EA025764B1 - Способ и флюид для обработки подземного пласта - Google Patents

Способ и флюид для обработки подземного пласта Download PDF

Info

Publication number
EA025764B1
EA025764B1 EA201171117A EA201171117A EA025764B1 EA 025764 B1 EA025764 B1 EA 025764B1 EA 201171117 A EA201171117 A EA 201171117A EA 201171117 A EA201171117 A EA 201171117A EA 025764 B1 EA025764 B1 EA 025764B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
ethyl
fluid
cationic
formation
interval
Prior art date
Application number
EA201171117A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201171117A1 (ru
Inventor
Артур Милн
Эрик Джин Вай Лиан
Падилья Сандра Джанетт Монтойо
Рейес Марио Альберто Ульоа
Фредерик Венсан Мартэн
Мэтью М. Сэмьюэл
Original Assignee
Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. filed Critical Шлюмбергер Текнолоджи Б.В.
Publication of EA201171117A1 publication Critical patent/EA201171117A1/ru
Publication of EA025764B1 publication Critical patent/EA025764B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • C09K8/504Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/506Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/508Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/5083Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/58Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids
    • C09K8/588Compositions for enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons, i.e. for improving the mobility of the oil, e.g. displacing fluids characterised by the use of specific polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/602Compositions for stimulating production by acting on the underground formation containing surfactants
    • C09K8/604Polymeric surfactants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/72Eroding chemicals, e.g. acids
    • C09K8/74Eroding chemicals, e.g. acids combined with additives added for specific purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/882Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области добычи нефти и газа из подземных пластов. Изобретение касается флюида для обработки подземного пласта, содержащего вязкий гипосолевой водный раствор первого и второго растворимых катионных полимеров и гуаровую смолу, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера и при этом указанный сополимер содержит от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, не растворимого в водных растворах, а также способа, включающего введение указанного вязкого флюида в начальный первый интервал подземного пласта и отклонение при помощи указанного вязкого флюида флюида для обработки пласта от начального первого интервала к начальному второму интервалу. Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении эффективности обработки пласта и улучшении относительной проницаемости по нефти в сопоставлении с проницаемостью по воде, что позволяет значительно повысить эффективность добычи углеводородов из месторождения.

Description

Как установили заявители, для модифицирования относительной проницаемости может быть эффективно использована смесь гуаровой смолы с вязким гипосолевым раствором первого и второго растворимых в воде катионных полимеров, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, содержащий от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй - представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, не растворимого в водных растворах.
Настоящее изобретение в одном варианте осуществления предлагает флюид, содержащий гуаровую смолу и вязкий гипосолевой водный раствор первого и второго катионных полимеров, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, содержащий от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй - представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, нерастворимого в водных растворах. В еще одном варианте осуществления заявленное изобретение предлагает способ обработки пласта, включающий введение в начальный первый интервал подземного пласта вязкого флюида, содержащего гипосолевой водный раствор первого и второго растворимых катионных полимеров и гуаровую смолу, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, и при этом указанный сополимер содержит от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, нерастворимого в водных растворах; и отклонение при помощи вязкого флюида флюида для обработки пласта от начального первого интервала к начальному второму интервалу.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения флюид для обра- 1 025764 ботки пласта характеризуется меньшей вязкостью, чем вязкий флюид.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения флюид для обработки пласта может включать флюид для кислотной обработки пласта.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения флюид для обработки пласта может включать модификатор относительной проницаемости.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения флюид для обработки пласта может включать катионный полиакриламид в водной солевой среде.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения флюид для обработки пласта может включать водный солевой флюид.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения введение и отклонение потока, осуществляемые согласно способу по настоящему изобретению, включают нагнетание в скелет породы при давлении, меньшем, чем давление гидравлического разрыва пласта.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения при нагнетании флюида в один интервал в пласте он будет временно закупоривать устья пор в скелете породы и таким образом отклонять поток флюида для обработки пласта в другие интервалы. Катионные полимеры в вязком флюида адсорбируются на поверхности поровых пространств в скелете породы, уменьшая эффективную проницаемость скелета породы по воде. Это может ограничивать поступление воды после проведения обработки при одновременном обеспечении добычи углеводородов при том же самом или повышенном дебите. Указанное гарантирует увеличение добычи углеводородов, но не поступления воды.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления способ по настоящему изобретению предусматривает также добычу флюидов из первого и второго интервалов в ствол скважины.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления способ по настоящему изобретению предусматривает повторение введения и отклонения потока в последовательно расположенных первом и втором интервалах. При этом в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения последующий первый интервал может включать начальный второй интервал.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения катионный сомономер, образующий первый катионный полимер, выбирают из группы, состоящей из хлорида 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХАЭТА), хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА), хлорида 3-акриламидопропилтриметиламмония (ХАПТА), хлорида 3-метакриламидопропилтриметиламмония (ХМАПТА) и их комбинаций.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения первый катионный полимер может включать сополимер, содержащий от 50 до 80 мол.% акриламида и от 50 до 20 мол.% хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА).
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения второй катионкый полимер может содержать гомополимер или сополимер, по меньшей мере, одного мономера, выбираемого из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2-акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3 -акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения кислота, образующая упомянутую кислотно-аддитивную соль, может содержать метилсульфатный анион, этилсульфатный анион или их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения второй катионный полимер может содержать метакрилатный сополимер.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения второй катионный полимер может содержать метилсульфатный или этилсульфатный кватернизованный полимер мономера, выбираемого из группы, состоящей из 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламина, 3метакриламидопропилтриметиламина, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламина, 3-метакриламидопропилтриэтиламина или их комбинации.
В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления настоящего изобретения второй катионный полимер может включать метилсульфат поли((2-метакрилоилокси)этилтриметиламмония).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения флюид характеризуется уровнем содержания неорганической соли, меньшим чем 0,3 мас.% раствора.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения флюид характеризуется вязкостью при температуре 60°С и скорости сдвига 100/с, равной по меньшей мере 50 мПа-с.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 сопоставляет профили вязкости флюидов, полученных в результате гидратации 3 г/л (25 фунтов на тысячу галлонов (фунт/тыс.)) катионного полиакриламида (КПАМ) в водопроводной воде в присутствии и в отсутствие 0,8 г/л второго катионного полимера, представляющего собой полимерную структуру с липофильной основой (КПЛО) в соответствии с одним вариантом осуществления, описан- 2 025764 ным в примере 1.
Фиг. 2 сопоставляет профили вязкости флюидов, полученных в результате гидратации 3 г/л (25 фунт/тыс.) гуаровой смолы в водопроводной воде в присутствии и в отсутствие 0,8 г/л КПЛО в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 1.
Фиг. 3 сопоставляет профили вязкости флюидов, полученных в результате гидратации в водопроводной воде 3 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ и либо 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) гуаровой смолы/без КПЛО, либо 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) гуаровой смолы/1,6 г/л КПЛО в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 1.
Фиг. 4 сопоставляет профили вязкости флюидов, полученных в пресной воде при использовании 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) КПАМ, 1,6 г/л (10 г/тыс.) КПЛО и либо 1,8 г/л (15 фунт/тыс), либо 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) гуаровой смолы в соответствии с вариантами осуществления, описанным в примере 2.
Фиг. 5 сопоставляет профили вязкости флюидов, содержащих пресную воду и КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу и полученных при использовании или без использования предварительного сдвигового воздействия в соответствии с вариантами осуществления, описанным в примере 2.
Фиг. 6 демонстрирует график проницаемость/давление для керна, иллюстрирующий изменения давления нагнетания и эффективной проницаемости по воде до и после нагнетания вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 3.
Фиг. 7 демонстрирует график проницаемость/давление для керна, иллюстрирующий изменения давления нагнетания и эффективной проницаемости по воде до и после нагнетания низковязкого флюида, содержащего КПАМ, в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 4.
Фиг. 8 демонстрирует график проницаемость/давление для керна, иллюстрирующий изменения давления нагнетания и эффективной проницаемости по нефти и воде до и после нагнетания вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 5.
Фиг. 9 демонстрирует график проницаемость/давление для керна, иллюстрирующий изменения давления нагнетания и эффективной проницаемости по воде до и после нагнетания на стадии каждого представителя, выбираемого из флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, и обычной грязевой кислоты (ОГК), в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 6.
Фиг. 10 демонстрирует график проницаемость/давление для керна, иллюстрирующий изменения давления нагнетания и эффективной проницаемости по нефти и воде до и после нагнетания вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, чему предшествуют и за чем следуют стадии ОГК, в соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в примере 7.
Подробное описание изобретения
В соответствии с одним вариантом осуществления способ включает введение в начальный первый интервал подземного пласта потока вязкого флюида, содержащего гуаровую смолу и гипосолевой водный раствор первого и второго растворимых катионных полимеров, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, и при этом указанный сополимер содержит от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, не растворимого в водных растворах (КПЛО), и отклонение потоком вязкого флюида потока флюида для обработки пласта от начального первого интервала к начальному второму интервалу.
Первый катионный полимер представляет собой катионный полиакриламид (КПАМ). Катионные полиакриламиды в общем случае получают в результате проведения сополимеризации акриламида с этиленненасыщенным катионным мономером. В одном варианте осуществления катионные полиакриламиды в общем случае обладают структурой:
где х представляет собой молярную долю акриламида или метакриламида в сополимере, у представляет собой молярную долю катионного сомономера в сополимере, х и у находятся в диапазоне от 0 до 1, и (х+у)<1, Κι представляет собой водород или метил, К2 представляет собой водород или метил, А1 представляет собой -О- или -ΝΗ-, К3 представляет собой алкилен, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, или гидроксипропилен, Κ4, Κ5 и Κ6 независимо представляют собой метил или этил, а Х1 представляет собой анионный противоион, такой как, например, хлорид, бромид, метилсульфат, этилсульфат и тому
- 3 025764 подобное.
