EA046475B1 - METHOD FOR INHIBITION OF WATER PENETRATION INTO A PRODUCTION WELL OF HYDROCARBON FLUID FROM AN UNDERGROUND FORMATION - Google Patents

METHOD FOR INHIBITION OF WATER PENETRATION INTO A PRODUCTION WELL OF HYDROCARBON FLUID FROM AN UNDERGROUND FORMATION Download PDF

Info

Publication number
EA046475B1
EA046475B1 EA202192482 EA046475B1 EA 046475 B1 EA046475 B1 EA 046475B1 EA 202192482 EA202192482 EA 202192482 EA 046475 B1 EA046475 B1 EA 046475B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
water
cationic
oil
monomer
range
Prior art date
Application number
EA202192482
Other languages
Russian (ru)
Inventor
ГАУДИО Лучилла ДЕЛЬ
Паола Альбонико
Алессандра БЕЛЛОНИ
Давиде Москателли
Альберто Чезана
Original Assignee
Эни С.П.А.
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 Эни С.П.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of EA046475B1 publication Critical patent/EA046475B1/en

Links

Description

Настоящее изобретение относится к способу ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида из подземного пласта.The present invention relates to a method for inhibiting the penetration of water into a production well of a hydrocarbon fluid from a subterranean formation.

В частности, настоящее изобретение относится к способу ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида из подземного пласта, который включает закачку в пласт состава для обработки приствольной зоны, содержащего по меньшей мере одно химическое соединение, способное набухать за счет селективного поглощения присутствующей в нем пластовой воды (т.е. попутной воды), путем изменения локальной проницаемости пласта и, таким образом, блокирования проникновения дополнительной воды в добывающую скважину. Состав для обработки приствольной зоны представлен в виде дисперсии водной фазы в масляной дисперсионной среде. Эта рецептура заставляет закачиваемое соединение взаимодействовать главным образом или даже исключительно с пластовой водой, а не с остаточной водой, таким образом, не влияя на подвижность углеводородного флюида.In particular, the present invention relates to a method of inhibiting water penetration into a production well of a hydrocarbon fluid from a subterranean formation, which includes injecting into the formation a near-wellbore treatment composition containing at least one chemical compound capable of swelling by selectively absorbing formation water present therein. (i.e., produced water) by changing the local permeability of the formation and thus blocking the penetration of additional water into the production well. The composition for treating the tree trunk zone is presented in the form of a dispersion of the aqueous phase in an oil dispersion medium. This formulation causes the injected compound to interact primarily or even exclusively with formation water rather than residual water, thus not affecting the mobility of the hydrocarbon fluid.

Для целей настоящего описания выражение углеводородный флюид означает флюид, содержащий углеводороды или в основном содержащий углеводороды, в газообразном, жидком состоянии или в форме газожидкостной смеси природного происхождения, присутствующий в подземном или подводном горном образовании, такой как нефть или природный газ. Нефть может опционально содержать воду в диспергированной форме. Далее в настоящем описании термины нефть и масло используются в качестве альтернативы.For purposes of this description, the expression hydrocarbon fluid means a fluid containing hydrocarbons or substantially containing hydrocarbons, in a gaseous, liquid or gas-liquid mixture form of natural origin, present in an underground or underwater rock formation, such as oil or natural gas. The oil may optionally contain water in dispersed form. Hereinafter, the terms petroleum and oil are used interchangeably.

Для целей настоящего описания выражение остаточная вода означает долю воды, присутствующей в порах горной породы, содержащей углеводородный флюид, или в пространствах между зернами породы, которые составляют эту формацию; остаточная вода, удерживаемая в пласте главным образом под действием сил поверхностного натяжения, практически не удаляется во время извлечения углеводородного флюида из пласта.For the purposes of this description, the expression residual water means the proportion of water present in the pores of a rock containing a hydrocarbon fluid, or in the spaces between grains of rock that make up that formation; Residual water, retained in the formation primarily by surface tension forces, is essentially not removed during the extraction of hydrocarbon fluid from the formation.

Для целей настоящего описания выражение пластовая вода означает долю воды, присутствующую в горной породе, содержащей углеводородный флюид, который может быть удален из пласта вместе с извлеченным углеводородным флюидом. Пластовая вода (или попутная вода в качестве альтернативного термина) может образовываться, например, путем инфильтрации воды из водоносного горизонта, расположенного вблизи пласта, или путем впрыска воды или пара в подпочву, осуществляемого для вытеснения флюида в сторону добывающей скважины.For purposes of this description, the expression formation water means the proportion of water present in a rock formation containing a hydrocarbon fluid that can be removed from the formation along with the recovered hydrocarbon fluid. Produced water (or produced water as an alternative term) can be formed, for example, by the infiltration of water from an aquifer located near the formation, or by the injection of water or steam into the subsoil to displace fluid towards the production well.

Наличие воды в сочетании с углеводородным флюидом, извлеченным из подземного пласта, является проблемой, имеющей большое экономическое значение в области добычи нефти и, как правило, в газовой и нефтяной промышленности.The presence of water in combination with hydrocarbon fluid extracted from a subterranean formation is a problem of great economic importance in the field of petroleum production and, generally, in the gas and oil industries.

Извлечение углеводородного флюида в смеси с водой снижает эффективность извлечения самого флюида, увеличивает затраты и габариты оборудования, необходимого для разделения воды, увеличивает общие затраты на извлечение флюида и, наконец, создает проблему утилизации отделенной воды, которая загрязнена углеводородами.Extracting a hydrocarbon fluid mixed with water reduces the efficiency of extracting the fluid itself, increases the cost and size of the equipment needed to separate the water, increases the overall cost of extracting the fluid, and finally creates the problem of disposing of separated water that is contaminated with hydrocarbons.

Извлечение воды вместе с углеводородным флюидом из нефтяной скважины, помимо того, что приводит к частым перерывам в операциях по добыче, с тем чтобы обеспечить возможность осуществления мер по сдерживанию проникновения воды, в некоторых случаях может достигать такой степени, что приводит к закрытию скважины заранее, тем самым препятствуя полной эксплуатации нефтяного месторождения (например, когда нефтяное месторождение расположено вблизи водоносного горизонта).The extraction of water along with hydrocarbon fluid from an oil well, in addition to causing frequent interruptions in production operations to allow water containment measures to be implemented, may in some cases reach such an extent as to result in the well being shut in early, thereby preventing full exploitation of the oil field (for example, when the oil field is located near an aquifer).

В современном мире известны различные способы снижения извлечения воды из нефтяной скважины. Один из этих способов предусматривает закачку в пластовую породу химических соединений, таких как полимеры, гели и пены, способных образовывать механический барьер, непроницаемый для воды, блокирующий преимущественные пути воды в горной породе к добывающей скважине. Механический барьер может быть получен путем взаимодействия in situ (на месте), т.е. в подземной формации, двух или более реагентов, вводимых отдельно, которые образуют непроницаемое для воды барьерное соединение.In the modern world, various methods are known to reduce water extraction from an oil well. One of these methods involves injecting chemical compounds into the formation rock, such as polymers, gels and foams, that can form a mechanical barrier that is impermeable to water, blocking the preferential path of water in the rock to the production well. A mechanical barrier can be obtained by interaction in situ (in place), i.e. in a subterranean formation, two or more reactants, introduced separately, which form a water-tight barrier compound.

