EA039560B1 - Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину - Google Patents

Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину Download PDF

Info

Publication number
EA039560B1
EA039560B1 EA202000289A EA202000289A EA039560B1 EA 039560 B1 EA039560 B1 EA 039560B1 EA 202000289 A EA202000289 A EA 202000289A EA 202000289 A EA202000289 A EA 202000289A EA 039560 B1 EA039560 B1 EA 039560B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
well
gel
composition
methylenebisacrylamide
Prior art date
Application number
EA202000289A
Other languages
English (en)
Other versions
EA202000289A1 (ru
Inventor
Багир Алекпер Оглы Сулейманов
Эльчин Фикрет оглы Велиев
Нурана Вагиф кызы Нагиева
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
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 Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг) filed Critical Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
Priority to EA202000289A priority Critical patent/EA039560B1/ru
Publication of EA202000289A1 publication Critical patent/EA202000289A1/ru
Publication of EA039560B1 publication Critical patent/EA039560B1/ru

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/138Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
    • 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/32Preventing gas- or water-coning phenomena, i.e. the formation of a conical column of gas or water around wells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах, и предназначено для проведения водоизоляционных работ в скважинах. Задачей изобретения является повышение эффективности изоляции водопритока в скважину за счет увеличения прочности, термической стабильности и устойчивости в высокоминерализованной пластовой воде, а также регулирование времени гелеобразования. Поставленная задача решается тем, что гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий водорастворимый полимер, сшиватель и воду, в качестве водорастворимого полимера содержит полиэтиленгликоль и поливинилпирролидон, в качестве сшивателя N,N'-метиленбисакриламид и дополнительно акриловую кислоту и пероксодисульфат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиэтиленгликоль - 15-20; поливинилпирролидон - 0,1-0,3; пероксодисульфат аммония - 0,05-0,1; акриловая кислота - 0,3-0,5; N,N-метиленбисакриламид - 0,05-0,5; вода - остальное.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в добывающих и нагнетательных скважинах, и предназначено для проведения водоизоляционных работ в скважинах.
Известен состав для изоляции водопритока в скважину [1]. Состав содержит воду,силикат натрия, ацетат аммония и ацетат хрома при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Силикат натрия 14-20
IАцетат аммония 0,5-1,5
Ацетат хрома 0,3-1,0
Пресная вода остальное
Недостатком состава является использование большого объема силиката натрия, который при контакте с солями Са2+ и Mg2+ в составе минерализованной воды образует на поверхности раздела пленку кремниевой кислоты. В связи с этим в условиях нефтяного пласта состав может оказаться малоэффек тивным.
Также известен состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий полиакриламид с молекулярной массой 1-2,5 млн а.е.м. и анионностью 3-10%, ацетат хрома, сульфат аммония и пресную или минерализованную воду с хлоркальциевой минерализацией плотностью от 1000 до 1190 кг/м3 при следующем соотношении компонентов, мас.% [2]:
полиакриламид 1 -4
Ацетат хрома 0,13-0,65 сульфат аммония 0,3-3,0 вода 100
Недостатком состава является низкая эффективность изоляции водопритока, так как из-за низкой концентрации компонентов невозможно получить прочный гель. Также состав неэффективен для высокотемпературных скважин из-за низкой термической стабильности и неустойчивости в высокоминерализованных водах. Следовательно, этот состав не подходит для резервуаров с высокой температурой и соленостью и не способен эффективно блокировать каналы с повышенной проницаемостью.
Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий водорастворимый полимергидролизованный полиакрилонитрил, сульфат аммония, ацетат хрома и воду при следующем соотношении реагентов, мас.ч. [3]:
гидролизованный полиакрилонитрил 6-10
Ацетат хрома 0,5-1,0 сульфат аммония 1,0-2,0 вода 100