В одном варианте осуществления Κι представляет собой водород, а катионный мономер выбирают из группы, состоящей из хлорида 2-акрилоилоксиэтилтриметиламмония (также известного как ХАЭТА или хлорид 2-((1-оксо-2-пропенил)окси; -Ν,Ν,Ν-триметилэтанаминия), хлорида 2метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (также известного как ХМЭТА или хлорид Ν, Ν, Х-триметил-2[(1-оксо-2-пропенил)окси]этанаминия), хлорида 3-акриламидопропилтриметиламмония (также известного как ХАПТА или хлорид Х,Ы,Ытриметил-3-[(1-оксо-2-пропенил)амино]-1-пропанаминия), хлорида 3метакриламидопропилтриметиламмония (также известного как ХМАПТА или хлорид Ν,Ν,Ν-триметил-З[(2-метил-1-оксо-2-пропенил)амино]-1-пропанаминия) и тому подобного, включая комбинации. Если полимер называют включающим мономер или сомономер, то, как необходимо понимать, мономер в полимере присутствует в заполимеризованной форме мономера или в виде производного мономера. Однако, для облегчения упоминания в порядке сокращения может быть использована фраза включающий (соответствующий) мономер и тому подобное.
Молярное соотношение между акриламидом (х) и катионным мономером (у) в одном варианте осуществления находится в диапазоне от 0:1 до 0,95:0,05 при том условии, что з одном варианте осуществления сумма молярных долей х и у в совокупности составляет 1. Катионные полиакриламиды могут представлять собой статистические или блочные сополимеры. Блочные сополимеры могут быть получены по методике получения в эмульсии вода в масле, описанной, например, в публикации И8 5368744. Катионность КПАМ в одном варианте осуществления может находиться в диапазоне от 10 до 70 мольных процентов, при этом в еще одном варианте осуществления диапазон заключен в пределах от 20 до 50 процентов. Молекулярная масса КПАМ в одном варианте осуществления не является критическим фактором до тех пор, пока они остаются растворимыми в воде.
КПАМ в одном варианте осуществления могут быть использованы в растворе в количестве, которое является эффективным в качестве МОП, и/или которое является эффективным для загущения раствора. В одном варианте осуществления КРАМ гидратируются в флюиде с концентрациями, доходящими вплоть до приблизительно 0,60% (мас.) от совокупной массы композиции, образуя флюид. Диапазон для вариантов осуществления заключен в пределах от приблизительно 0,05% до приблизительно 0,40% (мас.) от совокупной массы композиции. В своих различных вариантах осуществления КПАМ могут присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 до менее чем приблизительно 7,2 г/л (от 10 до 60 фунтов на тысячу галлонов или фунт/тыс.) жидкой фазы или от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 4,8 г/л (40 фунт/тыс), от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 4,2 г/л (35 фунт/тыс), от 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 3 г/л (25 фунт/тыс.) или даже от приблизительно 2 г/л (17 фунт/тыс.) до приблизительно 2,6 г/л (22 фунт/тыс). В общем случае КПАМ могут присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 г/л (10 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 6 г/л (50 фунт/тыс.) жидкой фазы, при этом нижний предел является не меньшим, чем приблизительно 1,2, 1,32, 1,44, 1,56, 1,68, 1,8, 1,92, 2,04, 2,16 или 2,18 г/л (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 или 19 фунт/тыс.) жидкой фазы, а верхний предел является меньшим, чем приблизительно 7,2 г/л (60 фунт/тыс), не большим, чем 7,07, 6,47, 5,87, 5,27, 4,67, 4,07, 3,6, 3,47, 3,36, 3,24, 3,12, 3, 2,88, 2,76, 2,64, 2,52 или 2,4 г/л (59, 54, 49, 44, 39, 34, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21 или 20 фунт/тыс.) жидкой фазы. В некоторых вариантах осуществления КПАМ могут присутствовать в количестве, равном приблизительно 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) или 3,6 г/л (30 фунт/тыс.).
Второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые могут гидролизоваться в пластовых условиях, необязательно после размещения в скелете породы, с образованием: полимерного гидролизата, который является нерастворимым, то есть, в результате прохождения реакции гидролиза второму полимеру придается гидрофобность/липофильность или нерастворимость. Например, метилсульфат поли(2метакрилоилоксиэтилтриметиламмония) является растворимым в воде, но при нейтральных значениях рН он может формировать гидролизат, имеющий по основной цепи полимера метакрилатные группы, которые являются гидрофобными/липофильными и имеют тенденцию к приданию полимеру нерастворимости в воде.
В одном варианте осуществления КПЛО включает гомополимер или сополимер по меньшей мере одного катионного мономера, соответствующего формуле:
кг ’
Κ,-ιΛκ, Х1 ’ I 6
У где К2 представляет собой метил, А1 представляет собой -О-или -ΝΗ-, К3 представляет собой алкилен, содержащий от 1 до 3 атомов углерода, или гидроксипропилен, Κ4, Κ5 и Κ6 независимо представляют
- 4 025764 собой метил или этил, а Х1 представляет собой анионный противоион, такой как, например, хлорид, бромид, метилсульфат, этилсульфат и тому подобное, или их комбинацию. Мономер может быть заполимеризован в виде третичного амина, а после этого кватернизован кислотой, или он может быть заполимеризован в виде четвертичного амина. Как хорошо известно, коммерчески доступные катионные полимеры на основе четвертичных аминов зачастую включают соответствующие амины (у которых Кд, К5 и К6 в четвертичном амине и в соответствующем третичном амине обладают одной и той же структурой). В одном варианте осуществления кислота включает метилсульфат, этилсульфат или их комбинацию. КПЛО может быть добавлен в любой эффективной форме, в том числе в жидкой форме, твердой форме или в форме раствора, такого как водный раствор, который может содержать совместный растворитель. Молекулярная масса КПЛО не является в особенности критическим фактором при том условии, что он останется растворимым в воде. Непосредственно после получения коммерчески доступные рецептуры КПЛО необязательно также могут содержать один или несколько представителей, выбираемых из группы, состоящей из спиртов, гликолей, органических кислот, хелатообразователей, растворителей, взаимных растворителей, органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей и тому подобного и смесей данных представителей.
В одном варианте осуществления КПЛО включает гомополимер или сополимер, по меньшей мере, одного мономера, выбираемого из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3 -акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций.
В еще одном варианте осуществления КПЛО включает метилсульфатный или этилсульфатный кватернизованный полимер 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламина, 3-метакриламидопропилтриметиламина, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламина, 3-метакриламидопропилтриэтиламина и тому подобного или их комбинации. В одном варианте осуществления КПЛО включает метилсульфат поли((2-метакрилоилокси)этилтриметиламмония).
КПЛО может быть добавлен в любом количестве, эффективном для улучшения вязкостных свойств. В одном варианте осуществления второй катионный полимер добавляют в количестве в диапазоне от приблизительно 0,005% до приблизительно 1% (мас.) от совокупной массы композиции, от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5% (мас.) от совокупной массы композиции. В своих различных вариантах осуществления КПЛО может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 до менее чем приблизительно 7,2 г/л (от 10 до 60 фунтов на тысячу галлонов или фунт/тыс.) жидкой фазы или от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 4,8 г/л (40 фунт/тыс.), от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 4,2 г/л (35 фунт/тыс.), от 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 3 г/л (25 фунт/тыс.) или даже от приблизительно 2 г/л (17 фунт/тыз.) до приблизительно 2,6 г/л (22 фунт/тыс.). В общем случае КПЛО может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 г/л (10 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 6 г/л (50 фунт/тыс.) жидкой фазы, при этом нижний предел для КПЛО является не меньшим, чем приблизительно 1,2, 1,32, 1,44, 1,56, 1,68, 1,8, 1,92, 2,04, 2,16 или 2,18 г/л (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 или 19 фунт/тыс.) жидкой фазы, а верхний предел является меньшим, чем приблизительно 7,2 г/л (60 фунт/тыс.), не большим, чем 7,07, 6,47, 5,87, 5,27, 4,67, 4,07, 3,6, 3,47, 3,36, 3,24, 3,12, 3, 2,88, 2,76, 2,64, 2,52 или 2,4 г/л (59, 54, 49, 44, 39, 34, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21 или 20 фунт/тыс.) жидкой фазы. В некоторых вариантах осуществления КПЛО может присутствовать в количестве, равном приблизительно 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) или 3,6 г/л (30 фунт/тыс).
В одном варианте осуществления вязкий флюид также может содержать органическую соль четвертичного амина. Примеры солей четвертичных аминов описаны в публикациях И8 5979557 и И8 6435277. Примеры подходящих четвертичных аминов включают катионные поверхностно-активные вещества, обладающие структурой:
к;
ί (
К которые также могут быть записаны в виде Κ1Ν+(Κ2)(Κ3)(Κ4-, где К1 содержит от приблизительно 8 до приблизительно 3С атомов углерода в одном варианте осуществления или от приблизительно 14 до приблизительно 26 атомов углерода в другом варианте осуществления и может иметь разветвленную или прямую цепь, быть ароматическим, насыщенным или ненасыщенным и может включать карбонил, амид, ретроамид, имид, мочевину или амин; каждый из К2, К3 и К4 независимо представляет собой алифатическую группу в диапазоне от С1 до приблизительно С6, которая может быть идентичной или различной, иметь разветвленную или прямую цепь, быть насыщенной или ненасыщенной, и одна или более чем одна из которых может быть замещена группой, которая делает группу К2, К3 и К4 более гидрофильной; группы К2, К3 и К4 могут быть включены в гетероциклическую 5- или 6-членную кольцевую структуру, которая включает атом азота; группы К2, К3 и К4 могут быть идентичными или различными; К1, К2, К3 и/или
- 5 025764
К4 могут содержать одно или несколько этиленоксидных и/или пропиленоксидных звеньев; а X представляет собой анион, например, галогенид, выбираемый из хлорида, бромида или фторида. Подходящими для использования также являются и смеси таких соединений. В рамках одного дополнительного примера К! содержит от приблизительно 18 до приблизительно 22 атомов углерода и может включать карбонил, амид или амин, а К2, К3 и К4 являются идентичными один другому и содержат от 1 до приблизительно 3 атомов углерода. В одном варианте осуществления соль четвертичного амина может включать соли в виде хлорида алкилэтоксилированного четвертичного метиламмония, описывающиеся формулой:
I к—к'-аъ-а’ !
