Состав для изоляции водопритока в скважину Советский патент 1993 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтедобывающие скважины, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Целью настоящего изобретения является улучшение качества состава для повышения водоизоляционных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции водопритока в скважину, включающий гидролизованный полимер, калийхромовые квасцы и воду, содержит в качестве полимера сополимер стирола и малеинового ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гидролизованный сополимер и стирола и мэлеи- нового ангидрида 2,3-8,5 калийхромовые квасцы 0,04-0.14 вода остальное.

Использование предлагаемых составов позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и по регулированию профиля приемистости сложно-неоднородных нефтяных и нефтегазовых залежей, что приводит к повышению продолжительности эффекта и увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважино-операцию, а также позволит заменить полиакриламид (в том числе и импортный) на недефицитный реагент отечественного производства.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Структурированные системы полимер- вода, широко используемые в нефтедобыче, характеризуются устойчивостью к деформации, благодаря своему строению. Структурированные или сшитые системы - полимеры, звенья которых образуют единую, химически связанную пространственную сетку. Изел С

00

о

ю о

00

со

Ј

вестные составы, содержащие гидролизе- ванный полиакрилэмид, имеют структурную формулу вида:

ЙСН7-СН- СН2-СН Л /П . 1

мнг oNQjm

При растворении в воде полимер диссоциирует на ионы по карбоксильной группе R-COO и Na+. В присутствии сшивающего агента - хромовых квасцов, диссоциирующих в водном растворе на катионы Сг +, происходит структурирование или сшивка полимера, т.е. образуется макромолекула типа

с-о

о

rX°4p

1-ес-1

. Предлагаемый состав содержит в качестве полимера гидролизованный сополимер стирола и малеинового ангидрида, имеющий структурную формулу типа:

R-CH-civcH-cHtn И) с-о

V

CH-CHj-CH-CH-

& NaO она

m

-сн

О-Of I

NO-C-CH

и .

При растворении в воде полимер, как и по- лиакриламид, диссоциирует на карбокси- ионы 2R-COO и катионы 21Ма+. Но в отличие от полиакриламида сшивка катионами Сг3+ протекает по двум карбоксильным группам с образованием макромолекулы типа:

о -сн-сн- о ш-с-оч Ч

I -о с„То

Таким образом, образуется сшитый полимер с более плотной пространственной сеткой, чем полиакриламид, вследствие чего предлагаемый сополимер обладает более высокими структурно-механическими свойствами.

Предлагаемый состав проверен в лабораторных условиях в сравнении с известными.

Состав готовится следующим образом.

Расчетное количество сополимера растворяется в воде при перемешивании. Отдельно готовится водный раствор калийхромо- вых квасцов, растворы сополимера и калий- хромовых квасцов смешивают. Период геле- образования 6-24 ч в зависимости от концентраций компонентов.

0

Приготовленные растворы исследовались на реовискозиметре Реотест-2.

Для оценки структурно-механических свойств используемых полимерных матери- алов определялись следующие реологические характеристики:

/D2 динамическая вязкость - количественная характеристика свойства жидкости оказывает сопротивление перемещению одной части относительно другой при сдвиге, дПа с;

Т0 - предельное динамическое напряжение сдвига - прочность структурной сетки, которую необходимо разрушить для обеспечения течения в начальный момент, ДПа;.

J/пл - пластическая вязкость, т.е. вязкостное сопротивление течению полимера, дПа с;

РК - предел прочности, характеризуется переходом вязкости от практически бесконечного значения к низким значениям, дПа.

Водоизоляционные свойства определялись по следующей методике. В качестве насыпной модели пласта использовали керн длиной 0,5 м и диаметром 15 мм заполненный песком с размерами частиц 0,10- 0,35 мм. Нефть из нефтенасыщенного керна вытесняют пластовой водой до максимальной обводненности выходящих проб жидкости из керна и определяют начальную водопроницаемость-керна (например, в мл/5 мин) при избыточном давлении. Затем в керн закачивают приготовленный состав в количестве 2-х поровых объемов и через 24 ч закачивают пластовую воду и определяют конечную водопроницаемость керна при таком же избыточном давлении, затем рассчитывают относительное снижение исходной проницаемости керна (К0тн), рассчитываемой по формуле: К0тн Кн/Кк, где Кн и Кк - начальная (до закачки состава) и конечная (после закачки состава) проницаемость керна по воде.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Навеска 9,09 г 25%-ного водного раствора сополимера стирола и ма- п леинового ангидрида растворяется в 80 мл 0 проточной воды при перемешивании. Приготавливается водный раствор, содержащий 0,04 г калийхромовых квасцов и 10,87 мл проточной воды, который приливается к раствору сополимера при перемешивании. Динамическая вязкость состава при скорости сдвига 1,0 через 12 ч - 1203 дПас.

