Состав для изоляции водопритока в скважину Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважину и для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав для изоляции водопритока, включающий, мас.%: 0,15-1,0 полиакриламида, 0,2-5,0 неионогенного ПАВ, 0,005-0,03 хромкалиевых квасцов и остальное воду, Этот состав хорошо фильтруется в пласт, но имеет невысокие технологические и изоляционные свойства вследствие слабой связи между молекулами полимера и неионогеннсгс ПАВ и десорбции последних со сшитой молекулой полиакриламида.

Известен состав, включающий, мас.%: 0,15-1,0 полиакриламида (ПАА), 0,2-5,0 анионного ПАВ, 0,005-0,03 хромкалиевых квасцов и остальное воду. Этот состав обладает

худшей фильтруемогтью в пласт, но лучшими технологическими свойствами, чем состав на основе неионогенных ПАВ. Однако они также обладают недостаточными технологическими и изоляционными свойствами, не обеспечивающих удержание геля в при- забойной зоне пласта скважины, где проявляются высокие градиенты давления, в результате чего состав выносится из приза- бойной зоны пласта, и эффективность его невысокая.

Целью изобретения является повышение технологических и изоляционных свойств состава.

Указанная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритока, включающий полиакриламид, анионное ПАВ. хромсодержащее вещество и растворитель дополнительно содержит неионогенное

XI

О 00 XI

СЛ

о

ПАВ при массовом соотношении неионо- генного ПАВ к анионному ПАВ от 0,25 до 1,5, в качестве хромсодержащего вещества - хроматы или биохроматы одновалентных катионов или хромовые квасцы или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома, а в качестве растворителя - минерализованную воду с общей минерализацией 13-240 г/л при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиакриламид0,15-1,0

Анионное ПАВ0,4-0,80

Неионогенное ПАВ0,2-0,6

Хроматы или бихро- маты одновалентных катионов или хромовые квасцы или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома 0.003-0,040 Минерализованная вода с общей минерализацией 13-240 г/лОстальное В качестве неионогенного ПАВ используют водорастворимые оксиэтилированные алкилфенолы марки неонол или продукты, их содержащие, например, марок СНО или СНПХ, в качестве анионных ПАВ - синтетические сульфонаты, например, марки сульфонол, или нефтяные сульфонаты, например, марки карпатол.

В известном составе, приготовленном с использованием анионного ПАВ на минерализованной воде с содержанием солей выше 12 г/л, реологические (технологические) свойства невысокие вследствие высаливания анионного ПАВ из этого растворителя. В данном составе для повышения реологических свойств его используется добавка неионогенного ПАВ, которая хорошо совмещается (не высаливается) с минерализованной водой и переводит высоленное из минерализованной воды анионное ПАВ в растворенное состояние за счет образования смешанных анионнеионных мицелл из молекул анионных и неионогенных ПАВ и солюбилизации (коллоидного растворения) высоленного анионного ПАВ в этих мицеллах. В результате получается прозрачный или опалесциентный состав, проявляющий явно выраженный синергизм в эмульгирующем действии. При введении же в эти растворы смеси ПАВ с ПАА, хромсодержащего вещества в качестве сшивателя полиакрила- мида (данные составы) наряду со сшивкой молекул полимера по его карбоксильным группам катионом хрома за счет ион-ионного взаимодействия наблюдается модификация их смешанными мицеллами ПАВ за счет реакции анионной части мицеллы с катионом хрома и взаимодействия амидной группы полиакриламида с неподеленной парой электродов кислорода полиоксиэтиленовой группы неионогенной части смешанной мицеллы. В данном случае проявляется ранее неизвестный синергетический эффект в технологических (реологических) и изоляционных свойствах. Этот эффект наблюдается только при определенном весовом соотношении неионогенного к анионному ПАВ, в частности от 0,25 до 1,5 в водных растворах с общей минерализацией 13-240 г/л.

