ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА Советский патент 1995 года по МПК E21B33/138 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции проницаемых пластов, характеризующихся трещиноватыми породами.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции за счет улучшения физико-механических свойств.

Поставленная цель достигается известным составом, включающим водорастворимый полимер, хлорид железа, карбонат натрия и воду, дополнительно содержащим регулятор гелеобразования смесь соляной кислоты и хлорида калия в соотношении 1: 1, а в качестве водорастворимого полимера карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбоксиметил- целлюлоза (КМЦ) 3,5-4,0 Хлорид железа 0,5-0,6 Карбонат натрия 0,1-0,2 Регулятор гелеобразо- вания смесь соляной кислоты и хлорида калия в соотношении 1:1 1,2-1,4 Вода Остальное
КМЦ используют по ТУ 481-62, хлорное железо по ГОСТ 111-59-76, карбонат натрия по ГОСТ 5100-85Е, соляную кислоту по ГОСТ 857-88, хлорид калия по ГОСТ 4568-83.

Рабочий интервал рН для данного состава, равный 1-3, поддерживают буферной смесью в соотношении компонентов смеси 1:1, взятыми с учетом расхода кислоты на образование углекислого газа.

При рН ниже 1 возможно выпадение в осадок целлюлозогликолевой кислоты, т.е. кислотная деструкция карбоксиметилцеллюлозы.

При рН выше 3 катион железа выводится из системы в виде осадка, нарушая процесс гелеобразования.

В рабочем интервале катионы железа образуют поперечные связи за счет сшивки карбоксиметильных групп молекулы КМЦ и ее последующей агрегации.

В результате описанного физико-химического процесса жидкая полимерная система переходит в прочное гелеобразное состояние. Кроме того, гель насыщается пузырьками углекислого газа, образованными при взаимодействии соляной кислоты и карбоната натрия, которые при перемешивании равномерно распределяются по объему, оказываясь надежно закупоренными в плотной вязкой массе геля. Гель, насыщенный пузырьками углекислого газа, меньше реагирует на перепады давления, повышая качество изоляции.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Для приготовления 1 кг геля смешивают 35 г (3,5 мас.) карбоксиметилцеллюлозы, 200 г (20 мас.) воды и 1 г (0,1 мас.) карбоната натрия.

Отдельно готовят раствор, состоящий из 6 г (0,6 мас.) хлорида калия, 6 г (0,6 мас.) соляной кислоты в пересчете на 100%-ную или 14,2 мл 36%-ной соляной кислоты, плотностью 1180 кг/м³, содержащей 6 г соляной кислоты и 10,7 г воды, 5 г (0,5 мас.) хлорного железа и 736,6 г воды.

Кислый раствор хлорного железа вливают при перемешивании в щелочной раствор полимера.

Время образования геля 2,2 мин, плотность 1021 кг/м³ статическое напряжение сдвига через 10 мин 88 Па, динамическая вязкость через 10 мин 430 Па˙с, усадки в пресной воде не наблюдают, в минерализованной при концентрации хлорида натрия 350 кг/м³ 16%
Водопроницаемость и газопроницаемость песчаников, блокированных таким отвержденным составом, отсутствует.

П р и м е р 2. Готовят 1 кг геля следующего состава, мас./г: Карбоксиметил- целлюлоза 4,0/40 Хлорное железо 0,6/6 Карбонат натрия 0,2/2 Хлорид калия 0,7/7 Соляная кислота 0,7/7 (в 16,5
мл 36%-ной
соляной кисло-
ты содержится
7 г НСl и
12,4 г воды) Вода 93,8/938
(для приготов-
ления геля
925,6 г воды).

Проводят все операции так, как указано в примере N 1.

Время образования геля 2,0 мин, плотность 1010 кг/м³, динамическая вязкость через 10 мин 695 Па˙с, статическое напряжение сдвига через 10 мин 93 Па, усадки в пресной воде не наблюдают, в минерализованной 13%
Водопроницаемость и газопроницаемость песчаников, блокированных таким отвержденным составом, отсутствует.

П р и м е р N 3. Готовят 1 кг геля следующего состава, мас./г: Карбоксиметил- целлюлоза 3,7/37 Хлорное железо 0,55/5,5 Карбонат натрия 0,15/1,5 Хлорид калия 0,65/6,5 Соляная кислота 0,65/6,5
(в 15,3 мл
36%-ной соля-
ной кислоты
содержится
6,5 г НСl
и 11,6 г воды) Вода 94,3/943
(для приготов-
ления геля
931,4 г
воды).

Проводят все операции так, как указано в примере N 1. Время образования геля 2,0 мин, плотность 1016 кг/м³ статическое напряжение сдвига через 10 мин 92 Па, динамическая вязкость 544 Па˙с, усадки в пресной воде не наблюдают, в минерализованной 12%
Водопроницаемость и газопроницаемость песчаников, блокированных таким отвержденным составом, отсутствует.

Для удобства данные по примерам сведены в таблицу.

Применение состава позволит повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтегазодобывающие скважины.

По сравнению с прототипом высокие изоляционные свойства состава: отсутствие водо- и газопроницаемости (у прототипа газопроницаемость уменьшается только на 10% водопроницаемость на 6%) обусловлены физико-механическими свойствами состава: статическое напряжение сдвига через 10 мин повышается в 2,8-3,1 раза, динамическая вязкость через 2 ч составляет 430-695 Па˙с, усадка в пресной воде отсутствует.

Сущность изобретения: состав содержит, мас. %: 3,5-4,0 КМЦ, 0,5-0,6 хлорида железа, 0,1-0,2 карбоната натрия, 1,2-1,4 регулятора гелеобразования (смесь HCI:KCI =1:1), воду - остальное. Смешивают КМЦ с водным раствором карбоната натрия. Готовый кислый раствор хлорного железа. В водный раствор хлорного железа прибавляют смесь HCL и KCL. Перемешивают щелочной раствор полимера с кислым раствором хлорного железа. Характеристики состава: водо- и газопроницаемость отсутствуют; статическое напряжение сдвига через 10 мин повышается в 2,3-3,1 раза, динамическая вязкость 430-695 Па с через 2 ч; усадка в пресной воде отсутствует. 1 табл.

ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ ТАМПОНАЖНЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА, включающий водорастворимый полимер, хлорид железа, карбонат натрия и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности изоляции за счет улучшения физико-механических свойств, он дополнительно содержит регулятор гелеобразования смесь соляной кислоты и хлорида калия в соотношении 1:1, а в качестве водорастворимого полимера карбоксиметилцеллюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.

Карбоксиметилцеллюлоза 3,5 4,0
Хлорид железа 0,5 0,6
Карбонат натрия 0,1 0,2
Регулятор гелеобразования смесь соляной кислоты и хлорида калия в соотношении 1:1 1,2 1,4
Вода Остальное