Недостатком данного гелеобразующего состава является то, что использовано относительно большое количество гидролизованного полиакрилонитрила, что приводит к его удорожанию. Также недостатками состава являются низкая прочность, низкая термическая стабильность и неустойчивость в высокоминерализованной пластовой воде.
Задачей изобретения является повышение эффективности изоляции водопритока в скважину за счет увеличения прочности, термической стабильности и устойчивости в высокоминерализованной пластовой воде, а также регулирование времени гелеобразования.
Поставленная задача решается тем, что гелеобразующий состав для изоляции водопритоков в скважину, содержащий водорастворимый полимер, сшиватель и воду, в качестве водорастворимого полимера содержит полиэтиленгликоль и поливинилпирролидон, в качестве сшивателя N,N'-метиленбисакриламид и дополнительно акриловую кислоту и пероксодисульфат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полиэтиленгликоль 15-20 поливинил пирролидон 0,1-0,3 пероксодисульфат аммония 0,05 -0,1 акриловая кислота 0,3-0,5
Ν,Κ-метиленбисакриламид 0,05-0,5 вода остальное
Для приготовления гелеобразующего состава с целью изоляции водопритока в скважину были ис пользованы следующие компоненты:
полиэтиленгликоль (ПЭГ) - водорастворимый полимер с молекулярной массой 7000-9000 (CAS 25322-68-3);
поливинилпирролидон (ПВП) - водорастворимый полимер с молекулярной массой 40000 (CAS 9003-39-8);
акриловая кислота - бесцветная жидкость с резким запахом (CAS 64-19-7);
пероксодисульфат аммония - бесцветные моноклинные кристаллы, инициатор (CAS 7727-54-0);
N,N'-метиленбисакриламид - является сшивающим агентом (CAS 110-26-9);
вода - пресная или минерализованная.
Сущность изобретения состоит в создании эффективного состава для изоляции водопритока в скважинах, который блокирует изолируемый интервал пласта объемным гелем с высокой прочностью и
- 1 039560 термической стабильностью, регулирует время гелеобразования и стабильность в высокоминерализованной пластовой воде. Состав является простым в приготовлении, обладает достаточным для закачки в скважину временем гелеобразования за счет регулируемого времени гелеобразования. После перемешивания компонентов состава гель образуется при температуре от 25 до 100°C в течение 6-60 ч от начала смешения реагентов, после чего происходит упрочнение геля до состояния неподвижности. За счет регулируемого времени гелеобразования состав после закачивания в скважину проникает даже в малопроницаемые поры пласта, обводненного водой любой минерализации. В гелеобразующем составе на основе полиэтиленгликоля и поливинилпирролидона в качестве инициатора гелеобразования используют пероксодисульфат аммония, а в качестве сшивателя используют N,N'метиленбисакриламид. Изменением количества N,N'-метиленбисакриламида в гелеобразующем составе регулируют время гелеобразования, которое можно расширить вплоть до нескольких суток, что необходимо для удаленного доступа гелеобразующего состава в пласт. Поливинилпирролидон используется в качестве триггера для увеличения прочности предложенного гелеобразующего состава. Предлагаемый гелеобразующий состав на основе полиэтиленгликоля обладает вязкостью в пределах 30-40 с, и при закачивании в пласт по насосно-компрессорным трубам не возникает технологических затруднений.
Гелеобразующий состав для изоляции водопритока готовят следующим образом.
Компоненты геля были точно взвешены (±0,2 мг) с использованием аналитических весов Denver Instruments Pinnacle PI-314. Гомогенную смесь получали путем перемешивания раствора с использованием магнитной мешалки INTLLAB в течение 1 ч. Сначала наливают воду (79,05 мас.%) и добавляют полиэтиленгликоль (20 мас.%), далее перемешивают до его растворения. В полученный раствор при перемешивании в течение 1 мин добавляют поливинилпирролидон (0,3 мас.%), акриловую кислоту (0,5 мас.%), пероксодисульфат аммония (0,05 мас.%) и N,N'-метиленбисакриламид (0,1 мас.%). Объемные гели синтезировали путем химического сшивания со свободнорадикальной полимеризацией, и оставляют гелеобразующий состав на гелеобразование (табл. 1 пример 7). Остальные гелеобразующие составы готовят аналогично примеру 7. Время гелеобразования составов по примерам 1-8 составляет от 6-30 ч/м до 60 ч, что является достаточным для закачивания в скважину. В пласте продолжается процесс упрочнения образованных гелей в течение 24-48 ч.