Известные на современном уровне способы ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида из подземного пласта имеют несколько недостатков.Currently known methods of inhibiting the penetration of water into a production well of hydrocarbon fluid from an underground formation have several disadvantages.

Во-первых, эффект уменьшения проникновения воды является кратковременным. Это приводит к частым перерывам в добыче, что позволяет осуществлять дальнейшие закачки состава для обработки приствольной зоны в пласт с последующим снижением производственных мощностей.First, the effect of reducing water penetration is short-lived. This leads to frequent interruptions in production, which allows for further injection of the composition to treat the near-well zone into the formation with a subsequent reduction in production capacity.

Во-вторых, соединения, вводимые в соответствии со способами известного уровня техники, обладают низкой селективностью по отношению к пластовой воде. Эти соединения, по сути, также могут взаимодействовать с остаточной водой или даже с водой, диспергированной или эмульгированной в нефти, также вызывая снижение подвижности углеводородного флюида и, следовательно, его выхода при извлечении.Secondly, compounds introduced in accordance with methods of the prior art have low selectivity with respect to produced water. These compounds, in fact, can also interact with residual water or even water dispersed or emulsified in the oil, also causing a decrease in the mobility of the hydrocarbon fluid and, therefore, its recovery upon recovery.

Для преодоления вышеупомянутых недостатков в заявке WO 2016/166672 заявитель описал состав для обработки приствольной зоны, содержащий частицы гидрогелей с микрометрическими или нанометрическими размерами. Этот состав для обработки приствольной зоны содержит дисперсию или эмульсию в органическом растворителе сополимера, образованного по меньшей мере одним (мет)акриловым мономером и по меньшей мере одним сомономером, содержащим по меньшей мере одну этиленовуюTo overcome the above-mentioned disadvantages, in the application WO 2016/166672 the applicant described a composition for treating the near-stem zone containing hydrogel particles with micrometric or nanometric dimensions. This tree trunk treatment composition contains a dispersion or emulsion in an organic solvent of a copolymer formed by at least one (meth)acrylic monomer and at least one comonomer containing at least one ethylene

- 1 046475 ненасыщенность и по меньшей мере одну полиоксиэтиленовую цепь. Этот состав для обработки приствольной зоны очень эффективен в сдерживании проникновения воды в добывающие скважины углеводородных флюидов благодаря высокой селективности микрогелей и наногелей по отношению к воде.- 1 046475 unsaturation and at least one polyoxyethylene chain. This near-wellbore treatment formulation is very effective in controlling water intrusion into hydrocarbon production wells due to the high water selectivity of the microgels and nanogels.

Несмотря на продемонстрированные отличные характеристики, на эффективность гидрогелей, описанных в WO 2016/166672, влияет содержание солей в воде, присутствующей в пласте. Фактически, было замечено, что вышеуказанные гидрогели демонстрируют высокую способность к набуханию, т.е. набуханию за счет поглощения воды, когда соленость воды находится в диапазоне 10-80 г/л. В водах с более высоким содержанием соли (соленость > 80 г/л) гидрогели, как правило, поглощают мало воды или вытесняют уже поглощенную воду.Despite the excellent performance demonstrated, the performance of the hydrogels described in WO 2016/166672 is influenced by the salt content of the water present in the formation. In fact, it has been observed that the above hydrogels exhibit high swelling properties, i.e. swelling due to water absorption when water salinity is in the range of 10-80 g/l. In waters with higher salt content (salinity > 80 g/L), hydrogels tend to absorb little water or displace water that has already been absorbed.

Еще одним недостатком известных в данной области составов для обработки приствольной зоны на основе гидрогеля является не всегда эффективная адгезия частиц гидрогеля к поверхности пластовой породы. Фактически, в некоторых случаях, особенно в тех случаях, где пластовые флюиды добываются под высоким давлением, возможно, что операции по добыче углеводородного флюида, выполняемые после обработки скважины составами для обработки приствольной зоны на основе вышеупомянутых гидрогелей, также влекут за собой извлечение тех же гидрогелей. Поэтому желательно иметь составы для обработки приствольной зоны, способные обеспечить более длительное и прочное размещение полимерного материала гидрогеля в обрабатываемом пласте.Another disadvantage of hydrogel-based compositions known in the art for treating the near-wellbore zone is that the adhesion of hydrogel particles to the surface of the formation rock is not always effective. In fact, in some cases, especially where formation fluids are produced under high pressure, it is possible that hydrocarbon fluid production operations performed after treating the well with near-wellbore treatment compounds based on the above-mentioned hydrogels also entail the recovery of the same hydrogels . Therefore, it is desirable to have compositions for treating the near-wellbore zone that can ensure longer and more durable placement of the hydrogel polymer material in the treated formation.

С учетом вышеуказанного уровня техники Заявитель поставил перед собой основную задачу преодоления отмеченных выше недостатков способов, известных на современном уровне техники, по крайней мере частично.Taking into account the above-mentioned state of the art, the Applicant has set himself the main task of overcoming the above-mentioned disadvantages of the methods known at the state of the art, at least partially.

В рамках этой задачи целью настоящего изобретения является создание способа ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида, который позволяет эффективно уменьшить количество воды, извлекаемой вместе с углеводородным флюидом, тем самым устраняя недостатки, связанные с деятельностью по отделению воды от углеводородного флюида и удалению воды, загрязненной углеводородами.In this regard, it is an object of the present invention to provide a method for inhibiting the intrusion of water into a hydrocarbon fluid production well, which effectively reduces the amount of water produced with the hydrocarbon fluid, thereby eliminating the disadvantages associated with the activities of separating water from the hydrocarbon fluid and removing water, contaminated with hydrocarbons.

Второй целью настоящего изобретения является создание способа ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида, который может быть эффективно использован в пластах, характеризующихся горными породами, имеющими различные геологические характеристики (например, пористость, наличие трещин и т.д.).A second object of the present invention is to provide a method for inhibiting the penetration of water into a hydrocarbon fluid production well, which can be effectively used in formations characterized by rocks having different geological characteristics (eg, porosity, fractures, etc.).

Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение способа ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида, который может быть применен в присутствии пластовой воды, имеющей соленость в широком диапазоне значений, причем способ может быть эффективно применен, в частности, даже в присутствии пресной воды или воды с высоким содержанием соли.It is yet another object of the present invention to provide a method for inhibiting the intrusion of water into a hydrocarbon fluid production well, which can be applied in the presence of formation water having a salinity over a wide range of values, and the method can be effectively applied, in particular, even in the presence of fresh water or water high in salt.

