Способ получения пенообразующего состава Советский патент 1992 года по МПК E21B43/32 

Изобретение относится « к нффтедо- , бывающей промышленности, в частности к способам получения пенообразующих составов для ограничения водопритоков в скважины.

Известен способ получения пенооб- разующего состава, включающий перемешивание поверхностно-активного вещества, воды и стабилизатора. Недостаточно высокая устойчивость получаемой этим способом пены, снижает эффективность ограничения водопритоков в скважину

Наиболее близким к предлагаемому (прототипом и базовым объектом) является способ получения пенообразующего

состава для ограничения водопритока в скважину, включающий перемешивание пенообразователя и углеводорода с последующим вводом в эту смесь хлористого кальция и частичное разбавление водой и введение остального количества воды перед использованием состава.

Недостатком этого способа является невысокая устойчивость получаемой пены, отрицательно влияющая на изолирующую способность состава.

Цель изобретения - улучшение изолирующей способности состава за счет повышения устойчивости пены.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе получения

XI

VJ оо ю

00

со

пенообразующего состава, включающем перемешивание пенообразователя и углеводорода с последующим вводом в эту смесь хлористого кальция, частич ное разбавление водой и введение остального количества воды перед его использованием, дополнительно, перед смешиванием пенообразователя с углеводородом, в углеводороде растворя- ют полиизобутилен, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиизобутилен 0,1-0,5 углеводород 1,0-2,5 пенообразователь 0,,0 хлористый кальций 1,0-3,0 . водаостальное

В качестве пенообразователя используются сульфонол, ОП-10, МЛ-80 и др„ ПАВы.

В качестве углеводородов используются нефть, вазелиновое масло, керосин и др.

Полиизобутилен является продуктом низкотемпературной полимеризации изо бутилена, имеет структурную формулу

СН3 I СН3

-Г«Ч-|-т-снг

СН3 , СН3

и представляет собой высокомолекуляр ное соединение, бесцветный каучуко- подобный продукт о Каучукоподобный пластичный полиизобутилен с молекул лярным весом 80000-200000 и плотностью 0,93 г/см3 образуется при 103°С, растворим в углеводородах и не растворим в воде.

Пенообразующий состав готовят,следующим образом. В емкость с мешалкой подают углеводород и полиизобутилен. 5 Тщательно перемешивают и в полученный углеводородный, раствор полииэо- бутилена вводят пенообразователь (ПАВ), хлористый кальций и после добавления воды от ее общего коли- и чества вновь всю массу перемешивают. Частичное растворение водой применяется для удобства последующей транспортировки состава от места изготовления до места использования.Остальное количество воды вводят непосредствен- ™ но перед закачкой состава в скважину.

В зависимости от соотношения ингредиентов плотность получаемого состава

998-1028 кг/м3, вязкость 4, 11,836 мПа-с, кратность образующейся пены 3,2-4,3„

Предварительное растворение поли- изобутилена в углеводороде перед введением пенообразователя приводит к накоплению его молекул на внешней поверхности пленки пузырьков газа (из-за нерастворимости в воде они вытесняются на границу раствор-воздух), что придает дополнительную механическую прочность пленке и существенно / уменьшает диффузию воздуха (газа) через межпузырьковые пленки, связанную с разностью давлений в различных по величине пузырьках. В результате.повышается устойчивость пены.

Проверка эффективности предлагаемого состава осуществлялась в лабораторных условиях путем оценки прочности образующейся пленки,стабильности пены и изменения фазовой проницаемости пористой среды для воды после обработки ее предлагаемым раствором. Все эти показатели сопоставлялись с аналогичными показателями базового объекта

Для проведения экспериментов были подготовлены 90 пенообразующих составов с различными соотношениями компонентов по 100 смэ каждый (табл. 1)„

В качестве ПАВ использовался суль- фанол (составы 1-30), МЛ-80 (составы 31-60) и ОП-10 (составы 61-90).

В качестве углеводородов - вазелиновое масло (составы 1-10, 31-39, 61-70), нефть (составы 11-19, 40-48, 71-79) и керосин (составы 20-30, 49-59, 80-90).

Составы 1,2,11,20,21,31,32,40,49,50, 61,62,71,80 и 81 приготовлены в соответствии с базовым объектом. Остальные - в соответствии с предлагаемым решением.

В первой серии экспериментов оценивалась устойчивость пен, образующихся из базового и предлагаемого составов после перемешивания их в течение. мин в мешалке с h 500Q об/мин Устойчивость пен оценивалась по времени выделения из нее 50 объема приготовленной жидкости,,

Результаты экспериментов приведены в графе 6 табл. 1„

Из анализа данных табл. 1 следует что во всех случаях пена, приготовленная на основе предлагаемого составэ значительно устойчивей пены, приготовленной на основе базового состава.

Вне зависимости от вида выбранного углеводорода устойчивость пены по сравнению с базовым объектом возрастает в 1,7-6,2 раза. Однако наибольшие абсолютные значения устойчивости пены достигаются рри использовании керосина в качестве углеводородной составляющей состава.

