Способ получения добавки к воде, нагнетаемой в нефтяной пласт Советский патент 1993 года по МПК E21B43/20 

Изобретение относится к нефтедобыче, тсчнее к повышению эффективности зэвод- н ния нефтяных пластов.

Цель изобретения - увеличение нефтеотдачи за счет более эффективной изоляции гидропроводных зон пласта полимерно-ге- л« выми системами в процессе заводнения.

Сущность изобретения состоит в том, что за счет создания новых типов сшиваю- Щ1х цепочек, возникающих при термиче- ci ой имидизации полиакриламида в KJисталлических областях твердой фазы, происходит образование гелевых частиц с белее прочной структурой, чем при получении гелевых частиц по известному способу. Этот процесс можно представить схемой

Н-С4)Н-С-Н Н-С-НН-С-Н

H-i-CW-0-41 + HN - )С-С-Я Н-С-С(0)-0-«-0- 0)С-С-Н +МН3 и ллuuU/ UUPU.

н-о-и н

Н-С-Н Н-С-Н

Кроме имидизации, возможны и другие процессы, связанные с термическим превращением аминогрупп, в частности вероятен процесс образования диазогрупп. На их образование указывает появление в ряде случаев желтой окраски, характерной для некоторых диазокрасителей.

Выделяющиеся при термообработке низкомолекулярные продукты разложения (аммиак, вода) вытесняют кислород воздуха из норовых каналов гранул полиакриламида, что препятствует протеканию процессов деструктивного окисления. Это повышает скорость процесса сшивания и снижает скорость процесса деструкции. В результате полимер: образуется редкосшитый полимер, т.е. полимер,-обладающий большой набухаемостью. При смешении с водой полученная таким образом добавка образует фрагментальную полимерно-гелевую систему, которая обладает высокой способностью закупоривать поровые каналы и трещины в пласте. Это приводит к измене-.

у

Ъ

00

со

VI

о

ел

нию потоков нагнетаемой воды в необвод-, ненные области продуктивных горизонтов и увеличению нефтеотдачи пласта,

При реакции способа получения добавки необходимо контролировать процесс внутричастичной и межчастичной сшивки. Для получения порошкообразного продукта, который можно непосредственно использовать в условиях нефтепромыслов, необходимо стремиться к снижению количества межчастичных сшивок. Это достигается использованием механической обработки исходного порошкообразного полимера до, в процессе или после его термической обработки. Использование предварительной механической обработки во многих случаях позволяет образовать блок из спекшихся частиц при сравнительно низких температурах термообработки. При более жестких режимах термообработки необходимо перемешивание порошка в процессе или после термообработки.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что обработку порошкообразного полиакриламида осуществляют путем последовательной или одновременной термической обработки и перемешивания, причем термическую обработку производят при 150-250°С в течение 0.5-2,5 ч. При температуре термообработки менее 15,°С и ее продолжительности менее 0,5 ч процесс сшивания идет неэффективно или вообще не происходит, При температурах более 25°С происходит чрезмерная сшивка и разложение полимера, сопровождающееся выделением газов с характерным запахом. Набухаемость сухих полимерных гелевых частиц при этом снижается, что приводит .к снижению закупоривающих свойств: полимерно-гелевых систем, получаемых на основе предлагаемой добавки. При продолжительности термообработки более 2,5 ч происходит спекание частиц и образуется моноблок, Поэтому продолжительность термообработки ограничена 2,5 ч.

Необходимость-перемешивания во время или после термической обработки вызвана спека.нием массы порошка полиакриламида в единый блок, который не может быть использован как добавка к воде, закачиваемой в нефтяной пласт. Таким образом, каждый из заявляемых отличительных признаков является необходимым, а все вместе достаточными для реализации заявляемого способа.

Указанные отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию новизна. Признаки, отличающие заявляемое техническое решение не выявлены в других технических

решениях в данной области, т.е. соответствуют критерию существенные отличия.

Примеры конкретного выполнения данного способа приведены в нижеследующих

примерах.

Пример 1. Берут 10кг порош кообраз- ного полиакриламида с содержанием влаги 1% и помещают в цилиндрический сосуд. Сосуд с полимером помещают в воздушный

0 термостат, в котором автоматически поддерживается постоянная температура 200°С, После часа термической обработки сосуд с продуктом извлекают из термокамеры, зацепляют в держателе и производят

5 перемешивание при помощи мешалки. Перемешивание продолжают до образования однородного сыпучего порошка.