Для исследования эффективности предложенного гелеобразующего состава на время гелеобразования, прочность, солеустойчивость и термическую стабильность проведены лабораторные эксперименты. Для иллюстрации экспериментов были приготовлены образцы наиболее близкого аналога и предложенных гелеобразующих составов (табл. 1).
Время гелеобразования состава определяют опытным путем в лабораторных условиях.
Для определения времени гелеобразования был использован реометр Physica MCR 501 (AntonPaar, Австрия) с геометрией концентрических цилиндров. Реометр оснащен системой контроля температуры для достижения и поддержания заданной температуры. Интуитивно понятное программное обеспечение RheoCompass предлагает предопределенные, а также настраиваемые шаблоны проведения измерений. Результаты лабораторных испытаний приведены в табл. 1.
Прочность гелей определяют с использованием анализатора статического напряжения сдвига Модель 5265 (SGSA, Chandler Engeneering) со стандартом API 10B-6. Результаты исследование показаны в табл. 1.
Затем определяется солеустойчивость геля методом чайных пакетиков (Tea-bag). Чайный пакетик предварительно смачивали в тестовой жидкости и определяли его массу (масса m2). Процесс гелеобразования проводился в условиях окружающей среды. Затем гели были вставлены в пакетик и взвешивались (масса mj). Для обеспечения точности результатов было приготовлено не менее 5 чайных пакетиков для каждого исследуемого образца геля. Чайный пакетик, содержащий гель, был подвешен в химическом стакане, заполненном жидкостью (около 250 мл). Стакан был герметично закрыт для обеспечения герметичности. Через 1, 5, 7, 10 дней контакта гель/жидкость чайный пакетик извлекали и взвешивали (масса m3). Для удаления излишков воды с поверхности чайного пакетика использовалась сухая ткань. После взвешивания чайный пакетик с гидрогелем возвращали в исходный раствор до следующих измерений. Для измерения солеустойчивости гелей использовали слабоминерализованную и высокоминерализованную воду (5000 и 30000 ppm). Солеустойчивость гелей определялась по формуле 1 где mj - масса чайного пакетика через 24 ч, m2 - масса предварительно смоченного чайного пакетика, а m3 - масса пакетика (с гелем внутри). Результаты показаны в табл. 2.
Термическая стабильность гелей определялась дифференциальным сканирующим калориметром (модель: DSCQ10, производства ТА Instrument) в атмосфере азота. Для анализа было использовано 8 образцов. Набухшие гели (7-13 мг) брали для измерений, хранили в алюминиевых емкостях и герметично закрывали. Термограмму для каждого образца получали для диапазона температур от 40 до 300°C при скорости нагрева 2°С/мин и скорости продувки азотом 20 см3/мин (табл. 1).
- 2 039560
Литература.
1. Патент RU 2704662, Е21В 33/138, С09К 8/508, опубл. 30.10.2019.
2. Патент RU 2703598, Е21В 33/138, С09К 8/512, опубл. 21.10.2019.
3. Патент RU 2706150, Е21В 33/138, С09К 8/508, Е21В 43/32, опубл. 14.11.2019.
Таблица 1
Образцы Содержание состава, масс % Времягелеобразования, ч-мин Статическое напряжение сдвига, Па Термическое стабилность,’ С
Полиэтилен гликоль Поливинил пирроидон Пероксодисуль фат аммония Акриловая кислота Ν,Ν' метиленбисакриламид Вода
1 15 0,1 0,05 0,3 0,05 остальное 48-00 520 200
2 15 0,2 0,05 0,4 0,1 остальное 24-30 550 200
3 15 0,3 0,05 0,5 0,1 остальное 20-00 610 210
4 15 0,3 0,1 0,5 0,5 остальное 12-00 580 215
5 20 0,1 0,05 0,3 0,05 остальное 60-00 530 220
6 20 0,2 0,05 0,4 0,1 остальное 36-00 575 220
7 20 0,3 0,05 0,5 0,1 остальное 24-00 630 225
8 20 0,3 0,1 0,5 0,5 остальное 6-30 607 230
Состав по наиболее близкому аналогу
№ опыта Содержание состава, масс ч.
Гидролизованный полиакрилонитрил Ацетат хрома Сульфат аммония Вода Время гелеобра зования, ч-мин Статическое напряжение сдвига, Па Термическое стабилность, °C
1 7 0,65 1,0 100 12-10 321,5 140
2 8 1 1,5 100 6-30 447,5 150
Таблица 2
Образцы Соленость воды (РРт) поглощающая способность через 1 день поглощающая способность через 5 день поглощающая способность через 7 день поглощающая способность через 10 день
3 5000 0.04 0.11 0.14 0.14
3 30000 0.13 0.28 0.31 0.32
7 5000 0.06 0.13 0.15 0.15
7 30000 0.16 0.36 0.40 0.40
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (1)