В настоящее время заявитель обнаружил, что эти и другие цели, которые будут лучше проиллюстрированы в последующем описании, могут быть достигнуты с помощью состава для обработки приствольной зоны, содержащего микрометрическую или нанометрическую дисперсию водной фазы в масле, где водная дисперсная фаза содержит частицы гидрогеля, содержащего цепочки катионного полимера, полученного, например, из мономеров, содержащих по меньшей мере одну катионную группу (например, первичную, вторичную, третичную или четвертичную аммониевую группу).Applicant has now discovered that these and other objects, which will be better illustrated in the following description, can be achieved using a root zone treatment composition containing a micrometric or nanometric dispersion of an aqueous phase in oil, wherein the aqueous dispersed phase contains particles of a hydrogel containing chains of cationic polymer obtained, for example, from monomers containing at least one cationic group (for example, a primary, secondary, tertiary or quaternary ammonium group).

Фактически, было замечено, что присутствие катионных групп на полимере приводит к образованию гидрогелей на основе катионных полимеров с высокой способностью к набуханию по отношению к воде. Предпочтительно, на водопоглощающие и удерживающие свойства этих гидрогелей мало влияет степень солености воды, в частности, если соленость обусловлена присутствием двухвалентных катионов (например, Са2+, Mg2+), которые в большей степени влияют на производительность гидрогелей известного уровня техники.In fact, it has been observed that the presence of cationic groups on the polymer leads to the formation of hydrogels based on cationic polymers with high swelling ability with respect to water. Preferably, the water absorption and retention properties of these hydrogels are little affected by the degree of salinity of the water, particularly if the salinity is due to the presence of divalent cations (eg Ca 2+ , Mg 2+ ), which have a greater impact on the performance of prior art hydrogels.

Удивительно, но более того, гидрогели, содержащие катионные полимеры, более прочно связываются с карбонатными породами, вероятно, из-за электростатических взаимодействий, которые устанавливаются между положительными зарядами полимера и отрицательными зарядами, присутствующими на поверхности карбонатных пород. Таким образом, после размещения внутри пласта материалы в соответствии с настоящим изобретением изменяют проницаемость горной породы более стабильным и долговечным способом, чем гидрогели известного уровня техники.Surprisingly, furthermore, hydrogels containing cationic polymers bind more strongly to carbonate rocks, likely due to electrostatic interactions that are established between the positive charges of the polymer and the negative charges present on the surface of the carbonate rocks. Thus, once placed within a formation, the materials of the present invention alter the permeability of the rock in a more stable and durable manner than prior art hydrogels.

Гидрогели, описанные здесь, в дополнение к высокой водопоглощающей способности, стабильны при температуре и солености воды, типичных для нефтяного или газового пласта (например, при температуре в диапазоне 50-90°С).The hydrogels described herein, in addition to their high water absorption capacity, are stable at water temperatures and salinities typical of an oil or gas reservoir (eg, temperatures in the range of 50-90°C).

В частности, набухшие от воды гидрогели могут противостоять длительному контакту с водой с высоким содержанием солей, не подвергаясь значительной структурной деградации.In particular, water-swollen hydrogels can withstand prolonged contact with high-salinity water without undergoing significant structural degradation.

В соответствии с первым аспектом, настоящее изобретение, следовательно, касается способа ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида из подземного пласта, который включает подачу эмульсии воды в масле, содержащей масляную дисперсионную среду,In accordance with a first aspect, the present invention therefore relates to a method for inhibiting the penetration of water into a production well of a hydrocarbon fluid from a subterranean formation, which includes supplying a water-in-oil emulsion containing an oil dispersion medium,

- 2 046475 водную дисперсную фазу, содержащую воду и множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, причем указанный катионный полимер не содержит никаких анионных единиц/групп;- 2 046475 an aqueous dispersed phase containing water and a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer, wherein said cationic polymer does not contain any anionic units/groups;

размещение указанной эмульсии воды в масле в контакте с указанным подземным пластом.placing said water-in-oil emulsion in contact with said subterranean formation.

Согласно второму аспекту настоящее изобретение относится к составу для обработки приствольной зоны для добывающих скважин углеводородных флюидов, содержащему эмульсию воды в масле, содержащую масляную дисперсионную среду, водную дисперсную фазу, содержащую множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, где указанный катионный полимер не содержит анионных звеньев/групп.According to a second aspect, the present invention relates to a wellbore treatment composition for hydrocarbon fluid production wells, comprising a water-in-oil emulsion comprising an oil dispersion medium, an aqueous dispersed phase containing a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer, wherein said cationic polymer does not contain anionic units/groups.

Указанный состав для обработки приствольной зоны эффективен в настоящем способе, что позволяет снизить обводненность при операциях по изоляции водоносных горизонтов в добывающей скважине углеводородного флюида из подземного пласта.The specified composition for treating the near-wellbore zone is effective in the present method, which makes it possible to reduce water content during operations to isolate aquifers in a production well of hydrocarbon fluid from an underground formation.

Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение относится к способу получения эмульсии воды в масле, содержащей масляную дисперсионную среду, водную дисперсную фазу, содержащую множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, указанный процесс включает следующие последовательные этапы:According to another aspect, the present invention relates to a method for producing a water-in-oil emulsion containing an oil dispersion medium, an aqueous dispersed phase containing a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer, the process comprising the following sequential steps:

подачу масляной дисперсионной среды, содержащей по меньшей мере один маслянистый флюид;supplying an oil dispersion medium containing at least one oily fluid;

подачу водной дисперсной фазы, содержащей воду, по меньшей мере один мономер, имеющий по меньшей мере одну катионную группу, и, опционально, по меньшей мере один сомономер;supplying an aqueous dispersed phase containing water, at least one monomer having at least one cationic group, and optionally at least one comonomer;

эмульгирование указанной водной дисперсной фазы в указанной масляной дисперсионной среде в присутствии по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества и по меньшей мере одного инициатора радикальной полимеризации, образующего свободные радикалы для полимеризации указанного мономера, имеющего по меньшей мере одну катионную группу и опционально указанного сомономера.emulsifying said aqueous dispersed phase in said oil dispersion medium in the presence of at least one surfactant and at least one radical polymerization initiator generating free radicals to polymerize said monomer having at least one cationic group and optionally said comonomer.

Для целей настоящего описания и формулы изобретения глагол включать и все термины, вытекающие из него, как они используются здесь в описании и в формуле изобретения, также включают значение глагола состоять из и терминов, вытекающих из него.For purposes of this specification and claims, the verb include and all terms implied therefrom as used herein in the specification and claims also include the meaning of the verb consist of and terms implied therefrom.

Числовые пределы и интервалы, выраженные в настоящем описании и прилагаемых формулах, также включают упомянутое числовое значение или числовые значения. Кроме того, все значения и подинтервалы предельного или числового интервала должны рассматриваться как специально включенные, как если бы они были явно упомянуты.The numerical limits and ranges expressed in the present specification and the accompanying formulas also include said numerical value or numerical values. In addition, all values and sub-intervals of a limit or numeric interval are to be treated as specifically included, as if they were explicitly mentioned.