Соли четвертичных аминов необязательно могут включать амины со структурой Κ1Ν(Κ2) (К3). Как хорошо известно, коммерчески доступные катионные поверхностно-активные вещества на основе четвертичных аминов зачастую включают соответствующие амины (у которых К1, К2 и К3 в катионном поверхностно-активном веществе и в амине обладают одной и той же структурой). Непосредственно после получения коммерчески доступные рецептуры концентратов солей четвертичных аминов необязательно также могут содержать один или несколько представителей из группы, состоящей из спиртов, гликолей, органических солей, хелатообразователей, растворителей, взаимных растворителей, органических кислот, солей органических кислот, неорганических солей, олигомеров, полимеров, сополимеров и смесей данных представителей.
Еще один вариант осуществления четвертичного амина представляет собой хлорид эруцилбис(2гидроксиэтил)метиламмония, также известный как хлорид (2)-13-докозенил-^^бис(2гидроксиэтил)метиламмония. Обычно его получают от производителей в виде смеси, содержащей приблизительно 60 массовых процентов четвертичного амина в смеси с изопропанолом, этиленгликолем и водой. Другие варианты осуществления четвертичных аминов, которые могут быть использованы индивидуально или в комбинации с другим четвертичным амином, включают: хлорид эруцилтриметиламмония; хлорид ^метил-^^бис(2-гидроксиэтил) (рапсовое масло) аммония; хлорид олеилметилбис(гидроксиэтил)аммония; хлорид эруциламидопропилтриметиламина; бромид октадецилметилбис(гидроксиэтил)аммония; бромид октадецилтрис(гидроксиэтил)аммония; бромид октадецилдиметилгидроксиэтиламмония; бромид цетилдиметилгидроксиэтиламмония; салицилат цетилметилбис(гидроксиэтил)аммония; 3,4-дихлорбензоат цетилметилбис(гидроксиэтил)аммония; иодид цетилтрис(гидроксиэтил)аммония; бромид козилдиметилгидроксиэтиламмония; хлорид козилметилбис(гидроксиэтил)аммония; бромид козилтрис(гидроксиэтил)аммония; бромид дикозилдиметилгидроксиэтиламмония; хлорид дикозилметилбис(гидроксиэтил)аммония; бромид дикозилтрис(гидроксиэтил)аммония; хлорид гексадецилэтилбис(гидроксиэтил)аммония; иодид гексадецилизопропилбис(гидроксиэтил)аммония и хлорид цетиламино-^октадецилпиридиния.
В некоторых вариантах осуществления соль четвертичного амина представляет собой катионное, цвиттерионное или амфотерное поверхностно-активное вещество, имеющее четвертичную аммониевую группу в своей химической структуре, что на современном уровне техники называют аминофункциональными поверхностно-активными веществами. Одно в особенности подходящее поверхностноактивное вещество представляет собой алкиламин, содержащийся в растворе поверхностно-активного вещества АОиЛТ 944® (доступного от компании Вакег Ре1то1ке из Шугерленда, Техас).
Дополнительные варианты осуществления солей четвертичных аминов включают нижеследующее, но необязательно ограничиваются только этим: хлорид ди(гидрогенизированное алкилированное талловое масло)диметиламмония, хлорид (алкилированное кокосовое масло)триметиламмония, хлорид бензилдиметил(алкилированное кокосовое масло)аммония, хлорид бензилбис(2-гидроксиэтил)(алкилированное кокосовое масло)аммония, хлорид алкил (например, С1216) диметилбензиламмония и этоксилат (кокосовое масло)бензиламмонийхлорид. Одна в особенности подходящая соль четвертичного амина представляет собой хлорид (кокосовое масло)бис(2 -гидроксиэтил)метиламмония.
В одном варианте осуществления соль амина добавляют в количестве в диапазоне от приблизительно 0,005 до приблизительно 1% (мас.) от совокупной массы композиции, от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5% (мас.) от совокупной массы композиции. Соль амина может быть добавлена в любой эффективной форме, в том числе в жидкой форме, твердой форме или в форме раствора, такого как водный раствор соли.
В соответствии с использованием в настоящем документе термин гипосолевой относится не только к водным солевым растворам, содержащим меньше неорганической соли, чем в морской воде, например от 5 до 25 мас.% от солености океанской воды, но также предусматривает и включение воды, характеризующейся меньшей или нулевой соленостью, например слабоминерализованной воды и пресной воды, которые могут быть по существу свободны от какой-либо неорганической соли, само собой разумеется, при исключении кислотно-аддитивных солей из катионных фрагментов первого и второго кати- 6 025764 онных полимеров и необязательных вышеупомянутых солей четвертичного амина и других органических солей, которые могут присутствовать. Под органической солью подразумевают соль, у которой либо катион, либо анион являются органическими; у неорганических солей как катион, так и анион являются неорганическими.
В одном варианте осуществления водный раствор во флюиде характеризуется уровнем содержания неорганической соли, меньшим чем 0,3 мас.% от раствора (3000 ч./млн.) или меньшим чем 0,05 мас.% от раствора (500 ч./млн.). В одном варианте осуществления флюид содержит пресную воду, в которую никаких неорганических солей намеренно не добавляли. В еще одном варианте осуществления водная среда имеет низкую концентрацию рассола или соли, что обеспечивает получение смеси, характеризующейся низкой проводимостью. В одном варианте осуществления водная среда характеризуется низкой проводимостью, такой как меньшая чем 10 мСм/см, меньшая чем 5 мСм/см, или меньшая чем 2 мСм/см. Проводимость легко измеряют электрокондуктометром.
В еще одном варианте осуществления водный раствор может содержать вплоть до 500 ч./млн неорганической соли, такой как, например, галогенид щелочного металла, например хлорид калия, хлорид натрия и тому подобное, или неорганических двухвалентных солей, включающих галогениды кальция, хлорид кальция или бромид кальция. Также могут быть использованы и бромид натрия, бромид калия или бромид цезия. Соль может быть добавлена на отдельной стадии или она может быть введена опосредованно из других флюидов, использующихся в стволе скважины, например бурового раствора, жидкости для ремонта скважин или раствора для вскрытия пласта.
Флюид по настоящему изобретению включает также гуаровые смолы. Неограничивающие примеры гуаровых смол включают гуаровую камедь, производные гуаровой камеди, смолу плодоворожкового дерева, камедь карайи и тому подобное.
Гуаровая камедь представляет собой разветвленный сополимер, имеющий маннозную основную цепь, включающую галактозные ответвления.
Гуаровую смолу добавляют в концентрациях, доходящих вплоть до приблизительно 0,60% (мас.) от совокупной массы композиции, для получения флюида. Диапазон для вариантов осуществления заключен в пределах от приблизительно 0,05 до приблизительно 0,40% (мас.) от совокупной массы композиции. В своих различных вариантах осуществления гуаровая смола может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 до менее чем приблизительно 7,2 г/л (от 10 до 60 фунтов на тысячу галлонов или фунт/тыс.) жидкой фазы или от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 4,8 г/л (40 фунт/тыс.), от приблизительно 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 4,2 г/л (35 фунт/тыс), от 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) до приблизительно 3 г/л (25 фунт/тыс.) или даже от приблизительно 2 г/л (17 фунт/тыс.) до приблизительно 2,6 г/л (22 фунт/тыс). В общем случае гуаровая смола может присутствовать в количестве в диапазоне от приблизительно 1,2 г/л (10 фунт/тыс.) до менее чем приблизительно 6 г/л (50 фунт/тыс.) жидкой фазы, при этом нижний предел для полимера является не меньшим, чем приблизительно 1,2, 1,32, 1,44, 1,56, 1,68, 1,8, 1,92, 2,04, 2,16 или 2,18 г/л (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 или 19 фунт/тыс.) жидкой фазы, а верхний предел является меньшим, чем приблизительно 7,2 г/л (60 фунт/тыс), не большим, чем 7,07, 6,47, 5,87, 5,27, 4,67, 4,07, 3,6, 3,47, 3,36, 3,24, 3,12, 3, 2,88, 2,76, 2,64, 2,52 или 2,4 г/л (59, 54, 49, 44, 39, 34, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21 или 20 фунт/тыс.) жидкой фазы. В некоторых вариантах осуществления гуаровая смола может присутствовать в количестве, равном приблизительно 2,4 г/л (20 фунт/тыс.).
Флюиды для обработки пласта, содержащие МОП и включающие КПАМ и КПЛО, а также гуаровую смолу, в одном варианте осуществления могут характеризоваться любой подходящей вязкостью, например, значением вязкости, равным приблизительно 5 мПа-с или более, при скорости сдвига, равной приблизительно 100 с-1, при температуре проведения обработки, приблизительно 10 мПа-с или более, при скорости сдвига, равной приблизительно 100 с-1, приблизительно 20 мПа-с или более, или приблизительно 40 мПа-с в некоторых случаях. В одном варианте осуществления вязкость выбирают, исходя из проницаемости пласта, подвергаемого обработке, например более проницаемые пласты в общем случае требуют использования большей вязкости флюида, содержащего закупоривающий материал МОП. Например, в вариантах осуществления пласт, характеризующийся проницаемостью 1 мД, может потребовать использования флюида, содержащего закупоривающий материал МОП, только при 5 или 10 мПа-с, в то время как пласт, характеризующийся проницаемостью 100 мД, может потребовать использования флюида, содержащего закупоривающий материал и характеризующейся вязкостью 40 мПа-сек. Кроме того, вязкость флюида, содержащего закупоривающий материал МОП, может быть изменена (например, уменьшена) при переходе от одной стадии к последующей или даже в ходе одной и той же стадии по мере изменения (уменьшения) во время последовательного проведения обработки проницаемости пласта или зоны, подвергаемых обработке.