Наилучшие результаты с технической точки зрения и целесообразные с экономической точки зрения достигаются при изменении содержания ПАВ от 0,75 до ,0%, углеводородной составляющей от 1,0 до 2,5%, хлористого кальция от 1,0 до 3,0% и поли- изобутилена от 0,1 до 0,5%,

Во второй серии экспериментов, результаты которых сведены в табл. 2, сопоставлялись прочностные характеристики пен, приготовленных на основе базового и предлагаемого составов.

Прочность пленок пен оценивалась по методу Максвелла. Лля этого на проволочной рамке с одной подвижной стороной создавали пленку.пены и подвешиванием на подвижную сторону рамки разновесов определяли удельную нагрузку, необходимую для разрыва пленки „

Эксперименты проводились на базовых составах 1 и 20 и предлагаемых составах 10 и 29, оптимальное сооотно шение компонентов которых приведено в табл. 1 о

Как видно из данных табл. 2 прочность пленок пен, приготовленных на основе предлагаемого состава в 1,5 2,9 раза превышает прочность базового состава.

Учитывая, что эффективность применения пен в значительной степени заг., висит от их адгезии к поверхности поровых каналов призабойной зоны скважин, были произведены замеры кра- евого угла смачивания пузырька пены (9) к твердой поверхности0 В эксперименте использовались базовый состав 20 и предлагаемый состав 29, соотношение компонентов которых приведено в табл. 1. В результате установлено, что для базового состава 9 63 град, а для предлагаемого - 9 8,5 град., т.е. прочность прилипания пузырька

пены предлагаемого состава значительно выше, чем известного состава,,

Сопоставительная оценка влияния предложенного состава и прототипа на изменение водопроницаемости пористой среды исследовалась на моделях, созданных из кварцевого песка. Модель имела воздухопроницаемость 12,3 MKMf,,

пористость 29-31%, длину 130 см, диаметр 2,6.см, объем пор 216 см. Опыты проводились следующим образом Перед каждым экспериментом модель пласта вакуумировалась и насыщалась плас5 товой водой (хлоркальциевого типа). Фильтруя воду через пористую среду при постоянном перепаде давления (350 см вод.ст„) определяли ее водопроницаемость - 2,8 Затем в насыщенную модель пласта со стороны выхода закачивали пену 0,2 объема пор, приготовленную на основе предлагаемого состава 29 и состава 20 по прототипу. Система поддерживалась в тече5 ние 2k часов и вновь определялась водопроницаемость пористой среды в тех же условиях.

Результаты экспериментов представлены в табл.3.

Из анализа данных табл. 3 следует, что непосредственно после обработки предлагаемым составом водопроницаемость пористой среды уменьшилась с 2,8 до 1,1 мкм2, т.е. в 2,55 раза.

5 В то же время после обработки базовым составом проницаемость пористой среды снизилась с 2,8 только до

0

0

1,8

мкм

т.е. только в 1,6 раза.

Полное восстановление водопрони- цаемости пористой среды, обработанной предлагаемым составомtпроизошло после прокачки 30 объем пор обрабоанной зоны, а при использовании 6at- зового состава полное восстановление водопроницаемости произошло уже после прокачки 20 объемов пор обработанной зоны о

Таким образом, применение предлагаемого состава позволит увеличить не только степень изоляции водо притоков, но и значительно (приблизительно в 1,5 раза) увеличит периодичность проведения водоизоляцион- ных обработок скважин.

gg

55

Формула изо

Способ получения состава, включающий нообразователя и углеводорода с пос ледующим вводом в эту смесь хлористого кальция и частичное разбавление водой, введение остального количества воды перед его использованием, о т пинающийся тем, что,с целью улучшения изолирующей способнос ти состава за .счет повышения устойчивости пены, дополнительно перед

2838

смешиванием пенообразователя с углеводородом в углеводороде растворяют полиизобутилен, при следующем соотношении компонентов, мас.:

полиизобутилен углеводород пенообразователь хлористый кальций вода

0,1-0,5 1,0-2,5; 0,75-М,

остальное.

Использование: нефтегазодобываю- щая промышленности, технология получения пенообразующих составов для ограничения водопритоков в скважины. ЛДелГ- улучшение изолирующей способ- . ности состава за счет повышения устойчивости пены. Сущность изобретения: в емкости с мешалкой растворяют в углеводороде полиизобутилен. В раствор вводят пенообразователь, хлористый кальций и частично разбавляют водой. Остальное количество воды вводят перед использованием состава„ Соотношение компонентов, мас.%: полиизобуч тилен 0,1-0,5; углеводород 1,0-2,5; пенообразователь 0,75-,0; хлористый кальций 1,0-3,0; вода - остальное. Положительный эффект: понижение водопроницаемости пористой среды в 2,5 раза, увеличение периодичности изоляi 1,5 раза. 3 табл. водо.- изоляционных обработок скважин в

Таблица

Сопоставительные данные об устойчивости пен на основе базового объекта к предлагаемого решения при различных соотношениях

компонентов

Сульфанол

Вазелиновое масло

Базовый объект

керосин сульфанол

Базовый объект

1

Предлагаемый состав

Предлагаемый состав

Продолжение табл. 1

Прелагаемый состав