 720-900 кг/мз, 0,01-1,0 феррохромлигносульфоната, остальное - пресная или пластовая вода или 22%-ная соляная кислота. Вязкость нефти не должна превышать 30 МПа с при 20°С Она может содержать, мас.%: до 6 парафинов и до 35 асфальто-смолистых веществ. Эмульсию готовят путем растворения феррохромлигносульфоната в нефти, после чего при интенсивном перемешивании порционно в 3-4 приема в раствор вводят воду или соляную кислоту и снова перемешивают в течение 30 мин. 2 табл.

35

Табл„иа2