  1. Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий водорастворимый полимер, сшиватель и воду, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера состав содержит полиэтиленгликоль и поливинилпирролидон, в качестве сшивателя Ν,Ν'-метиленбисакриламид и дополнительно акриловую кислоту и пероксодисульфат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    полиэтиленгликоль - 15-20;
    поливинилпирролидон - 0,1-0,3;
    пероксодисульфат аммония - 0,05-0,1;
    акриловая кислота - 0,3-0,5;
    Ν,Ν'-метиленбисакриламид - 0,05-0,5;
    вода - остальное.
    Евразийская патентная организация, ЕАПВ
    Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
EA202000289A 2020-05-20 2020-05-20 Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину EA039560B1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202000289A EA039560B1 (ru) 2020-05-20 2020-05-20 Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA202000289A EA039560B1 (ru) 2020-05-20 2020-05-20 Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA202000289A1 EA202000289A1 (ru) 2021-11-30
EA039560B1 true EA039560B1 (ru) 2022-02-10

Family

ID=78750217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA202000289A EA039560B1 (ru) 2020-05-20 2020-05-20 Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA039560B1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116536036A (zh) * 2023-05-09 2023-08-04 胜利油田华滨化工有限责任公司 一种纳米微球堵水剂的研制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2662429A1 (en) * 2011-01-06 2013-11-13 Sekisui Plastics Co., Ltd. Composition for adhesive hydrogel and use thereof
CN106279494A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 万华化学集团股份有限公司 一种高吸液速率的丙烯酸吸水树脂及其制备方法和用途
WO2017015127A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Hercules Incorporated High temperature and high pressure cement retarder composition and use thereof
WO2017015185A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Schlumberger Technology Corporation High temperature and high pressure cement retarder composition and use thereof
CN107556500A (zh) * 2017-08-08 2018-01-09 浙江卫星新材料科技有限公司 一种抑菌除臭高吸水性树脂的制备方法及其应用
EA201990471A1 (ru) * 2016-08-23 2019-07-31 Эни С.П.А. Способ ингибирования проникновения воды в скважину для добычи нефти из подземного пласта

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2662429A1 (en) * 2011-01-06 2013-11-13 Sekisui Plastics Co., Ltd. Composition for adhesive hydrogel and use thereof
CN106279494A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 万华化学集团股份有限公司 一种高吸液速率的丙烯酸吸水树脂及其制备方法和用途
WO2017015127A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Hercules Incorporated High temperature and high pressure cement retarder composition and use thereof
WO2017015185A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Schlumberger Technology Corporation High temperature and high pressure cement retarder composition and use thereof
EA201990471A1 (ru) * 2016-08-23 2019-07-31 Эни С.П.А. Способ ингибирования проникновения воды в скважину для добычи нефти из подземного пласта
CN107556500A (zh) * 2017-08-08 2018-01-09 浙江卫星新材料科技有限公司 一种抑菌除臭高吸水性树脂的制备方法及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
EA202000289A1 (ru) 2021-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9758713B1 (en) Well cementing
JPH04227677A (ja) 水溶性重合体懸濁物
Moayedi et al. Stabilization of organic soil using sodium silicate system grout
BR102019027694A2 (pt) método para preparar um hidrogel, hidrogeis e composições de vedação
EA039560B1 (ru) Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину
SU1654554A1 (ru) Состав дл повышени нефтеотдачи
McBain et al. On the nature of the influence of humidity changes upon the composition of building materials
CN105111368B (zh) 一种热增稠耐高温高盐液流转向剂及其制备方法
RU2015305C1 (ru) Состав для селективной изоляции пластовых вод
RU2656296C1 (ru) Способ получения товарной формы щелочных стоков производства капролактама для применения в нефтедобывающей промышленности и способ получения на ее основе состава для выравнивания профиля приемистости и ограничения водопритока
EA046438B1 (ru) Гелеобразующий состав для изоляции водопритока в скважину
Morcellet et al. Preferential and absolute adsorption on poly (l-glutamic acid) in water—dioxane mixtures
RU2775214C2 (ru) Катионный ингибирующий буровой раствор
RU2131971C1 (ru) Состав для повышения нефтеотдачи пластов
RU2270229C1 (ru) Состав для повышения нефтеотдачи
RU2743157C1 (ru) Способ повышения нефтеотдачи
RU2754844C1 (ru) Акриловый полимер на водной основе для цементной композиции и способ его получения
RU2752461C1 (ru) Сухокислотный состав для кислотных обработок коллекторов
RU2806757C1 (ru) Состав для предотвращения проявлений высокоминерализованных флюидов в скважине
Moazzami et al. Investigation of solvent type on dissolution strength of gypsum foundations (Case study of Marash Dam).
RU2188314C1 (ru) Гелеобразующий состав
Bokern Concrete tests for ASR assessment: effects of testing environment on preconditions for an ASR and transferability of test results
SU1571219A1 (ru) Состав дл временной изол ции высокопроницаемых интервалов продуктивных пластов
SU535259A1 (ru) Композици дл пропитки пористых строительных материалов
RU2094606C1 (ru) Состав для изоляции высокопроницаемых интервалов пласта