Для целей настоящего описания термин эмульсия воды в масле (также называемая инвертная эмульсия) означает дисперсию, содержащую по меньшей мере две несмешивающиеся фазы. Эти несмешивающиеся фазы включают масляную дисперсионную среду (также называемую внешней фазой) и водную дисперсную фазу (также называемую внутренней фазой). Водная дисперсная фаза диспергируется в дисперсионной среде в виде капель, в случае, если фаза в основном жидкая, как в процессе приготовления состава для обработки приствольной зоны, или в виде частиц, в случае, если водная фаза в основном гелеобразна, как в случае состава для обработки приствольной зоны, полученного после полимеризации. Термин капля или частица используется в настоящем описании применительно к дискретным частям дисперсной фазы в дисперсионной среде без каких-либо последствий в отношении формы, размеров или других характеристик частиц. Указанные капли или частицы в соответствии с настоящим изобретением также определяются как микрометрические или нанометрические в отношении их размеров менее 1 мм и более 1 мкм или более 10 нм и до 1 мкм соответственно.For the purposes of this description, the term water-in-oil emulsion (also called invert emulsion) means a dispersion containing at least two immiscible phases. These immiscible phases include an oil dispersion medium (also called the external phase) and an aqueous disperse phase (also called the internal phase). The aqueous dispersed phase is dispersed in the dispersion medium in the form of droplets, if the phase is mainly liquid, as in the process of preparing a composition for treating the tree trunk zone, or in the form of particles, if the aqueous phase is mainly gel-like, as in the case of a composition for processing of the tree trunk zone obtained after polymerization. The term droplet or particle is used herein to refer to discrete portions of a dispersed phase in a dispersion medium without any implications regarding the shape, size, or other characteristics of the particles. Said droplets or particles in accordance with the present invention are also defined as micrometric or nanometric in terms of their sizes less than 1 mm and more than 1 μm or more than 10 nm and up to 1 μm, respectively.

Для целей настоящего описания частица (или капля) гидрогеля представляет собой частицу или каплю, которая содержит трехмерную структуру (сеть) гидрофильных полимерных цепей, которые практически нерастворимы в воде; указанная трехмерная структура может быть коллоидным гидрогелем, в котором вода является дисперсионной средой. В составе для обработки приствольной зоны в соответствии с настоящим изобретением указанные капли или отдельные частицы гидрогеля, которые составляют эмульсию, определяемую здесь как вода в масле, предпочтительно содержат минимальное количество воды по весу, более предпочтительно меньшее или равное количеству по весу катионного полимера. Таким образом, можно получить гидрогель с высокой концентрацией полимера, который обеспечивает высокое набухание после размещения в нужном месте пласта.For the purposes of this description, a hydrogel particle (or droplet) is a particle or droplet that contains a three-dimensional structure (network) of hydrophilic polymer chains that are substantially insoluble in water; said three-dimensional structure may be a colloidal hydrogel in which water is the dispersion medium. In the tree trunk treatment composition of the present invention, said droplets or individual hydrogel particles that comprise the emulsion, defined herein as water in oil, preferably contain a minimal amount of water by weight, more preferably less than or equal to the amount by weight of the cationic polymer. In this way, it is possible to obtain a hydrogel with a high concentration of polymer, which provides high swelling after placement in the desired location of the formation.

Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет повысить эффективность извлечения углеводородного флюида, такого как нефть или природный газ, предпочтительно нефть, из подземного пласта.The method in accordance with the present invention improves the efficiency of recovery of a hydrocarbon fluid, such as oil or natural gas, preferably oil, from a subterranean formation.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть выгодно использован для повышения эффективности извлечения как жидкого флюида, такого как нефтяное масло, так и газообразного флюида, такой как природный газ.The method in accordance with the present invention can be advantageously used to improve the recovery efficiency of both a liquid fluid, such as petroleum oil, and a gaseous fluid, such as natural gas.

Способ в соответствии с настоящим изобретением основан на размещении внутри пласта по меньThe method in accordance with the present invention is based on placing less

- 3 046475 шей мере одной эмульсии воды в масле, содержащей множество частиц гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, который способен избирательно взаимодействовать с водой пласта, поглощая ее в своей трехмерной структуре. Набухание гидрогеля после поглощения воды предотвращает или, по крайней мере, замедляет проникновение углеводородного флюида в добывающую скважину.- 3 046475 at least one water-in-oil emulsion containing a plurality of hydrogel particles containing at least one cationic polymer that is capable of selectively interacting with formation water, absorbing it in its three-dimensional structure. The swelling of the hydrogel after absorbing water prevents or at least slows down the penetration of hydrocarbon fluid into the production well.

Способ изобретения может быть применен к горным породам, имеющим различные геологические характеристики. В частности, способ подходит для уменьшения проникновения воды в преимущественно трещиноватые горные породы или преимущественно пористые горные породы.The method of the invention can be applied to rocks having different geological characteristics. In particular, the method is suitable for reducing water penetration into predominantly fractured rocks or predominantly porous rocks.

Кроме того, способ изобретения эффективен даже для вод с относительно высокой соленостью до 150 г/л.In addition, the method of the invention is effective even for waters with relatively high salinity up to 150 g/l.

Инвертная эмульсия воды в масле согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере одну масляную непрерывную фазу, в которой диспергирована водная дисперсная фаза, содержащая вышеупомянутые катионные полимеры.The water-in-oil invert emulsion of the present invention contains at least one oil continuous phase in which is dispersed an aqueous disperse phase containing the above-mentioned cationic polymers.

Эмульсия воды в масле в соответствии с настоящим изобретением не предусматривает использования какого-либо самоинвертирующего агента, такого как сульфосукцинатное поверхностно-активное вещество.The water-in-oil emulsion of the present invention does not involve the use of any self-inverting agent such as a sulfosuccinate surfactant.

Масляная дисперсионная среда может содержать любой маслянистый флюид, подходящий для этой цели. Масляная дисперсионная среда выполняет функцию транспортировки частиц гидрогеля в горной породе до их контакта с пластовой водой, пересекая нефтяное масло, которая может присутствовать.The oily dispersion medium may contain any oily fluid suitable for this purpose. The oil dispersion medium has the function of transporting the hydrogel particles in the rock until they come into contact with the formation water, crossing any petroleum oil that may be present.

Маслянистый флюид, используемый для целей настоящего изобретения, практически нерастворим в воде и растворим или частично растворим в нефти. Термин практически нерастворимый в воде означает, что маслянистый флюид имеет растворимость в воде при 25°С ниже или равна 5 г/л, предпочтительно ниже или равна 1 г/л.The oily fluid used for the purposes of the present invention is substantially insoluble in water and soluble or partially soluble in oil. The term substantially insoluble in water means that the oily fluid has a solubility in water at 25°C of less than or equal to 5 g/L, preferably less than or equal to 1 g/L.

Термин частично растворимый в нефти означает, что маслянистый флюид имеет растворимость в нефти при 25°С, равную или превышающую 100 г/л.The term partially soluble in oil means that the oily fluid has a solubility in oil at 25°C equal to or greater than 100 g/l.

Предпочтительно, чтобы маслянистый флюид находился в жидком состоянии в диапазоне температур, используемых в добывающих скважинах, особенно в диапазоне от -5 до 90°С. Маслянистый флюид может быть полярным или, предпочтительно, неполярным.Preferably, the oily fluid is in a liquid state in the temperature range used in production wells, especially in the range from -5 to 90°C. The oily fluid may be polar or, preferably, non-polar.