Варианты осуществления флюида могут подразумевать наличие других добавок и химических реагентов, которые, как известно, обычно используются специалистами в соответствующей области техники в сферах применения на нефтяном месторождении. Они включают нижеследующее, но необязательно ограничиваются только этим: материалы, такие как поверхностно-активные вещества, в дополнение к
- 7 025764 тем, которые упоминались выше, сшивающие агенты, разжижители, добавки, содействующие разжижителям, акцепторы кислорода, спиртовые стабилизаторы, ингибиторы образования накипи, антикоррозийные добавки, понизители водоотдачи, бактерициды и биоциды и тому подобное.
В вариантах осуществления в способе отклонения потока, включающем одну или несколько стадий введения вязкого флюида, содержащего модификатор относительной проницаемости (МОП), с чередованием с одной или несколькими стадиями введения другого флюида для обработки пласта, используют вязкий флюид, содержащий КПГО/КПЛО. Вязкий флюид, содержащий МОП, можно нагнетать первым или же после нагнетания другого флюида для обработки пласта или для предварительной обработки пласта. В способе отклонения потока при структурной кислотной обработке пласта, соответствующем одному варианту осуществления, для оптимизации обработки при использовании низковязкого флюида для обработки пласта при кислотной структурной обработке пласта используют вязкий флюид для обработки пласта, содержащий МОП и включающий КПАМ и КПЛО, а также гуаровую смолу.
В одном варианте осуществления способ используют для обработки пласта с высотой интервала, большей чем приблизительно 6 м (20 футов), при наличии известных вариаций проницаемости по высоте интервала, подвергаемого обработке, и/или при наличии известных интервалов, характеризующихся высокой водонасыщенностью. При желании для очистки приствольной зоны первоначально может быть закачан растворитель. После этого обработку продолжают путем осуществления чередующихся стадий нагнетания вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, и другого флюида для обработки пласта, начиная с того или с другого в зависимости от характеристик пласта. Другой флюид для обработки пласта, соответствующий различным вариантам осуществления, может быть низковязким флюидом для обработки пласта, то есть, с вязкостью, меньшей, чем в случае стадии вязкого МОП при пластовых условиях, или характеризующейся вязкостью при 100 1/с и 66°С, меньшей чем 20 мПа-с, меньшей чем 10 мПа-с или меньшей чем 5 мПа-с. Низковязкий флюид для обработки пласта может быть флюидом для структурной кислотной обработки пласта, маловязким флюидом для обработки пласта, содержащим МОП, и тому подобным или их комбинацией на идентичных или различных стадиях низкой вязкости. Примеры флюидов для обработки пласта включают обычную грязевую кислоту (смеси кислот НС1 и НР). Дополнительные флюиды для обработки пласта описываются в публикациях И8 5203413 и И8 6435277.
В одном варианте осуществления при осуществлении нагнетания используют четное количество чередующихся стадий введения, то есть, в случае нагнетания сначала низковязкого флюида стадия конечной обработки будет проводиться при использовании высоковязкого флюида, содержащего МОП, и, наоборот, в случае первоначального введения содержащего МОП флюида низковязкий флюид будет введен последним. В одном альтернативном варианте осуществления при осуществлении нагнетания используют нечетное количество чередующихся стадий введения, например нагнетание низковязкого флюида перед начальным высоковязким МОП и после последней стадии введения высоковязкого МОП, или нагнетание высоковязкого МОП до начального низковязкого флюида и после последней стадии введения низковязкого флюида. После конечной стадии зведения флюида для обработки пласта в одном варианте осуществления флюид для обработки пласта вытесняют с поверхности пласта в стволе скважины в пласт, буровая скважина может быть, а может и не быть закрыта на определенный период времени, при помощи флюида для обработки скважины осуществляют обратную промывку скважины с целью ее очистки и скважину вводят в эксплуатацию.
При введении низковязкого флюида для обработки пласта нагнетают объем флюида, который является достаточным для обработки приблизительно 6 м (20 футов) интервала. Это может включать закачивание, для осуществления последовательности из одной или нескольких стадий, для предварительной промывки скважины, слабой кислоты и/или сильной кислоты в случае кислотной обработки пласта, как это известно специалистам в соответствующей области техники. В случае обработки с использованием низковязкого МОП нагнетание может включать нагнетание на одной или нескольких стадиях для предварительной промывки скважины, МОП, предшественника МОП и/или активации МОП, как это известно специалистам в соответствующей области техники.
В одном варианте осуществления на каждой стадии объем вводимого вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, рассчитывают, исходя из степени обработки в виде приблизительно 250 л на один метр (20 галлон/фут) интервала, характеризующегося высокой водонасыщенностыо. В еще одном варианте осуществления объем вводимого вязкого флюида, содержащего МОП, регулируют в зависимости от степени высокой водонасыщенности на совокупном интервале, подвергаемом обработке, а также пористости. Например, в одном варианте осуществления, в котором высокой водонасыщенностью характеризуются менее чем 30% от совокупного интервала и пористость находится в диапазоне от 10 до 30%, вводимый объем на каждой стадии может составлять приблизительно 125 л на один метр интервала плюс 25 л/м для каждого процента пористости, превышающего 10%, то есть объем (л/м) = 125 + (% пористости -10)*25. В качестве альтернативного примера, в котором высокой водонасыщенностью характеризуются более чем 30% от совокупного интервала, и пористость находится в диапазоне от 10 до 30%, вводимый объем на каждой стадии может составлять приблизительно 125 л на один метр интервала плюс 12,5 л/м для каждого процента пористости, превышающего 10%, то есть, объем (л/м) = 125 + (% пористо- 8 025764 сти - 10)*12,5.
В еще одном варианте осуществления вязкость высоковязкого флюида, содержащего МОП, регулируют в зависимости от проницаемости пласта для получения достаточного падения давления. В одном варианте осуществления вязкость можно регулировать в результате варьирования концентрации КПАМ в диапазоне от 1,2 до 3,6 г/л (от 10 до 30 фунт/тыс), гуаровой смолы в диапазоне от 1,2 до 3,6 г/л (от 10 до 30 фунт/тыс.) и/или КПЛО в диапазоне от 0,6 до 1,8 г/л (от 5 до 15 фунт/тыс.). Например, в одном случае для обработки пласта, характеризующегося эффективной проницаемостью по воде 1 мД, используют содержащий МОП флюид для обработки пласта с вязкостью, равной приблизительно 10 мПа-с при 100 1/с и 66°С, в то время как для обработки пласта, характеризующегося эффективной проницаемостью по воде 100 мД, используют содержащий МОП флюид для обработки пласта с вязкостью, равной приблизительно 100 мПа-с при 100 1/с и 66°С. В еще одном варианте осуществления КПЛО выдерживают при однородной концентрации, эффективной для стабилизации сланцев, в диапазоне от 0,6 до 1,8 г/л (от 5 до 15 фунт/тыс); КПАМ используют: (1) при 2,4 г/л для пластов, характеризующихся проницаемостью 201000 мД и температурой 26-82°С или 20-300 мД и 82-115°С, (2) при 3 г/л для >1000 мД/26-65°С, 10001500 мД/65-82°С или 300-1000 мД/82-115°С; и (3) при 3,6 г/л для >1500 мД/65-82°С или > 1000 мД/82115°С; а гуаровую смолу используют на уровне в диапазоне от 0 г/л для пластов, характеризующихся проницаемостью 20-100 мД и температурой 26-48°С, вплоть до 3,6 г/для пластов при >1000 мД/65-115°С, в общем случае при использовании более высоких количеств гуаровой смолы для учета тенденции к уменьшению вязкости под действием температуры (требуется больше гуаровой смолы) и необходимости большей вязкости (больше гуаровой смолы) при наличии проницаемости для блокирования относительно увеличенных устьев пор.
Один из вариантов осуществления изобретения представляет собой флюид, содержащий гуаровую смолу и вязкий гипосолевой водный раствор первого и второго катионных полимеров, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой. Сополимер акриламида и катионного сомономера характеризуется катионностью в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 70 мольных процентов. Катионный сомономер может быть выбран из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2-акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3-акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3 -акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций. Катионный сомономер может быть выбран из хлорида 2-акрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХАЭТА), хлорида 2метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА), хлорида 3-акриламидопропилтриметиламмония (ХАПТА), хлорида 3-метакриламидопропилтриметиламмония (ХМАПТА) и их комбинаций. Первый катионный полимер может включать сополимер от 50 до 80 мол.% акриламида и от 50 до 20 мол.% хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА). Второй катионный полимер является гидролизуемым для получения продукта реакции гидролиза, включающего полимерный гидролизат, не растворимый в водном растворе. Второй катионный полимер может включать гомополимер или сополимер, по меньшей мере, одного мономера, выбираемого из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3-акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций. Кислота может содержать метилсульфатный анион, этилсульфатный анион или их комбинацию. Полимер с липофильной основой второго катионного полимера может включать полиметакрилат. Второй катионный полимер может содержать кватернизованный метилсульфатный или этилсульфатный полимер мономера, выбираемого из группы, состоящей из 2метакрилоилоксиэтилтриметиламина, 3-метакриламидопропилтриметиламина, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламина и 3-метакриламидопропилтриэтиламина и их комбинаций. Второй катионный полимер может включать метилсульфат поли((2-метакрилоилокси)этилтриметиламмония). Флюид также содержит гуаровую смолу. Флюид может также иметь уровень содержания неорганической соли, меньший чем 0,3 мас.% раствора, меньший чем 0,05 мас.% раствора.
Примеры
В следующих далее примерах вязкий флюид получают в результате гидратации катионного полиакриламида (КПАМ), взятого в различных концентрациях, в присутствии или в отсутствие катионного полимера с гидрофильной основой (КПЛО) и в присутствии или в отсутствие гуаровой смолы в пресной воде. КПАМ в примерах представлял собой сополимера акриламид/2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмонийхлорид (ХМЭТА). В качестве катионного полимера с липофильной основой использовали полимер метилсульфата 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония в водном растворе с концентрацией 16,2% (мас.), содержащем 19,2% (мас.) метанола и 1% (мас.) формиата натрия.