Вода не фильтруется через керн.S.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 36 г

0

5

0

0

5

25%-ного раствора сополимера и 50 мл проточной воды, и раствор кэлийхромовых квасцов, содержащий 0,15 г калийхромовых квасцов и 13,85 мл проточной воды.

Раствор представляет из себя рыхлую несвязанную массу, которая расслаивается через 12ч.

П р и м е р 3, Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 34 г 25%-ного водного раствора сополимера и 52 г проточной воды, с раствором, содержащим 0,04 г калийхромовых квасцов и 13,96 г проточной воды. Динамическая вязкость состава составляет 4993 дПа м.

Вода не фильтруется через керн.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 17,5 г 20%-ного раствора сополимера и 68,5 мл проточной воды, и раствор, содержащий 0,14 г калийхромовых квасцов и 13,86 мл проточной воды. Динамическая вязкость состава составляет 1815 дПа с.

Вода не фильтруется через керн.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1, смешивается раствор, содержащий 8 г 25%- ногр водного раствора сополимера в 80 г проточной воды, и раствор, содержащий 0,03 г калийхромовых квасцов и 11,97 мл проточной воды. Динамическая вязкость через 12 ч составляет 15 дПа с.

Коэффициент относительного снижения проницаемости К0тн составляет 860.

Вода фильтруется через керн.

Свойства составов (предлагаемых и известных) приведены в таблице, а на чертеже показаны кривые течения полимерных композиций, где 1-ВУГ: 2-ГОС: 3-ВУС; 4-со- став 3; 5 - состав 4 (1-3 - известные, 4 и 5 - предлагаемые, кривые сняты через 16 ч после приготовления при температуре 60°С).

В.таблице представлены результаты исследования свойств полимерных композиций при через 16ч после приготовления, где:

состав 6 - ВУГ - вязкоупругий гель, содержащий 1% ПАА, 0.1% хромпика, 0,1% натрия тиосульфата;

состав 7 - ГОСТ, содержащий 1 % ПАА, 1% КССБ, 0,2% хромпика:

состав 8 - ВУС, содержащий 1 % ПАА, 0,03% калийхромовых квасцов.

Как видно из таблицы и чертежа предлагаемые составы 2,3,4 имеют структурно-ме- ханические свойства, превышающие свойства известных систем (ВУГ, ГОС, ВУС), причем имеют показатели в 10-100 раз больше, чем известные. Надо еще раз указать, что эти данные приведены для сшитых систем, а приготовленные композиции представляют собой маловязкие подвижные жидкости, легко закачиваемые в скважину. При температуре пласта (около 60°С) составы сшиваются с образованием резино- подобного материала, но не твердеющего.

Товарная форма сополимера - в виде порошка, или смолообразная жидкость (ТУ 6-01-402-75), хромкалиевые квасцы (ГОСТ 4162-71).

Формула изобретения Состав для изоляции водопритока в скважину, включающий полимер, калийхро- мовые квасцы и воду, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения качества состава для повышения водоизоляционных свойств, он в качестве полимера содержит гидролизованный сополимер стирола и ма- леинового ангидрида при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидролизованный сополимер стирола и малеино- вого ангидрида2,3-8,5 калийхромовые квасцы 0,04-0,14 вода остальное.

Продолжение таблицы

Сущность изобретения: состав содержит мас.%) гидролизованный сополимер стирола и малеинового ангидрида 2,3-8,5, калийхромовые квасцы 0,04-0,14, вода остальное. Сополимер растворяют в воде. Готовят водный раствор калийхромовых квасцов. Водные растворы сополимера и квасцов смешивают. Характеристика состава: динамическая вязкость 1203-4993 дПа с при скорости сдвига 1,0 с 1, пластическая вязкость 920-1393 дПа с, предельное динамическое напряжение сдвига 500-3600 дПа, предел прочности 800-6000 дПа, коэф. относительного снижения проницаемости оо. 1 табл., 1 ил.

fffffff

Ш0 3000 4000 5М0 6000 Т, fad //ff/rpfwewe cffoea