Предпочтительные примеры маслянистых флюидов, пригодных для целей настоящего изобретения являются: углеводородные растворители С6-С25, более предпочтительно C10-C15, алифатические или ароматические (например, керосин); амиды с числом атомов углерода от 7 до 25; спирты с числом атомов углерода от 7 до 25; эфиры с числом атомов углерода от 7 до 25 (например, диэтиловый эфир, диоктиловый эфир, дифениловый эфир); эфиры с числом атомов углерода от 7 до 25; кетоны с числом атомов углерода от 7 до 25.Preferred examples of oily fluids suitable for the purposes of the present invention are: C6-C25 hydrocarbon solvents, more preferably C10 - C15 , aliphatic or aromatic (eg kerosene); amides with the number of carbon atoms from 7 to 25; alcohols with the number of carbon atoms from 7 to 25; ethers with a number of carbon atoms from 7 to 25 (for example, diethyl ether, dioctyl ether, diphenyl ether); ethers with the number of carbon atoms from 7 to 25; ketones with the number of carbon atoms from 7 to 25.

Углеводородные маслянистые флюиды особенно предпочтительны, например, маслянистые флюиды на рынке под названием LAMIX 30® (смесь C11-C14 углеводородов, содержащие н-алканы, изоалканы, циклические углеводороды (содержание ароматических углеводородов не более 2% от массы смеси)) и Versalis E-solv G® (смесь алифатических и ароматических углеводородов).Hydrocarbon oily fluids are particularly preferred, for example the oily fluids marketed as LAMIX 30® (mixture of C11- C14 hydrocarbons containing n-alkanes, isoalkanes, cyclic hydrocarbons (aromatic hydrocarbon content less than 2% by weight of the mixture)) and Versalis E -solv G® (mixture of aliphatic and aromatic hydrocarbons).

Другими примерами маслянистых флюидов, подходящих для целей настоящего изобретения, являются: лигроин, керосиновые фракции, дизельное и биодизельное топливо, ароматические растворители, такие как ксилол, толуол и тетралин.Other examples of oily fluids suitable for the purposes of the present invention are: naphtha, kerosene fractions, diesel and biodiesel fuels, aromatic solvents such as xylene, toluene and tetralin.

Масляная дисперсионная среда может содержать смесь двух или более маслянистых флюидов.The oily dispersion medium may contain a mixture of two or more oily fluids.

Выбор маслянистого флюида может зависеть от нескольких факторов, например, от полярности извлекаемого углеводородного флюида, от совместимости маслянистого флюида с окружающей средой и других факторов. Специалист в данной области техники также с помощью настоящего описания может выбрать маслянистый флюид, подходящий для конкретного применения настоящего изобретения.The choice of oleaginous fluid may depend on several factors, such as the polarity of the hydrocarbon fluid being recovered, the compatibility of the oleaginous fluid with the environment, and other factors. One skilled in the art may also be able to select an oleaginous fluid suitable for a particular application of the present invention using the present disclosure.

В одном варианте осуществления маслянистый флюид может присутствовать в эмульсии воды в масле в количестве в диапазоне 50-99% по весу эмульсии воды в масле.In one embodiment, the oleaginous fluid may be present in the water-in-oil emulsion in an amount in the range of 50-99% by weight of the water-in-oil emulsion.

В одном варианте осуществления масляная дисперсионная среда может присутствовать в массовом соотношении по отношению к водной дисперсной фазе в диапазоне от 50:50 до 95:5.In one embodiment, the oil dispersion medium may be present in a weight ratio relative to the aqueous disperse phase ranging from 50:50 to 95:5.

Водная дисперсная фаза содержит множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего воду и по меньшей мере один катионный полимер.The aqueous dispersed phase contains a plurality of particles of at least one hydrogel containing water and at least one cationic polymer.

Предпочтительно катионный полимер содержит по меньшей мере одну мономерную единицу, соответствующую водорастворимому мономеру, имеющему по меньшей мере одну полимеризуемую ненасыщенность этилена и по меньшей мере одну катионную группу, предпочтительно аммониевую группу. Предпочтительно, вышеупомянутая аммониевая группа представляет собой группу -N+-R1R2R3, где R1, R2 и R3, одинаковые или разные, представляют собой Н или C'i-C-i-алкильную группу.Preferably, the cationic polymer contains at least one monomer unit corresponding to a water-soluble monomer having at least one polymerizable ethylene unsaturation and at least one cationic group, preferably an ammonium group. Preferably, the above ammonium group is a -N + -R 1 R 2 R 3 group, where R 1 , R 2 and R 3 , whether the same or different, represent an H or a C'i-Ci alkyl group.

Термины мономер и мономерное звено, соответствующие указанному мономеру, как они используются здесь в описании и в формуле изобретения, относятся к полимеризуемым соединениям и к соответствующим структурным звеньям, полученным из них после полимеризации, которые связываются друг с другом, приводя к образованию полимера (или сополимера, если он образован из мономеровThe terms monomer and monomer unit corresponding to the specified monomer, as used herein in the description and in the claims, refer to the polymerizable compounds and the corresponding structural units obtained from them after polymerization, which bind with each other, leading to the formation of a polymer (or copolymer , if it is formed from monomers

- 4 046475 или состоит из мономерных звеньев, отличающихся друг от друга). При полимеризации этиленненасыщенных мономеров с механизмом полиприсоединения мономер и соответствующая мономерное звено имеют одинаковую исходную формулу.- 4 046475 or consists of monomer units that differ from each other). In the polyaddition polymerization of ethylenically unsaturated monomers, the monomer and the corresponding monomer unit have the same starting formula.

Катионные мономеры, пригодные для образования полимерных гидрогелей в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно выбирают из водорастворимых солей [2-(метакрилоилокси)этил]триметиламмония, 2-(акрилоилокси)этилтриметиламмония и их смесей. Предпочтительными водорастворимыми солями являются галогениды, более предпочтительно хлориды или бромиды.Cationic monomers useful for forming polymer hydrogels in accordance with the present invention are preferably selected from water-soluble [2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium salts, 2-(acryloyloxy)ethyltrimethylammonium salts, and mixtures thereof. Preferred water-soluble salts are halides, more preferably chlorides or bromides.

Катионные полимеры могут быть катионными гомополимерами или катионными сополимерами. В предпочтительном варианте осуществления катионные полимеры представляют собой катионные сополимеры, полученные, начиная с одного или нескольких катионных мономеров и одного или нескольких (гидрофильных сомономеров) без катионных групп. Использование гидрофильных сомономеров без катионных групп позволяет модулировать гидрофильные свойства катионного полимера, а следовательно, и гидрогеля, без введения чрезмерного количества положительных зарядов на полимерной цепи, что может сделать эмульсию нестабильной.Cationic polymers can be cationic homopolymers or cationic copolymers. In a preferred embodiment, the cationic polymers are cationic copolymers prepared starting with one or more cationic monomers and one or more (hydrophilic comonomers) without cationic groups. The use of hydrophilic comonomers without cationic groups makes it possible to modulate the hydrophilic properties of the cationic polymer, and therefore the hydrogel, without introducing an excessive amount of positive charges on the polymer chain, which can make the emulsion unstable.