В следующих далее примерах вязкость определяли при использовании пластометра СЪапб1ег Εη§ίпссппд Мобе! 5550 в соответствии с методиками, описанными в документах ΑΡΙ Кесоттепбеб Ргасбсек
- 9 025764 #39 и ΙδΘ 13503-1. Относительные проницаемости рассчитывали в соответствии с хорошо известным методом Джонсона, Босслера и Науманна, также называемым методом ДБН; см. ΙοΗηδοη е! а1., Са1си1а1юп οί Ре1аНуе РегтеаЬИНу Ггот ЭкрЕкетеШ ЕхрептепК δΡΕ 1023.
Пример 1. Синергетическое воздействие системы
КПАМ/КПЛО/гуаровая смола на значение вязкости флюида. Флюиды получали, комбинируя гуаровую смолу, КПЛО и/или гидратированный КПАМ, и подвергали испытанию для определения вязкости при 100/с и 63°С, как это продемонстрировано в табл. 1.
Таблица 1. Вязкие флюиды, содержащие КПАМ
Как демонстрируют реологические кривые, проиллюстрированные на фиг. 1-3, флюид, полученный при использовании гуаровой смолы, КПАМ и КПЛО, отличается неожиданно большим значением вязкости в сопоставлении с подобными флюидами, полученными при использовании только одного или двух из компонентов. На фиг. 1 добавление КПЛО не оказывает воздействия на вязкость конечного раствора катионного полиакриламида (КПАМ) в водопроводной воде. На фиг. 2 добавление КПЛО не оказывает воздействия на вязкость конечного раствора полимера гуаровой смолы в водопроводной воде. Флюиды, полученные при использовании только КПАМ, КПАМ и КПЛО, только гуаровой смолы или гуаровой смолы и КПЛО, характеризовались, по существу, одной и той же вязкостью, в то время как флюид, полученный при использовании КПАМ и гуаровой смолы, характеризовался несколько меньшей вязкостью. Однако, на фиг. 3 добавление КПЛО в присутствии КПАМ и полимера гуаровой смолы в водопроводной воде в результате приводит к значительному увеличению значения вязкости флюида.
Пример 2. Сопротивление сдвигу и воздействие концентрации гуаровой смолы на вязкость флюидов, содержащих КПАМ/КПЛО.
Флюиды получали в результате гидратации 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) КПАМ и 0,8 г/л КПЛО совместно с (1) 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) гуаровой смолы и (2) 2,4 г/л (20 фунт/тыс.) гуаровой смолы. Реологические кривые проиллюстрированы на фиг. 4 и демонстрируют то, что вязкость флюида можно регулировать в результате изменения концентрации гуаровой смолы, например более высокая концентрация гуаровой смолы приводит к получению большей вязкости. В данном варианте осуществления во флюиде, содержащем КПАМ, гуаровую смолу и КПЛО, конечное значение вязкости флюида можно регулировать в результате регулирования концентрации полимера гуаровой смолы, присутствующего в растворе. Значение вязкости флюида можно регулировать в результате изменения концентрации либо КПАМ, либо гуаровой смолы, либо как КПАМ, так и гуаровой смолы в соответствии с потребностями в зависимости от проницаемости пласта, подвергаемого обработке. Подобным образом, флюиды, полученные при использовании 2,4 г/л КПАМ, 2,4 г/л гуаровой смолы и 1,6 г/л КПЛО при использовании и без использования предварительного сдвигового воздействия в течение 3,4 мин при 1000 1/с, обнаруживали только минимальные потери вязкости, как это продемонстрировано на фиг. 5, что свидетельствует об оказании сдвиговой предысторией только минимального воздействия на вязкость и предполагает линейность, то есть, несшитость, полимера. В данном варианте осуществления увеличенная вязкость, обусловленная добавлением КПЛО к раствору КПАМ и гуаровой смолы, невосприимчива к сдвиговому воздействию и поэтому может считаться постоянной или необратимой. Кроме того, флюид может быть использован при температуре в диапазоне от 38 до 121°С (от 100 до 250°Р), поскольку температура, по-видимому, оказывает только ограниченное воздействие на вязкость флюида.
Пример 3. Эффект от нагнетания флюида, содержащего КПАМ, в керн, насыщенный водой.
В данном примере содержащий МОП флюид для обработки пласта, полученный в результате гидратации 3,0 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ + 1,8 г/л гуаровой смолы + 1,6 г/л КПЛО в водопроводной воде, нагнетали в насыщенный водой керн из песчаника Вегеа при 1 мл/мин. На фиг. 6 представлен график проницаемость/давление. Как демонстрируют данные на фиг. 6, совокупная проницаемость керна, подвергнутого обработке, уменьшалась, но проницаемость по воде уменьшалась с намного большим коэффициентом - 82%-ное уменьшение проницаемости для воды, в то время как проницаемость по нефти ос- 10 025764 тавалась приблизительно без изменений, что свидетельствует об улучшении соотношения при добыче нефть/вода в результате проведения обработки с использованием флюида, содержащего МОП. Кроме того, при нагнетании вязкого флюида, содержащего МОП, давление нагнетания увеличивалось на приблизительно 1,0 МПа (150 фунт/дюйм2); таким образом, в пласте, включающем интервалы или зоны, характеризующиеся различной проницаемостью, потоки более поздних стадий флюида отклоняются в другие зоны, в которых приемистость выше, то есть, зоны, которые требуют использования меньшей РД в сопоставлении с зоной, подвергнутой обработке при использовании МОП, для нагнетания при том же самом расходе. Это означает то, что в случае пластов, в которых существуют зоны, отвечающие за поступление воды, то есть, зоны, насыщенные водой, использование вязкого флюида, содержащего МОП, обеспечивает как (1) отклонение потоков нагнетаемых впоследствии флюидов для обработки пласта от данных интервалов для селективной обработки интервалов, характеризующихся более высокими нефтенасыщенностями, так и (2) уменьшение поступления воды из данных интервалов после проведения обработки. Результирующий эффект заключается в увеличении добычи нефти и уменьшении поступления воды. В данном варианте осуществления уменьшение эффективной проницаемости, по воде после нагнетания (обработки) в случае вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, является подобным тому, что наблюдается при нагнетании в качестве модификатора относительной проницаемости низковязкого флюида, содержащего КПАМ, (см. фиг. 7).
Пример 4. Эффект от нагнетания флюида для обработки пласта, содержащего КПАМ, в керн, насыщенный водой.
В данном примере содержащий МОП флюид для обработки пласта, полученный в результате гидратации 3,0 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ в водопроводной воде, нагнетали в насыщенный водой керн из песчаника Вегеа при 1 мл/мин, как и в примере 3. На фиг. 7 представлен график проницаемость/давление. Как демонстрируют данные на фиг. 7, совокупная проницаемость подвергнутого обработке керна уменьшалась, но проницаемость по воде уменьшалась с намного большим коэффициентом 74%-ное уменьшение проницаемости по воде, в то время как проницаемость по нефти оставалась приблизительно без изменений, что свидетельствует об улучшении соотношения при добыче нефть/вода в результате проведения обработки с использованием флюида, содержащего МОП. Нагнетание флюида, содержащего КПАМ, в результате приводит к существенному и непропорциональному уменьшению эффективной проницаемости по воды. Это означает то, что в случае пластов, в которых имеются зоны, отвечающие за поступление воды, то есть, зоны, насыщенные водой, низковязкий флюид, содержащий КПАМ, может быть использован для уменьшения поступления воды из интервала, подвергнутого обработке до или после стадии обработки при использовании высоковязкого флюида, содержащего МОП. Результирующий эффект заключается в увеличении добычи нефти и уменьшении поступления воды.
Пример 5. Изменения проницаемости в результате обработки при использовании загущенного флюида, содержащего МОП.
Флюид получали в результате гидратации 3 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ и 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) гуаровой смолы совместно с 1,6 г/л КПЛО. После этого флюид нагнетали в керн из песчаника Вегеа при использовании следующей далее методики: (1) измерение абсолютной проницаемости керна по воде в направлениях добычи при расходе 1 мл/мин; (2) измерение эффективной проницаемости керна по нефти в направлении добычи при использовании объема, достаточного для стабилизации разности давления (РД) по керну, то есть, 20 объемов порового пространства (ОПП), при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной водонасыщенности; (3) измерение эффективной проницаемости керна по воде в направлении добычи при использовании нагнетаемого объема, достаточного для стабилизации РД по керну, то есть, 20 ОПП, при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной нефтенасыщенности и определение относительной проницаемости по методу ДБН; (5) нагнетание 5 ОПП вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, при 1 мл/мин; (7) измерение эффективной проницаемости по нефти при ОВН в направлении добычи и сопоставление со значением, установленным на стадии 2; и (11) измерение эффективной проницаемости по воде при ОНН согласно определению значений относительной проницаемости при использовании метода ДБН и сопоставление результатов с результатами, полученными на стадии 3.
На фиг. 8 проиллюстрирован график проницаемость/давление в зависимости от объема порового пространства, который демонстрирует изменения эффективной проницаемости по нефти и воде после нагнетания в керн вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП. В данном варианте осуществления нагнетание вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, в результате приводит к получению пренебрежимо малого уменьшения эффективной проницаемости по нефти и очень существенного уменьшения эффективной проницаемости по воде. Остаточное насыщение и относительная проницаемость по нефти-воде до и после обработки с использованием флюида, содержащего МОП, представлены в приведенной ниже табл. 2.