Полученная добавка исследована в составе полимерно-гелевой системы, получае0 мой путем смешения воды с 0,2% полученной добавки, Для определения качества получаемой добавки в отношении ее влияния в составе полимерно-гелевой системы на процессы фильтрации в нефтяном

5 пласте исследован показатель фильтрации полимерно-гелевой системы. Этот показатель определяется на калиброванном сетчатом фильтре с размером ячеек 50 мкм. Такой фильтр является моделью промытых зон

0 нефтяного пласта, поэтому показатель фильтрации ПГС, определенный на.этом фильтре, может служить для оценки влияния добавки на эффективность ее воздействия на величину неотдачи. Чем ниже показатель

5 фильтрации на единицу концентрации вводимой добавки, тем выше закупорка гидропроводных зон пласта, больше охвата пласта заводнением и больше величина нефтеотдачи.

0 За меру величины фильтрации принимали количество жидкости в мл, которое фильтруется через сетчатый фильтр диаметром 1 см с размером ячеек 50 мкм при перепаде давления 1 атм в течение 2 мин, отнесенной

5 к площади фильтра.

Для полученной в данном примере добавки показатель фильтрации в сравнении с прототипом снизился с 40 до 2 мм. Таким образом, можно говорить о том, что пол0 ученная по данному способу добавка для получения полимерно-гелевых систем является более эффективной, чем добавка, пол- ученнаяло способу-прототипу.

Пример 2, Для одновременной тер5 мической и механической обработки порошкообразного полиакриламида модельная установка, включающая цилиндрический обогреваемый снаружи реактор с рабочим объемом 250 мл и диаметром 5 см. Внутри реактора расположен шнековый транспортер. Шнековый транспортер осуществляет ввод, вывод порошкообразного полимера в ;зону реактора и механическое перемешива- ние полимера в процессе термической обработки полимера.

В реактор в течение 1 ч подают 100 г порошкообразного полиакриламида. Внут- ри реактора поддерживается температура 200°С. В результате прохождения порошко- |образного полимера через реактор на выхо- 1де была получена порошкообразная 1добавка к воде для получения полимерно- (Гелевой системы. Показатель фильтрации этой системы при концентрации добавки iO,25% составил 2 мм. Этот показатель вы- iuie, чем в случае полимерно-гелевой системы той же концентрации, полученной по способу-прототипу (см. таблицу).

Пример 3. Результаты получения свойств воды, которые модифицированы до- ;бавкой, полученной при различных режи- iMax обработки, приведены в таблице.

Как видно из результатов, представленных в таблице, в случае отсутствия механической обработки обрабатываемого полимера происходит образование блоков - спекшихся кусков полиакриламида. Этот блок не может быть непосредственно использован для приготовления полимерно- гелевых систем.

При температуре обработки 130°С пол- учаемая добавка мало снижает фильтрацию воды (см. таблицу, опыт 1), а при высокой температуре 270°С образуется блок, кото- |рый не удается разрушить до порошкооб- разногосостоянияпростым

перемешиванием. Кроме того, при этом наблюдается интенсивное газовыделение со специфическим запахом (см. таблицу, опыт

4).

Из полученных данных следует, что оптимальными условиями обработки полимера являются температура 150-250°С, продолжительность обработки 0,5-2,5 ч и перемешивание во время или после термической обработки.

Результаты исследования свойств добавок к воде и полимерно-гелевых систем на их основе.

Предлагаемый способ получения добавки к закачиваемой в пласт воде позволит повысить эффективность процесса нефтеотдачи за счет снижения расхода добавки для получения того же эффекта; упростить технологию получения добавки к водам закачиваемым в пласт; снизить затраты на обработку.

Формула изобретения Способ получения добавки к воде, нагнетаемой в нефтяной пласт, включающий обработку порошкообразного полиакриламида, отличающийся тем, что, с целью улучшения закупоривающих свойств в результате взаимодействия с водой за счет получения нерастворимого полимера с повышенной набухаемостью, массу порошкообразного полиакриламида перемешивают до образования однородного сыпучего порошка одновременно или последовательно с термической обработкой при 150-250°С в течение 0,5-2,5 ч.

Продолжение таблицы

Использование: в нефтедобыче с целью улучшения закупоривающих свойств в результате взаимодействия с водой за счет получения нерастворимого полимера с повышенной набухаемостью. Сущность изобретения: осуществляют обработку порошкообразного полиакриламида. Массу порошкообразного полиакриламида перемешивают до образования однородного сы- пучего порошка одновременно «ли последовательно с термической обработкой при 150-250°С в течение 0.5-2.5 ч.

Принятые условные обозначения режимов механической обработки массы порошка полимера:

П + Т - перемешивание в процессе термической обработки; Т.П - перемешивание после термической обработки.