В одном варианте осуществления гидрофильный сомономер содержит по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность и по меньшей мере одну полиоксиэтиленовую цепь.In one embodiment, the hydrophilic comonomer contains at least one ethylenic unsaturation and at least one polyoxyethylene chain.

Например, гидрофильным сомономером может быть соединение, имеющее формулу (I) ниже сн2= СК1-СО-Х-(СН2СН2О}Я- r2 (т) где R1 - это Н или СН3;For example, a hydrophilic comonomer may be a compound having the formula (I) below CH 2 = SC 1 -CO-X-(CH 2 CH 2 O} I - r 2 (t) where R1 is H or CH 3 ;

R2 выбирается из Н, ^-^-алкила или акрилатной группы COCR3=CH2, где R3 представляет собой Н или СН3;R2 is selected from H, ^-^-alkyl or acrylate group COCR 3 =CH2, where R 3 represents H or CH3;

X - это О или NH;X is O or NH;

n-целое число в диапазоне от 0 до 500, предпочтительно в диапазоне от 0 до 200, еще более предпочтительно в диапазоне от 4 до 100.n is an integer in the range from 0 to 500, preferably in the range from 0 to 200, even more preferably in the range from 4 to 100.

В предпочтительном варианте осуществления в приведенной выше формуле (I) X представляет собой атом кислорода, причем сомономером при этом является акриловая или метакриловая кислота или (поли)оксиэтиловый эфир указанных кислот.In a preferred embodiment, in the above formula (I) X represents an oxygen atom, the comonomer being acrylic or methacrylic acid or a (poly)oxyethyl ester of these acids.

В другом предпочтительном варианте осуществления в приведенной выше формуле (I) X представляет собой NH-группу, причем сомономером при этом является акриламидный мономер.In another preferred embodiment, in the above formula (I), X represents an NH group, the comonomer being an acrylamide monomer.

В особо предпочтительном варианте осуществления сомономер формулы (I) имеет только одну этиленовую ненасыщенность, то есть, сомономер формулы (I) R1 представляет собой СН3, R2 выбирается из Н и ^-^-алкила, X представляет собой О или NH, а n представляет собой целое число в диапазоне 4-50.In a particularly preferred embodiment, the comonomer of formula (I) has only one ethylenic unsaturation, that is, the comonomer of formula (I) R1 is CH 3 , R2 is selected from H and ^-^-alkyl, X is O or NH, and n represents an integer in the range 4-50.

В другом предпочтительном варианте осуществления сомономер формулы (I) представляет собой дифункциональный мономер, содержащий по меньшей мере две этиленовые ненасыщенности.In another preferred embodiment, the comonomer of formula (I) is a difunctional monomer containing at least two ethylenic unsaturations.

Предпочтительно, сомономер формулы (I) имеет молекулярную массу в диапазоне 200-10000 Да, более предпочтительно в диапазоне 200-5000 Да, еще более предпочтительно в диапазоне 200-3000 Да.Preferably, the comonomer of formula (I) has a molecular weight in the range of 200-10000 Da, more preferably in the range of 200-5000 Da, even more preferably in the range of 200-3000 Da.

В особенно предпочтительном варианте осуществления гидрофильный сомономер выбран из: акрилата метилового эфира поли(этиленгликоля), метакрилата метилового эфира поли(этиленгликоля), акриламида, метакриламида и их смесей.In a particularly preferred embodiment, the hydrophilic comonomer is selected from: poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate, poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate, acrylamide, methacrylamide, and mixtures thereof.

Акрилат метилового эфира поли(этиленгликоля)или метакрилат метилового эфира поли(этиленгликоля)предпочтительно имеют молекулярную массу в диапазоне 200-10000 Да, предпочтительно в диапазоне 200-5000 Да, более предпочтительно в диапазоне 200-3000 Да.Poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate or poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate preferably has a molecular weight in the range of 200-10,000 Da, preferably in the range of 200-5,000 Da, more preferably in the range of 200-3,000 Da.

В настоящем описании молекулярные массы полимеров выражены как среднее значение по массе (Mw), которое может быть определено, например, с помощью гельпроникающей хроматографии (GPC).In the present description, the molecular weights of the polymers are expressed as average weight (Mw), which can be determined, for example, using gel permeation chromatography (GPC).

Предпочтительно, соотношение между общим весом гидрофильных сомономеров и суммой веса катионных мономеров и опциональных сомономеров находится в диапазоне от 1 до 50%, предпочтительно в диапазоне от 3 до 40%, еще более предпочтительно в диапазоне от 5 до 35%. В другом варианте осуществления весовое соотношение указанного сомономерного звена и указанного мономерного звена находится в диапазоне 5-50%, предпочтительно в диапазоне 10-35%, еще более предпочтительно в диапазоне 20-30%.Preferably, the ratio between the total weight of hydrophilic comonomers and the sum of the weight of cationic monomers and optional comonomers is in the range of 1 to 50%, preferably in the range of 3 to 40%, even more preferably in the range of 5 to 35%. In another embodiment, the weight ratio of said comonomer unit to said monomer unit is in the range of 5-50%, preferably in the range of 10-35%, even more preferably in the range of 20-30%.

Для целей настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения, если не указано иное, общий вес катионных мономеров и опциональных сомономеров не включает вес каких-либо сшивающих агентов.For purposes of this description and the accompanying claims, unless otherwise indicated, the total weight of cationic monomers and optional comonomers does not include the weight of any cross-linking agents.

Частицы гидрогеля могут иметь средний диаметр в широком диапазоне значений. Например, в одном варианте осуществления частицы гидрогеля могут иметь средний диаметр в диапазоне 1-1000 мкм, предпочтительно в диапазоне 5-500 мкм, более предпочтительно в диапазоне 10-200 мкм. Для целей настоящего описания гидрогели, имеющие частицы таких размеров, также называются микрогелями.Hydrogel particles can have a wide range of average diameters. For example, in one embodiment, the hydrogel particles may have an average diameter in the range of 1-1000 microns, preferably in the range of 5-500 microns, more preferably in the range of 10-200 microns. For the purposes of this description, hydrogels having particles of these sizes are also called microgels.

Размеры микрогелей сопоставимы с размерами трещин в трещиноватых горных породах. Таким образом, микрогели в соответствии с настоящим изобретением могут быть с выгодой использованы для ингибирования проникновения воды в добывающую скважину, расположенную в трещиноватом горномThe sizes of microgels are comparable to the sizes of cracks in fractured rocks. Thus, microgels in accordance with the present invention can be advantageously used to inhibit the penetration of water into a production well located in a fractured rock.

- 5 046475 пласте.- 5 046475 layer.

В другом варианте осуществления частицы гидрогеля могут иметь средний диаметр в диапазоне 10500 нм, более предпочтительно в диапазоне 50-300 нм. Для целей настоящего описания гидрогели, имеющие частицы таких размеров, также называются наногелями. Таким образом, наногели в соответствии с настоящим изобретением могут быть с выгодой использованы для ингибирования проникновения воды в добывающую скважину, расположенную в пористых горных породах, где поры пласта имеют в среднем размеры порядка нанометров.In another embodiment, the hydrogel particles may have an average diameter in the range of 10,500 nm, more preferably in the range of 50-300 nm. For the purposes of this description, hydrogels having particles of these sizes are also called nanogels. Thus, nanogels in accordance with the present invention can be advantageously used to inhibit water penetration into a production well located in porous rock formations where the formation pores are on average in the order of nanometers in size.