- 11 025764
Таблица 2. Насыщение и проницаемость по нефти-воде после обработки с использованием МОП
Свойство До После
Остаточная водонасышенность, ОВН (%) 25 32
Остаточная проницаемость по нефти, ОГСН, при ОВН 0,12 0,08
Остаточная нефтенасыщенность для воды, ОНН (%) 42 39
Относительная проницаемость ло воде, ОПВ, при ОНН 0,59 0,49
Как демонстрируют данные на фиг. 8 и в табл. 2, совокупная проницаемость керна, подвергнутого обработке, уменьшалась, но проницаемость по воде уменьшалась с намного большим коэффициентом 71%-ное уменьшение проницаемости по воде в сопоставлении с 45%-ным уменьшением проницаемости по нефти, что свидетельствует об улучшении соотношении при добыче нефть/вода в результате проведения обработки с использованием флюида, содержащего МОП. Кроме того, при нагнетании вязкого флюида, содержащего МОП, давление нагнетания увеличивалось приблизительно на 1,7 МПа (250 фунт/дюйм2); таким образом, в пласте, включающем интервалы или зоны, характеризующиеся различной проницаемостью, потоки более поздних стадий введения флюида отклоняются в другие зоны, в которых приемистость выше, то есть, зоны, которые требуют использования меньшей РД в сопоставлении с зоной, подвергнутой обработке при использовании МОП, для нагнетания при том же самом расходе. Это означает то, что в случае пластов, в которых существуют зоны, отвечающие за поступление воды, то есть, зоны, насыщенные водой, использование вязкого флюида, содержащего МОП, обеспечивает как (1} отклонение потоков нагнетаемых впоследствии флюидов для обработки пласта от данных интервалов для селективной обработки интервалов, характеризующихся более высокими нефтенасыщенностями, так и (2) уменьшение поступления воды из данных интервалов после проведения обработки. Результирующий эффект заключается в увеличении добычи нефти и уменьшении поступления воды.
Пример 6. Изменения проницаемости в результате использования флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве закупоривающего материала во время стимулирующей обработки пласта.
В данном примере исследовали эффекты от вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве закупоривающего материала во время стимулирующей обработки пласта при нагнетании флюида в скелет породы при давлении, меньшем, чем градиент давления гидравлического разрыва пласта. Испытание включало установление базовой проницаемости как по нефти, так и по воде, а после этого нагнетание последовательности из флюида в керн при одновременном измерении разниц давления нагнетания, после чего опять измеряли проницаемость как по нефти, так и по воде. Увеличение давления нагнетания при постоянном расходе (1 мл/мин в данном примере) для нагнетания обычной грязевой кислоты (ОГК) при 6:2 НС1:НР после нагнетания вязкого флюида, содержащего МОП, свидетельствует об эффективном уменьшении относительной проницаемости для кислоты и, таким образом, о тенденции к отклонению потока кислоты от интервала, в который нагнетали вязкий флюид, содержащий МОП.
Для испытания выбирали керн Ваибега, поскольку, как продемонстрировало предшествующее испытание, кислота не обеспечивала стимулирующей обработки пласта, а создавала только эффект увеличения критической скорости по отношению к миграции мелких частиц. Использовали тот же самый флюид, что и в примере 3, (3 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ, 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) гуаровой смолы, 1,6 г/л КПЛО). Последовательность испытания представляла собой нижеследующее: (1) измерение абсолютной проницаемости керна по воде в направлениях нагнетания и добычи при расходе 1 мл/мин; (2) измерение эффективной проницаемости керна по нефти в направлении добычи при использовании объема, достаточного для стабилизации разности давления (РД) по керну, тс есть, 20 объемов порового пространства (ОПП), при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной водонасыщенности; (3) измерение эффективной проницаемости керна по воде в направлении добычи при использовании нагнетаемого объема, достаточного для стабилизации РД по керну, то есть, 30 ОПП, при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной нефтенасыщенности и определение относительной проницаемости по методу ДБН; (4) нагнетание нефти вплоть до достижения остаточной водонасыщенности (ОВН) при 1 мл/мин; (5) нагнетание 10 ОПП вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, при 1 мл/мин; (6) нагнетание 8 ОПП флюида для воздействия на пласт (низковязкой ОГК) при 1 мл/мин при одновременном измерении РД; (7) сопоставление РД на стадиях 5 и 6 (нагнетание флюида для воздействия на пласт после стадии закупоривающего материала МОП); (8) закрытие керна на 12 ч при размещении флюида для обработки пласта по месту; (9) Измерение эффективной проницаемости по нефти при ОВН в направлении добычи и сопоставление со значением, установленным на стадии 2; и (10) измерение эффективной проницаемости по воде при ОНН согласно определению значений относительной проницаемости при использовании метода ДБН и сопоставление результатов с результатами, полученными на стадии 3.
На фиг. 9 проиллюстрирован график проницаемость/давление в зависимости от объемов порового пространства. В данном варианте осуществления флюид, содержащий МОП, оказывает воздействие на керн, увеличивая эффективную проницаемость по нефти и воде, а флюид, содержащий КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, непропорционально модифицирует эффективную проницаемость по
- 12 025764 нефти и воде. В результате это приводит к получению большей конечной эффективной проницаемости по нефти и существенно меньшей эффективной проницаемости по воде. Изменения проницаемости представлены в приведенной ниже табл. 3.
Таблица 3. Изменения проницаемости в способе закупоривающего материала МОП
Стадия обработки/испытания Проницаемость (мД)
Основа 68
Нефть (Ко) 13,0
Вода (Κν) 12,4
Вязкий флюид, содержащий МОП
Кислота . -
Нефть (Ко) 18,1
Вода (Κν) 5,3
Давление нагнетания кислоты ОГК после нагнетания на стадии вязкого закупоривающего материала МОП увеличивалось. В случае пористости нескольких зон в пласте и нагнетания кислоты только в одну из них, имеет место ощутимая тенденция к отклонению потока кислоты от зоны, в которую ее нагнетали прежде. После проведения кислотной обработки пласта эффективная проницаемость по нефти увеличивалась, но эффективная проницаемость по воде уменьшалась более чем наполовину. Это демонстрирует то, что использование вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве стадии введения закупоривающего материала увеличивало проницаемость по нефти; таким образом, после обработки добыча нефти улучшалась при одновременном значительном уменьшении поступления воды.
Пример 7. Изменения проницаемости в результате использования флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве закупоривающего материала во время стимулирующей обработки пласта путем начальной и заключительной кислотной обработки пласта.
В данном примере исследовали эффекты от введения вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве закупоривающего материала во время кислотной обработки пласта при нагнетании флюида в скелет породы при давлении, меньшем, чем градиент давления гидравлического разрыва пласта. Испытание включало установление базовой проницаемости как по нефти, так и по воде, а после этого нагнетание последовательности из флюида в керн при одновременном измерении разниц давления нагнетания, после чего опять измеряли проницаемость как по нефти, так и по воде. Увеличение давления нагнетания при постоянном расходе (1 мл/мин в данном примере) для нагнетания обычной грязевой кислоты (ОГК) при 6:2 НС1:НР после нагнетания вязкого флюида, содержащего МОП, свидетельствует об эффективном уменьшении относительной проницаемости для кислоты и, таким образом, о тенденции к отклонению потока кислоты от интервала, в который нагнетали вязкий флюид, содержащий МОП.
Для испытания выбирали керн Ваибега, поскольку, как продемонстрировало предшествующее испытание, кислота не обеспечивала стимулирующей обработки пласта, а создавала только эффект увеличения критической скорости по отношению к миграции мелких частиц. Использовали тот же самый флюид, что и в примере 3, (3 г/л (25 фунт/тыс.) КПАМ, 1,8 г/л (15 фунт/тыс.) гуаровой смолы, 1,6 г/л КПЛО). Последовательность испытания представляла собой нижеследующее: (1) измерение абсолютной проницаемости керна по воде в направлениях нагнетания и добычи при расходе 1 мл/мин; (2) измерение эффективной проницаемости керна по нефти в направлении добычи при использовании объема, достаточного для стабилизации разности давления (РД) по керну, то есть, 20 объемов порового пространства (ОПП), при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной водонасыщенности; (3) измерение эффективной проницаемости керна по воде в направлении добычи при использовании нагнетаемого объема, достаточного для стабилизации РД по керну, то есть, 30 ОПП, при 1 мл/мин, после чего измерение остаточной нефтенасыщенности и определение относительной проницаемости по методу ДБН; (4) нагнетание нефти вплоть до достижения остаточной водонасыщенности (ОВН) при 1 мл/мин; (5) нагнетание 8 ОПП флюида для воздействия на пласт (низковязкой ОГК) при 1 мл/мин при одновременном измерении РД; (6) Нагнетание 10 ОПП вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, при 1 мл/мин; (7) нагнетание 8 ОПП флюида для воздействия на пласт (низковязкой ОГК) при 1 мл/мин при одновременном измерении РД; (8) сопоставление РД на стадиях 5 и 7 (нагнетание флюида для воздействия на пласт до и после стадии закупоривающего материала МОП); (9) закрытие керна на 12 ч при размещении флюида для обработки пласта по месту; (10) измерение эффективной проницаемости по нефти при ОВН в направлении добычи и сопоставление со значением, установленным на стадии 2; и (11) измерение эффективной проницаемости по воде при ОНН согласно определению значений относительной проницаемости при
- 13 025764 использовании метода ДБН и сопоставление результатов с результатами, полученными на стадии 3.
На фиг. 10 проиллюстрирован график проницаемость/давление в зависимости от объемов порового пространства. В данном варианте осуществления нагнетание вязкого флюида, содержащего КПАМ/КПЛО/гуаровую смолу, после низковязкой кислоты при постоянном расходе в результате приводит к увеличению давления нагнетания, что эквивалентно, по меньшей мере, временному уменьшению эффективной проницаемости скелета породы, которое выдерживалось во время следующей далее стадии введения низковязкой кислоты. Во время проведения обработки нагнетание на следующей далее стадии введения кислоты проходит в более проницаемый интервал, что требует использования меньшего давления нагнетания. Несмотря на это после проведения обработки эффективная проницаемость по нефти неизменна, в то время как эффективная проницаемость по воде существенно уменьшается. Это свидетельствует о том, что вязкий флюид не исполняет функцию закупоривания устьев пор в скелете породы, а вместо этого изменяет остаточную водонасыщенность в скелете породы, то есть, на поверхности поровых пространств.
Основные изменения представлены в приведенной ниже табл. 4.