П р и м е р 1. Технологические свойства известных и данных составов определяют

на реовискозиметре Хеплера по времени погружение шарика ( т, сек) под действием приложенной нагрузки (Р, г/см2) и выражается динамической вязкостью состава ( /, мПа-с), которая вычисляется по формуле т

Р г К, где К - постоянная измерительного узла реовискозиметра,

Для приготовления состава используют полиакриламид молекулярной массы (ММ) 15 млн и степенью гидролиза (СГ) 15% (П-1)

и ММ 12 млн и СГ 24% (П-2), в качестве анионного ПАВ используют сульфонол (ал- килбензолсульфонат АБС) или нефтяной сульфонат-карпатол, а в качестве неионогенного ПАВ - неонол АФд-12 или СНО-4Д,

содержащий 61 % неонола АФд-12, в качестве хромсодержащего вещества (ХСВ) - хромкалиевые квасцы (ХКК), отходы хром- натриевых квасцов (ОХК), содержащие 2.7- 5,0% трехвалентного хрома и бихромат

калия (БХК).

Готовят данные составы следующим образом. В 100 мл 0,1-1,0% растворы полиакриламида, приготовленные на воде с суммарным содержанием солеи (NaCI,

CaCl2, MgCl2 и т.д.) 0,34. 13. 120 и 240 г/л, вводят при механическом перемешивании требуемое количество соответствующего анионного ПАВ и затем постепенно вводят неионогенное ПАВ до получения из мутного

раствора опалесциентного или прозрачного раствора. После этого при перемешивании в приготовленный раствор ПАВ с ПАА вводят требуемое количество 1 % водного раствора ХКК и ОХК или 1% солянокислотный

раствор БХК с добавкой восстановителя - неионогенного ПАВ (неонол или СНО-4Д).

Известные составы готовят также как и данные, но без добавления в раствор ПАА того или иного ПАВ.

У приготовленных составов определяют период гелеобразования или время начала гелеобразования путем визуального наблюдения за поведением состава. За период гелеобразования принято время выдержки

состава при 20 или 60°С, выше которого язык геля, сформированный при наклоне стакана с гелем, возвращается в стакан при возвращении его в вертикальное положение. Период гелеобразования приготовленных составов при 20 и 60°С приведен в таблице.

После выдержки приготовленных составов в течение 16-24 ч определяют реологические свойства гелей на реовискозиметре Хеплера.

Результаты определения реологических свойств приведены в таблице, из которой видно, что реологические (технологические) свойства данного состава значительно лучше известных составов. При этом, реологические свойства его выше суммы вязкостей известных составов, приготовленных с использованием только неионогенного или анионного ПАВ, т.е. данные составы, содержащие смесь анионного и неионогенного ПАВ, проявляют синергетический эффект по реологическим свойствам по сравнению с известными составами, содержащих либо анионный, либо неионогенный ПАВ (ср.состав 2 с 7 И10,3с8и11,4с9и12,14с16и 19,20 с 21 и 22,23 с 24 и 25.27 с 28 и 29, приготовленные при 20°С; и состав 42 с 47 и 50,43 с 48 и 51,44 с 49 и 52, приготовленных при 60°С). При этом синергетический эффект по реологическим свойствам проявляется только при весовом соотношении неионогенного к анионному ПАВ от 0,25 до 1,5. Однако при содержании в составе неионогенного ПАВ менее 0,2% (ср.составы 1 и 2 с 6), анионного ПАВ менее 0,4% (ср.составы 4 и 5 с 13), полиакриламида менее 0,15% (ср.составы 30 и 31), хромсодержащего вещества менее 0,003% (ср.составы 32 и 33 с 37) в данном составе реологические свойства его несущественно отличаются от реологических свойств известных составов. Поэтому нижним пределом содержания компонентов в данном составе является для неионогенного ПАВ 0,2, анионного ПАВ 0,4, полиакриламида 0,15 и хромсодержащего вещества 0,003 мас.%, за верхний предел содержания компонентов в данном составе принимаем, исходя из технико-экономических соображений (высокая стоимость состава и большой расход компонентов), для неионогенного ПАВ 0,6 (см.составы 4,5,15 с 17 и 18), анионного ПАВ 0,8 (см.составы 1,2 и 6), полиакриламида 1,0 и хромсодержащего вещества 0,04 мас.% (см.составы 14 и 34).