Средний диаметр частиц вышеупомянутых микрогелей и наногелей может быть определен с помощью измерений динамического рассеяния света (DLS) или, в случае микрогелей, также с помощью составного микроскопа.The average particle diameter of the aforementioned microgels and nanogels can be determined using dynamic light scattering (DLS) measurements or, in the case of microgels, also using a compound microscope.

Эмульсии воды в масле в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены с помощью способов и устройств, известных в данной области техники. В частности, микрогели могут быть получены обратной суспензионной полимеризацией или обратной миниэмульсионной полимеризацией.Water-in-oil emulsions in accordance with the present invention can be prepared using methods and devices known in the art. In particular, microgels can be prepared by inverse suspension polymerization or inverse miniemulsion polymerization.

В одном варианте осуществления обратная суспензионная полимеризация может быть выполнена путем эмульгирования водной дисперсной фазы, содержащей воду и по меньшей мере один катионный мономер, в масляной дисперсионной среде, содержащей по меньшей мере один маслянистый флюид, в присутствии по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества и по меньшей мере одного инициатора радикальной полимеризации.In one embodiment, reverse suspension polymerization can be performed by emulsifying an aqueous dispersed phase containing water and at least one cationic monomer in an oil dispersion medium containing at least one oily fluid, in the presence of at least one surfactant and at least one radical polymerization initiator.

В присутствии инициатора полимеризации и поверхностно-активного вещества мономер и сомономер вступают в реакцию и образуют частицы сополимера, которые остаются заключенными в каплях, образующих прерывистую фазу эмульсии.In the presence of a polymerization initiator and a surfactant, the monomer and comonomer react to form copolymer particles that remain enclosed in droplets forming the discontinuous phase of the emulsion.

Инициатором радикальной полимеризации предпочтительно является водорастворимое или диспергируемое соединение. Классами инициаторов, которые могут быть использованы для целей настоящего изобретения, являются, например: молекулы атомов галогена, гидропероксиды, азосоединения и персульфаты.The radical polymerization initiator is preferably a water-soluble or dispersible compound. Classes of initiators that can be used for the purposes of the present invention are, for example: halogen molecules, hydroperoxides, azo compounds and persulfates.

Для получения инвертной эмульсии, в которой частицы гидрогелевого полимера имеют средний размер порядка 1-1000 микрометров (микрогелей), предпочтительно использовать термически активируемые инициаторы радикальной полимеризации, т.е. соединения, которые после повышения температуры разлагаются, образуя свободные радикалы, способные инициировать реакцию полимеризации мономеров и сомономеров, если таковые имеются.To obtain an invert emulsion, in which the hydrogel polymer particles have an average size of the order of 1-1000 micrometers (microgels), it is preferable to use thermally activated initiators of radical polymerization, i.e. compounds that, upon increasing temperature, decompose to form free radicals capable of initiating the polymerization reaction of monomers and comonomers, if any.

Реакцию полимеризации, инициируемую термически активируемыми инициаторами, предпочтительно проводят при температуре в диапазоне от 30 до 120°С в соответствии с типом используемого инициатора, предпочтительно при температуре ниже или равной 90°С, чтобы избежать разрушения полимерных цепей.The polymerization reaction initiated by thermally activated initiators is preferably carried out at a temperature in the range of 30 to 120°C according to the type of initiator used, preferably at a temperature less than or equal to 90°C to avoid destruction of the polymer chains.

Для получения инвертной эмульсии, в которой частицы гидрогелевого полимера имеют средний размер в диапазоне от 10 до 500 нанометров (наногели), предпочтительно использовать инициаторы окислительно-восстановительной полимеризации. Окислительно-восстановительные инициаторы содержат два соединения, способные взаимодействовать между собой посредством реакции восстановления оксида, образуя радикалы, необходимые для инициирования реакции полимеризации. Примером окислительно-восстановительной пары, используемой в качестве инициатора полимеризации, является пара ионов персульфата/метабисульфита.To obtain an invert emulsion in which the hydrogel polymer particles have an average size in the range from 10 to 500 nanometers (nanogels), it is preferable to use redox polymerization initiators. Redox initiators contain two compounds that can react with each other through an oxide reduction reaction to produce radicals necessary to initiate a polymerization reaction. An example of a redox pair used as a polymerization initiator is the persulfate/metabisulfite ion pair.

Реакция полимеризации, инициируемая окислительно-восстановительной парой, предпочтительно протекает при температуре в диапазоне 0-50°С, более предпочтительно 0-30°С.The polymerization reaction initiated by the redox couple preferably occurs at a temperature in the range of 0-50°C, more preferably 0-30°C.

В целом, общая концентрация инициатора полимеризации находится в диапазоне 0,1-10% по массе по отношению к массе мономеров, которые принимают участие в полимеризации.In general, the total concentration of polymerization initiator is in the range of 0.1-10% by weight relative to the weight of the monomers that take part in the polymerization.

В случае микрогелей инициатор предпочтительно добавляют в водную фазу в концентрации в диапазоне 0,1-2,5% по массе по отношению к массе мономеров, которые принимают участие в полимеризации.In the case of microgels, the initiator is preferably added to the aqueous phase in a concentration in the range of 0.1-2.5% by weight relative to the weight of the monomers that take part in the polymerization.

В случае наногелей предпочтительно каждый из двух инициаторов окислительновосстановительной пары добавляют в соответствующую масляную дисперсионную среду и водную дисперсную фазу в концентрации в диапазоне 1,0-3,0% по весу инициатора, отнесенного к весу фазы, к которой он добавляется.In the case of nanogels, preferably each of the two redox couple initiators is added to the corresponding oil dispersion medium and aqueous disperse phase at a concentration in the range of 1.0-3.0% by weight of the initiator, related to the weight of the phase to which it is added.

Обратная суспензионная или обратная миниэмульсионная полимеризация проводится в присутствии по меньшей мере одного эмульгатора для стабилизации эмульсии. Эмульгирующий агент может быть включен в дисперсионную среду, в дисперсную фазу или в обе фазы.Reverse suspension or reverse miniemulsion polymerization is carried out in the presence of at least one emulsifier to stabilize the emulsion. The emulsifying agent may be included in the dispersion medium, in the dispersed phase, or in both phases.

Предпочтительно эмульгирующим агентом является поверхностно-активное вещество.Preferably, the emulsifying agent is a surfactant.

Предпочтительно эмульгатор добавляют, по меньшей мере, в масляную дисперсионную среду.Preferably, the emulsifier is added to at least the oil dispersion medium.