Таблица 4. Изменения проницаемости и падения давления в способе закупоривающего материала МОП
Стадия обработки/испытания Проницаемость (мД) Падение давления (МПа (фунт/дюйм2) )
Основа 23,50 0,04 (5,8)
Нефть (Ко) 12,10 0,24 (34,6)
Вода (Км) 9,30 0,1 (14,5)
Кислота 1 - 0,07 (10,4)
Вязкий флюид, содержащий МОП - 11,4 (1660)
Кислота 2 - 16,8 (2440)
Нефть (Ко) 11,84 0,22 (31,3)
Вода (Км) 4,3 0,24 (35,4)
Давление нагнетания кислоты (органоглинистая кислота) после нагнетания на стадии введения вязкого закупоривающего материала МОП увеличивалось на 1,59 МПа (230 фунт/дюйм2). В случае пористости нескольких зон в пласте и нагнетания кислоты только в одну из них имеет место ощутимая тенденция к отклонению потока кислоты от зоны, в которую ее нагнетали прежде. После проведения кислотной обработки пласта эффективная проницаемость по нефти не менялась, но эффективная проницаемость по воде уменьшалась приблизительно наполовину. Это демонстрирует то, что использование вязкого флюида для обработки пласта, содержащего МОП, в качестве стадии введения закупоривающего материала не уменьшало проницаемость по нефти; таким образом, после обработки добыча нефти оставалась без изменений при одновременном значительном уменьшении поступления воды.
Пример 8. Обработка пласта
Вязкий флюид для обработки пласта, содержащий МОП и включающий КПАМ, КПЛО и необязательно гуаровую смолу, применяют при использовании чередующихся стадий ниэковязкого флюида структурной кислотной обработки пласта. Пласт имеет высоту интервала, большую, чем приблизительно 6,1 м (20 футов), при наличии известных вариаций проницаемости по высоте интервала, подвергаемого обработке, и/или при наличии известных интервалов, характеризующихся высокой водонасыщенностью. После какой-либо предварительной промывки скважины или очистки ствола скважины обработку продолжают на чередующихся стадиях нагнетания вязкого флюида для: обработки пласта, содержащего МОП, и низковязкого флюида для кислотной обработки пласта, начиная с того или с другого в зависимости от характеристик пласта.
Количество стадий введения низковязкой кислоты и высоковязкого закупоривающего материала МОП определяют в соответствии с высотой интервала, подвергаемого обработке, и наличием в скважине поступления избыточной воды, то есть, высокими водонефтяным фактором или обводненностью, согласно следующей далее табл. 5.
- 14 025764
Таблица 5. Количество стадий
Перфсрированный интервал (м) Стадии кислоты (количество) Стадии Закупоривающего материала МОП (количество)
Скважины с высокой обводненностью Скважины без высокой обводненности
6 2 2 1
12 3 3 2
18 3 3 2
24 4 4 3
30 5 5 4
38 5 5 4
46 6 6 5
В случае скважин без высокой обводненности рекомендованный объем на стадии рассчитывают для обработки при 250 л на один метр высоты интервала. В данных скважинах в одном примере стадию кислоты используют в качестве первой и последней стадий до и после стадии (стадий) закупоривающего материала МОП. В случае скважин с высокой обводненностью стадия закупоривающего материала МОП предпочтительно является начальной стадией, а стадия кислоты является заключительной стадией. В данных скважинах рекомендованный объем на стадии определяют в соответствии с высотой интервала, подвергаемого обработке, и долей водоносных зоны или зон в расчете на интервал, подвергаемый обработке, согласно табл. 6.
Таблица 6. Рекомендованный объем на стадии (л/м) для скважин с высокой обводненностью
Пористость (%) Водоносная зона составляет менее чем 30% от совокупного интервала Водоносная зона составляет более чем 30% от совокупного интервала
10 124 124
15 248 136
20 372 243
25 497 310
30 621 372
Стадию закупоривающего материала МОП в данном варианте осуществления получают при 1,6 г/л КПЛО, а вязкость закупоривающего материала МОП регулируют в результате варьирования количества КПАМ и/или гуаровой смолы в соответствии со следующей далее табл. 7.
Таблица 7. Рекомендованная загрузка КПАМ/гуаровой смолы (г/л) на стадиях введения закупоривающего материала
Проницаемость (мД) Температура (° С)
26-48 48-65 65-82 82-115
КПАМ Гуаровая смола КПАМ Гуаровая смола КПАМ Гуаровая смола КПАМ Гуаровая смола
20-100 100-300 2,4 2,4 0,6 2,4 2,4 0,6 0,9 2,4 2,4 0,9 1,2 2,4 2,4 1,2 1,8
300-500 500-1000 2,4 2,4 0,6 1,8 2,4 2,4 1,2 2,4 2,4 2,4 1,8 3,0 о о 2,4 3,6
1000-1500 >1500 3,0 з,о 2,4 2,4 3,0 3,0 3,0 3,6 3,0 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6 3,6
Предшествующее описание изобретения представлено при обращении к существующим в настоящее время вариантам осуществления. Как должны понимать специалисты в соответствующей области техники и технологии, к которой относится данное изобретение, без значимого отклонения от принципа и объема данного изобретения могут быть реализованы на практике вариации и изменения описанных структур и способов проведения операций. В соответствии с этим вышеизложенное описание изобретения не должно прочитываться только как относящееся к точным структурам, описанным ипродемонст- 15 025764 рированным на прилагаемых чертежах, а вместо этого должно прочитываться в согласовании со следующей далее формулой изобретения и в качестве ее обоснования, где данная формула изобретения должна иметь свой наиболее полный и наиболее объективный объем. Как с очевидностью следует из вышеизложенного общего описания изобретения и конкретных вариантов осуществления, несмотря на иллюстрирование и описание форм изобретения, могут быть реализованы и различные модификации без отклонения от объема и сущности изобретения. В соответствии с этим, ограничение изобретения ими не предполагается. Подобным образом, в австралийском законодательстве термин содержащий считается синонимичным термину включающий.

Claims (31)

1. Способ обработки подземного пласта, включающий:
(a) введение в начальный первый интервал подземного пласта вязкого флюида, содержащего гипосолевой водный раствор первого и второго растворимых катионных полимеров и гуаровую смолу, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера, и при этом указанный сополимер содержит от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, не растворимого в водных растворах; и (b) отклонение при помощи вязкого флюида флюида для обработки пласта от начального первого интервала к начальному второму интервалу.
2. Способ по п.1, где флюид для обработки пласта характеризуется меньшей вязкостью, чем вязкий флюид.
3. Способ по п.1 или 2, где флюид для обработки пласта включает флюид для кислотной обработки пласта.
4. Способ по пп.1, 2 или 3, где флюид для обработки пласта включает модификатор относительной проницаемости.
5. Способ по п.4, где флюид для обработки пласта включает катионный полиакриламид в водной солевой среде.
6. Способ по любому одному из пп.1-5, где флюид для обработки пласта включает водный солевой флюид.
7. Способ по любому одному из пп.1-6, где введение и отклонение потока включают нагнетание в скелет породы при давлении, меньшем чем давление гидравлического разрыва пласта.
8. Способ по любому одному из пп.1-7, где вязкий флюид временно закупоривает устья пор в первом интервале для отклонения потока флюида для обработки пласта во второй интервал и после этого увеличивает проницаемость первого интервала для углеводородов в сопоставлении с водой.
9. Способ по п.8, дополнительно включающий добычу флюидов из первого и второго интервалов в ствол скважины.
10. Способ по любому одному из пп.1-9, дополнительно включающий повторение введения и отклонения потока в последовательно расположенных первом и втором интервалах.
11. Способ по п.10, где последующий первый интервал включает начальный второй интервал.
12. Способ по п.1, где катионный сомономер выбирают из группы, состоящей из хлорида 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХАЭТА), хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА), хлорида 3-акриламидопропилтриметиламмония (ХАПТА), хлорида 3метакриламидопропилтриметиламмония (ХМАПТА) и их комбинаций.
13. Способ по любому одному из пп.1-12, где первый катионный полимер включает сополимер от 50 до 80 мол.% акриламида и от 50 до 20 мол.% хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА).
14. Способ по п.1, где второй катионный полимер включает гомополимер или сополимер по меньшей мере одного мономера, выбираемого из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3-акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций.
15. Способ по п.14, где кислота содержит метилсульфатный анион, этилсульфатный анион или их комбинацию.
16. Способ по п.1, где второй катионный полимер включает метакрилатный сополимер.
17. Способ по п.1, где второй катионный полимер включает метилсульфатный или этилсульфатный кватернизованный полимер мономера, выбираемого из группы, состоящей из 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламина, 3-метакриламидопропилтриметиламина, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламина, 3-метакриламидопропилтриэтиламина или их комбинации.
18. Способ по п.1, где второй катионный полимер включает метилсульфат поли((2- 16 025764 метакрилоилокси)этилтриметиламмония).
19. Способ по любому одному из пп.1-18, где вязкий флюид характеризуется уровнем содержания неорганической соли, меньшим чем 0,3 мас.% раствора.
20. Способ по любому одному из пп.1-19, где вязкий флюид характеризуется вязкостью при температуре 60°С и скорости сдвига 100/с, равной по меньшей мере 50 мПа-с.
21. Флюид для обработки подземного пласта, содержащий вязкий гипосолевой водный раствор первого и второго растворимых катионных полимеров и гуаровую смолу, где первый катионный полимер представляет собой сополимер акриламида и катионного сомономера и при этом указанный сополимер содержит от 10 до 70 мол.% указанного катионного мономера, а второй катионный полимер представляет собой полимерную структуру с липофильной основой, содержащую четвертичные полиаммониевые группы, которые подвергаются гидролизу с образованием полимерного гидролизата, не растворимого в водных растворах.
22. Флюид по п.21, где катионный сомономер выбран из группы, состоящей из кислотноаддитивных солей 2-акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций.