Из приведенных данных результатов исследования реологических свойств составов видно также, что составы, приготовленные на смеси ПАВ и на воде с суммарным содержанием солей ниже 13 г/л, не проявляют синергетический эффект по реологическим свойствам (ср.состав 38 с 39 и 40). Исходя из этого, для приготовления данных составов используют воду с содержанием

солей не ниже 13 г/л. За верхнее содержание солей в воде, используемой для приготовления данных составов, принято 240 г/л (пластовая вода), так как на этой воде наблюдается синергетический эффект (ср.состав 27 с 28 и 29).

П р и м е р 2. Изоляционные свойства приготовленных составов определяют на приборе Реогель-001 с измерительным узлом типа коаксиальных цилиндров с вращением внешнего цилиндра под действием приложенной нагрузки. Приложенное напряжение, соответствующее максимальному углу закручивания, рассматривается как предел прочности (PR) структуры гегя. Сшитую систему получают непосредственно в измерительном узле прибора, чтобы избежать разрушения сшитой структуры при загрузке.

Прочность гелей некоторых приготовленных составов приведена в таблице, из которой видно, что прочность геля данного состава значительно выше прочности геля известных составов (ср.состав 2 с 7 и 10,14 с 16 и 19,27 с 28 и 29).

Таким образом, использование смеси неионогенного и анионного ПАВ в данных составах, приготовленных на воде с содержанием солей 13-240 г/л, существенно улучшает его технологические и изоляционные свойства и прочность и, следовательно, повышает его эффективность при изоляции водопритока в скважину по сравнению с известными составами,

Технология применения 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 выдержка в пласте в течение 16-24 ч и пуска скважины в

эксплуатацию для нефтяных скважин или закачки воды для нагнетательных скважин. Использование данного состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные

скважины и может быть применено для регулирования разработки месторождений при заводнении, что приведет к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважинооперацию.

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритока в скважину, включающий полиакриламид,

анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), хромсодержащее вещество и растворитель, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических и изоляционных свойств состава, он до- полнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество при массовом соотношении неионогенного ПАВ к анионному ПАВ от 0,25 до 1,5, в качестве хромсодержащего вещества - хроматы или бихроматы одновалентных катионов, или хромовые квасцы, или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома, а в качестве растворителя - минерализованную воду с общей

Составы для изоляции водопритока в с (составы 1-)0) и при 60°С (составы

ерализацией 13-240 г/л при следующем ношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид0,15-1,00

Анионное ПАВ0,40-0,80

Неионогенное ПАВ0,20-0,60

Хроматы или бихроматы одновалентных катионов, или хромовые квасцы, или отходы хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома 0,003-0,040 Минерализованная вода с общей минерализацией 13-240 г/лОстальное

свойства при 20°С

Сущность изобретения: состав содержит 0,15-1,00% полиакриламида, 0,40- 0,80% анионного ПАВ, 0,20-0,60% неионогенного ПАВ, 0,003-0,040% хрома- тов или бихроматов одновалентных катионов, или хромовых квасцов, или отходов хромовых квасцов с содержанием 2,7-5,0% трехвалентного хрома, минерализованную воду с общей минерализацией 13-240 г/л - остальное. Полиакриламид используют с мол. м. 12-15 млн. и степенью гидролиза 15-24%. В качестве анионного ПАВ используют алкилбензолсульфонат (сульфонол) или нефтяной сульфонат (карпатол). В качестве неионогенного ПАВ - неоноп АФд-12 или СНО-4Д. На минерализованной воде готовят раствор полиакриламида. Вводят при перемешивании анионное ПАВ. Добавляют неионогенное ПАВ до получения опалес- циентного или прозрачного раствора Вводят хроматы с добавкой неионогенного ПАВ. 1 табл. сл С