Гелеобразующий тампонажный состав Советский патент 1992 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтяных скважинах и регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен способ обработки формации лигносульфонатным гелем, активизированным солью кремниевой кислоты. Весовое соотношение SI02 и лигносульфоната находится в пределах 0,2:1-1:1 1. Однако он имеет следующие недостатки:

-короткий период загустевания геля при высоких температурах, что ограничивает объем закачиваемого геля;

-чувствительность к воздействию солей, что вызывает необходимость использо- вания пресной воды, а также преждевременное гелеобразование в пластах, содержащих растворимые соединения.

За прототип принят гелеобразующий состав 2. Он включает лигносульфонаты, хроматы, карбоксиметилцеллюлозу, при

следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Карбоксиметилцеллюлоза1,0-6,0 Лигносульфонаты 0,10-25,00 Хроматы 0,25-5,00 Вода Остальное Он имеет следующие недостатки: наличие КМЦ в его составе увеличивает вязкость, т. е. ухудшается его подвижность, и тем самым ограничивается его область применения, особенно для скважин, вскрывших низкопроницаемые коллектора, и уменьшаются объемы закачки составов, что существенно влияет на качество ремон- тно-изоляционных работ.

Цель изобретения - повышение эффективности действия гелеобразующего тампо- нажного состава за счет увеличения его фильтрационной способности и повышения прочности геля.

Для этого гелеобразующий тампонаж- ный состав, включающий лигносульфонаты, карбоксиметилцеллюлозу. бихромат натрия

(Л

С

vi

VJ

О VI О

о

или калия и воду, дополнительно содержит хлористый кальций, причем в качестве кар- боксиметилцеллюлозы содержит карбокси- метилцеллюлозу, модифицированную препаратом ОС-20 на основе полиоксиэти- ленгликолевых эфиров высших жирных спиртов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

лигносульфонаты3,0 - 6,0

карбоксиметил-

целлюлоза, модифицированная препаратом ОС-20 на основе полиэтиленгликолевых эфиров

высших жирных

спиртов2,0 - 8.0

бихромат натрия или калия1,5 - 3,0

кальций

.хлористый1,2-5,0

водаОстальное

Основой состава являются лигносульфонаты (ЛСТ) - отходы целлюлозно-бумажной промышленности; поставляют их в сухом или жидком виде. Для получения состава применялись сухие порошкообразные ЛСТ марки Е целлюлозно-бумажного завода, г. Советска, Калининградской области. ТУ 13-0281036-05-89.

Карбоксиметилцеллюлоза, модифицированная препаратом ОС-20, образуется в виде натриевой соли при взаимодействии щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или ее натриевой солью в присут- ствии препарата ОС-20, представляющего собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов.

Процесс получения описан в Методике модифицирования КМЦ препаратом ОС-20.

Препарат ОС-20 выпускается по ГОСТ 10730-82 двух марок А и Б и представляет собой при 20° С воскообразную чешуйчатую или твердую массу от светло-желтого до коричневого цвета.

Преимущество КМЦ ОС-20 перед обычным КМЦ заключается в том, что он обладает свойствами, присущими поверхностно-активным веществам (ПАВ), то есть понижает вязкость состава и поверхностное натяже- ние, вследствие адсорбционного эффекта, и свойствами обычного КМЦ, т. е. повышает прочность геля.

Наличие КМЦ ОС-20 в гелеобразующем составе делает его более подвижным и прочным по сравнению с прототипом. Это позволяет предлагаемый состав закачивать в больших объемах, и создавать изолирующие экраны на большом радиусе от ствола

скважины, что существенно улучшит качество ремонтно-изоляционных работ.

В качестве сшивающих агентов, с целью ускорения процессов гелеобразования при температурах 82-105° С, применяются соли бихромовой кислоты (NaaCrzOy и ). В результате взаимодействия ЛСТ с бихрома- тами происходит снижение валентности иона до при малом изменении вязкости раствора и отсутствии структурной вязкости, затем происходит образование поперечных молекулярных связей (сшивка), в результате реакции Сг+3 и с молекулами КМЦ ОС-20. Это приводит к значительному возрастанию вязкости, и в конечной стадии этой реакции получается гель. Увеличение прочностных характеристик геля достигается в результате образования структур между макромолекулами КМЦ ОС- 20 и цепей КМЦ ОС-20 - ЛСТ - КМЦ РС-20. ЛСТ-КМЦ ОС-20-ЛСТ.

Гелеобразующий состав готовят путем смешения водных растворов, входящих в него ингредиентов в цементировочном агрегате (ЦА). Для приготовления составов можно применить любую воду, даже высокоминерализованную. Время гелеобразования можно регулировать изменением количества бихромата и CaCla. Оно чувствительно к температуре и должно определяться применительно к соответствующим пластовым условиям.

Зависимость величины структурно-механических свойств составов от содержания составляющих ингредиентов и температур представлена в табл.1.

Для сравнения составов проведены экспериментальные исследования по определению предельного градиента давления, при котором изоляционная структура разрушается при различных значениях ингредиентов. Наиболее оптимальные соотношения компонентов, как видно из табл. 1, отвечают составам 2,3,4. При изменении содержания компонентов в сторону уменьшения от оптимальных значений гели не образуются, а в сторону увеличения - возрастает вязкость, ухудшаются реологические характеристики.

Из данных табл. 1 видно, что предлагаемые составы примерно на порядок улучшают прочностные свойства структуры по сравнению с составом по прототипу.

Проведены лабораторные работы по вытеснению из двухслойной модели пласта нефти - водой, при моделировании процесса ограничения водопритока с использованием предлагаемого гелеобразующего изолирующего состава и состава по прототипу. Все экспериментальные исследования проводились при гидродинамических

параметрах, соизмеримых с единичными параметрами реальных пластовых систем.

Результаты представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что эффективность при использовании предлагаемого состава увеличилась на 30%.

Формула изобретения

Гелеобразующий тампонажный состав, включающий лигносульфонэты, карбокси- метилцеллюлозу, бихромат натрия или калия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности действия за счет увеличения фильтрационной способности состава и повышения прочности геля, он дополнительно содержит хлористый кальций, причем в качестве карбоксиметилцеллюлозы содержит кар- боксиметилцеллюлозу. модифицированную

0

препаратом ОС-20 на основе полиоксиэти- ленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

лигносульфонаты3-6

карбоксиметил- целлюлоза. модифицированная препаратом ОС-20 на основе полиоксиэти5

0

ленгликолевых эфиров высших жирных спиртов бихромат натрия или калия хлористый кальций вода

2-8 1.5-3,0

1,2-5,0 остальное

Таблица 1

Таблица 2

Состав содержит, мас.%: лигносульфо- нат 3,0-6,0. карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), модифицированная препаратом ОС- 20 на основе полиоксиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов, 2,0-8,0, бихромат Na или К 1,5-3,0, CaCIa 1,2-5,0, вода - остальное. Компоненты механически смешивают. Цель состава: повышение фильтрационной способности и прочности геля. 2 табл.