23. Флюид по п.22, где катионный сомономер выбран из хлорида 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХАЭТА), хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА), хлорида 3-акриламидопропилтриметиламмония (ХАПТА), хлорида 3-метакриламидопропилтриметиламмония (ХМАПТА) и их комбинаций.
24. Флюид по любому одному из пп.21-23, где первый катионный полимер включает сополимер от 50 до 80 мол.% акриламида и от 50 до 20 мол.% хлорида 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония (ХМЭТА).
25. Флюид по п.21, где второй катионный полимер включает гомополимер или сополимер по меньшей мере одного мономера, выбираемого из группы, состоящей из кислотно-аддитивных солей 2акрилоилоксиэтилтриметиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламмония, 3-акриламидопропилтриметиламмония, 3-метакриламидопропилтриметиламмония, 2-акрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламмония, 3-акриламидопропилтриэтиламмония, 3-метакриламидопропилтриэтиламмония и их комбинаций.
26. Флюид по п.25, где кислота содержит метилсульфатный анион, этилсульфатный анион или их комбинацию.
27. Флюид по любому одному из пп.21-26, где полимерная структура с липофильной основой второго катионного полимера включает полиметакрилат.
28. Флюид по любому одному из пп.21-27, где второй катионный полимер включает метилсульфатный или этилсульфатный кватернизованный полимер мономера, выбираемого из группы, состоящей из 2-метакрилоилоксиэтилтриметиламина, 3-метакриламидопропилтриметиламина, 2-метакрилоилоксиэтилтриэтиламина и 3-метакриламидопропилтриэтиламина и их комбинаций.
29. Флюид по любому одному из пп.21-28, где второй катионный полимер включает метилсульфат поли((2-метакрилоилокси)этилтриметиламмония).
30. Флюид по любому одному из пп.21-29, характеризующийся уровнем содержания неорганической соли, меньшим чем 0,3 мас.% от раствора.
31. Флюид по любому одному из пп.21-30, вязкость которого при температуре 60°С и скорости сдвига 100/с составляет по меньшей мере 50 мПа-с.
EA201171117A 2009-03-11 2010-03-01 Способ и флюид для обработки подземного пласта EA025764B1 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15930009P 2009-03-11 2009-03-11
US21119309P 2009-03-27 2009-03-27
US12/710,565 US8413719B2 (en) 2009-03-11 2010-02-23 Relative permeability modification
PCT/IB2010/050880 WO2010103421A1 (en) 2009-03-11 2010-03-01 Relative permeability modification

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201171117A1 EA201171117A1 (ru) 2012-07-30
EA025764B1 true EA025764B1 (ru) 2017-01-30

Family

ID=42174413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201171117A EA025764B1 (ru) 2009-03-11 2010-03-01 Способ и флюид для обработки подземного пласта

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8413719B2 (ru)
CO (1) CO6420317A2 (ru)
EA (1) EA025764B1 (ru)
GB (1) GB2479317B (ru)
MX (1) MX2011008732A (ru)
WO (1) WO2010103421A1 (ru)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9359545B2 (en) * 2013-03-04 2016-06-07 Halliburton Energy Services, Inc. Branched viscoelastic surfactant for high-temperature acidizing
US9695350B2 (en) * 2013-05-31 2017-07-04 Halliburton Energy Services, Inc. Ampholyte polymeric compounds in subterranean applications
US9562423B2 (en) 2013-08-27 2017-02-07 Halliburton Energy Services, Inc. Acid diversion treatments in injection wells using permeability modifiers
MY188937A (en) * 2013-12-16 2022-01-13 Halliburton Energy Services Inc Compositions for treating subterranean formations
RU2548930C1 (ru) * 2013-12-25 2015-04-20 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ определения распределения и профиля загрязнителя в пористой среде
WO2015199725A1 (en) 2014-06-27 2015-12-30 Halliburton Energy Services, Inc. Reaction products of acrylamide polymers and methods for use thereof as relative permeability modifiers
MX2017000553A (es) * 2014-07-15 2017-07-04 Solvay Usa Inc Reductor de friccion tolerante a la sal.
US9840659B2 (en) 2015-02-02 2017-12-12 Halliburton Energy Services, Inc. Deactivation and activation of permeability modifiers for use in subterranean formation operations
WO2016140674A1 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Halliburton Energy Services, Inc. Sulfonated relative permeability modifiers for reducing subterranean formation water permeability
CN107629773B (zh) * 2017-10-25 2020-10-09 中国石油化工股份有限公司 利用返吐或产出聚合物制备的调堵剂及其制备方法
US11746282B2 (en) 2018-06-08 2023-09-05 Sunita Hydrocolloids Inc. Friction reducers, fracturing fluid compositions and uses thereof
US11274243B2 (en) 2018-06-08 2022-03-15 Sunita Hydrocolloids Inc. Friction reducers, fracturing fluid compositions and uses thereof
US11214730B1 (en) * 2020-09-09 2022-01-04 Saudi Arabian Oil Company Low pH-based oil recovery method for carbonate reservoirs
CN113045699B (zh) * 2021-03-19 2021-09-24 中国石油大学(北京) 用于钻井液的自修复的堵漏凝胶聚合物和其制备方法及应用和含有凝胶聚合物的钻井液
CN116072232B (zh) * 2021-12-29 2024-03-19 中国石油天然气集团有限公司 一种相对渗透率曲线确定方法、装置、设备和存储介质
US11993746B2 (en) 2022-09-29 2024-05-28 Saudi Arabian Oil Company Method of waterflooding using injection solutions containing dihydrogen phosphate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002083743A1 (en) * 2001-04-16 2002-10-24 Wsp Chemicals & Technology Llc Water-soluble polymer complexes
WO2007057637A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of controlling sand and water production in subterranean zones
EP2186870A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-19 Clearwater International, L.L.C Foamed gel systems for fracturing subterranean formations, and methods for making and using same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2666621B1 (fr) 1990-09-12 1993-05-14 Schlumberger Cie Dowell Produit et procede pour la diversion d'acide dans le traitement de formations souterraines.
US5368744A (en) 1993-08-03 1994-11-29 Betz Laboratories, Inc. Methods for treating wastewater
US6435277B1 (en) 1996-10-09 2002-08-20 Schlumberger Technology Corporation Compositions containing aqueous viscosifying surfactants and methods for applying such compositions in subterranean formations
US5964295A (en) 1996-10-09 1999-10-12 Schlumberger Technology Corporation, Dowell Division Methods and compositions for testing subterranean formations
US7265079B2 (en) 2002-10-28 2007-09-04 Schlumberger Technology Corporation Self-destructing filter cake
US7182136B2 (en) 2003-07-02 2007-02-27 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of reducing water permeability for acidizing a subterranean formation
US8278250B2 (en) 2003-05-16 2012-10-02 Halliburton Energy Services, Inc. Methods useful for diverting aqueous fluids in subterranean operations
US7759292B2 (en) 2003-05-16 2010-07-20 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions for reducing the production of water and stimulating hydrocarbon production from a subterranean formation
US7775278B2 (en) 2004-09-01 2010-08-17 Schlumberger Technology Corporation Degradable material assisted diversion or isolation
US8703659B2 (en) 2005-01-24 2014-04-22 Halliburton Energy Services, Inc. Sealant composition comprising a gel system and a reduced amount of cement for a permeable zone downhole
US7493957B2 (en) 2005-07-15 2009-02-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for controlling water and sand production in subterranean wells
US20080110624A1 (en) 2005-07-15 2008-05-15 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for controlling water and particulate production in subterranean wells
BRPI0504019B1 (pt) 2005-08-04 2017-05-09 Petroleo Brasileiro S A - Petrobras processo de redução seletiva e controlada da permeabilidade relativa à água em formações petrolíferas de alta permeabilidade
US20070039732A1 (en) 2005-08-18 2007-02-22 Bj Services Company Methods and compositions for improving hydrocarbon recovery by water flood intervention
US7730950B2 (en) 2007-01-19 2010-06-08 Halliburton Energy Services, Inc. Methods for treating intervals of a subterranean formation having variable permeability
US20080217012A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 Bj Services Company Gelled emulsions and methods of using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002083743A1 (en) * 2001-04-16 2002-10-24 Wsp Chemicals & Technology Llc Water-soluble polymer complexes
WO2007057637A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of controlling sand and water production in subterranean zones
EP2186870A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-19 Clearwater International, L.L.C Foamed gel systems for fracturing subterranean formations, and methods for making and using same

Also Published As

Publication number Publication date
GB2479317B (en) 2014-08-27
US8413719B2 (en) 2013-04-09
CO6420317A2 (es) 2012-04-16
GB2479317A (en) 2011-10-05
GB201112947D0 (en) 2011-09-14
US20100230106A1 (en) 2010-09-16
WO2010103421A1 (en) 2010-09-16
MX2011008732A (es) 2011-09-15
EA201171117A1 (ru) 2012-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA025764B1 (ru) Способ и флюид для обработки подземного пласта
US9562423B2 (en) Acid diversion treatments in injection wells using permeability modifiers
RU2517342C2 (ru) Гелеобразующие жидкости для обработки, содержащие соли четвертичного аммония в качестве модификаторов времени гелеобразования, и способы их использования
AU2014414852B2 (en) Cationic multiple quaternary ammonium-based surfactants for enhancing production in subterranean formations
EP2789670A1 (en) Polymers for enhanced hydrocarbon recovery
AU2021201823B2 (en) Ethoxylated amines for use in subterranean formations
US11248167B2 (en) Acid diversion in naturally fractured formations
US11926790B2 (en) Compositions and methods using subterranean treatment fluids comprising water-soluble polymers
US20200181480A1 (en) Alkyl polyglycoside surfactants for use in subterranean formations
US9598631B2 (en) Sulfonated relative permeability modifiers for reducing subterranean formation water permeability
US10738231B2 (en) Syneresis reducing compositions for conformance applications using metal cross-linked gels
US10259994B2 (en) Enhanced subterranean treatment fluids in ionic water or seawater
US10995262B2 (en) Ethoxylated amines for use in subterranean formations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): TM