Для регулирования стабильности эмульсии путем добавления поверхностно-активных веществ могут быть предпочтительно использованы два или более поверхностно-активных вещества, имеющих различные значения HLB (гидрофильно-липофильный баланс). Изменяя массовое соотношение поверхностно-активных веществ в рецептуре, можно получить желаемое значение HLB. Предпочтительно, значение HLB инвертной эмульсии, содержащей поверхностно-активные вещества, находится в диапазоне 3-15. ВTo control the stability of the emulsion by adding surfactants, two or more surfactants having different HLB (hydrophilic-lipophilic balance) values can be preferably used. By varying the weight ratio of surfactants in the formulation, the desired HLB value can be achieved. Preferably, the HLB value of the surfactant-containing invert emulsion is in the range of 3-15. IN

- 6 046475 случае приготовления микрогелей значение HLB предпочтительно находится в диапазоне 3-9. В случае получения наногелей значение HLB предпочтительно находится в диапазоне 5-10.- 6 046475 When preparing microgels, the HLB value is preferably in the range of 3-9. In the case of nanogels, the HLB value is preferably in the range of 5-10.

Используемые поверхностно-активные вещества предпочтительно являются неионными поверхностно-активными веществами, поскольку отсутствие электрических зарядов в этом типе поверхностноактивных веществ предотвращает их взаимодействие с катионными группами полимера, способствуя стабильности эмульсии.The surfactants used are preferably nonionic surfactants because the lack of electrical charges in this type of surfactant prevents them from reacting with the cationic groups of the polymer, promoting emulsion stability.

Предпочтительными примерами неионных поверхностно-активных веществ, используемых для целей настоящего изобретения, являются: полисорбат 80 (гидрофильное поверхностно-активное вещество, HLB 15, например TWEEN80®) и моноолеат сорбитана (HLB 4.3, например SPAN80®).Preferred examples of non-ionic surfactants used for the purposes of the present invention are: polysorbate 80 (hydrophilic surfactant, HLB 15, eg TWEEN80®) and sorbitan monooleate (HLB 4.3, eg SPAN80®).

Эмульгирующие агенты присутствуют в инвертной эмульсии предпочтительно в общей концентрации в диапазоне 1,0-30% по весу по отношению к весу инвертной эмульсии, предпочтительно в диапазоне 2,5-20% по весу.Emulsifying agents are present in the invert emulsion preferably in a total concentration in the range of 1.0-30% by weight relative to the weight of the invert emulsion, preferably in the range of 2.5-20% by weight.

Для получения гидрогелей в сшитой форме инвертная эмульсия также может содержать по меньшей мере один сшивающий агент, который предпочтительно добавляют в водную дисперсную фазу. Известные в данной области техники сшивающие агенты, пригодные для сшивания катионных мономеров и сомономеров, используемых для целей настоящего изобретения, могут быть использованы без особых ограничений. Как правило, сшивающие агенты представляют собой соединения, имеющие две или более этиленовых ненасыщенности.To obtain hydrogels in cross-linked form, the invert emulsion may also contain at least one cross-linking agent, which is preferably added to the aqueous dispersed phase. Crosslinking agents known in the art useful for crosslinking the cationic monomers and comonomers used for the purposes of the present invention can be used without particular limitation. Typically, cross-linking agents are compounds having two or more ethylenic unsaturations.

Предпочтительными сшивающими агентами являются: МИ-метилен-бис-акриламид. этиленгликоль-диметакрилат, дивинилбензол, поли(этиленгликоль)диакрилат, 1-4-бутандиолдиакрилат, триметилпропантриакрилат, 1-4-бис(4-винилфенокси)бутан, бис(2-метакрилоил)оксиэтилдисульфид.Preferred crosslinking agents are: MI-methylene bis-acrylamide. ethylene glycol dimethacrylate, divinylbenzene, poly(ethylene glycol) diacrylate, 1-4-butanediol diacrylate, trimethylpropane triacrylate, 1-4-bis(4-vinylphenoxy)butane, bis(2-methacryloyl)oxyethyl disulfide.

Степень сшивания сополимера может варьироваться путем регулирования концентрации сшивающего агента в рецептуре.The degree of cross-linking of the copolymer can be varied by adjusting the concentration of cross-linking agent in the formulation.

Предпочтительно, соотношение между общей массой сшивающего агента и общей массой катионных мономеров находится в диапазоне 0,1-5%, предпочтительно в диапазоне 0,2-1,0%.Preferably, the ratio between the total weight of the crosslinking agent and the total weight of cationic monomers is in the range of 0.1-5%, preferably in the range of 0.2-1.0%.

Фаза эмульгирования дисперсной фазы и дисперсионной среды может быть выполнена с использованием гомогенизирующих устройств, известных на современном уровне техники, таких как механические мешалки (например, статический смеситель), соникаторы (например, ультразвуковой соникатор) или путем механического перемешивания при высоком давлении.The emulsification phase of the dispersed phase and the dispersion medium can be performed using homogenizing devices known in the art, such as mechanical stirrers (eg a static mixer), sonicators (eg an ultrasonic sonicator) or by mechanical mixing at high pressure.

В случае микрогелей предпочтительно фазу эмульгирования проводят механическим перемешиванием (обратная суспензионная полимеризация).In the case of microgels, the emulsification phase is preferably carried out by mechanical stirring (reverse suspension polymerization).

В случае наногелей фазу эмульгирования предпочтительно проводить с помощью ультразвука (обратная миниэмульсионная полимеризация).In the case of nanogels, the emulsification phase is preferably carried out using ultrasound (reverse miniemulsion polymerization).

В предпочтительном варианте осуществления используют термически активируемый инициатор полимеризации и осуществляют эмульгирование с помощью механической мешалки при температуре, равной или превышающей температуру активации указанного термически активируемого инициатора.In a preferred embodiment, a thermally activated polymerization initiator is used and emulsification is carried out using a mechanical stirrer at a temperature equal to or higher than the activation temperature of said thermally activated initiator.

Дополнительные добавки могут присутствовать в инвертных эмульсиях воды в масле в соответствии с настоящим изобретением при условии, что они не оказывают отрицательного влияния на стабильность или другие свойства самих эмульсий. Примерами таких добавок являются: смачивающие агенты, загустители, утяжелители, стабилизаторы, бактерициды, ингибиторы коррозии, окислители и тому подобное.Additional additives may be present in the water-in-oil invert emulsions of the present invention provided they do not adversely affect the stability or other properties of the emulsions themselves. Examples of such additives are: wetting agents, thickeners, weighting agents, stabilizers, bactericides, corrosion inhibitors, oxidizing agents, and the like.

Дополнительную информацию о методах обратной суспензионной или миниэмульсионной полимеризации можно найти, например, в:Additional information on reverse suspension or miniemulsion polymerization methods can be found, for example, in:

Dispersion polymerization in polar-solvents, SAENZ, J.M.; ASUA, J.M. (JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, PART A-POLYMER CHEMISTRY; том. 33 (1995), стр. 1511-1521;Dispersion polymerization in polar-solvents, SAENZ, J.M.; ASUA, J.M. (JOURNAL OF POLYMER SCIENCE, PART A-POLYMER CHEMISTRY; vol. 33 (1995), pp. 1511-1521;

Superabsorbent polymer materials: Обзор. Zohuriaan-Mehr, Mohammad J.; Kabiri, Kourosh; IRANIAN POLYMER JOURNAL; том. 17(6) (2008), стр. 451-477.Superabsorbent polymer materials: Review. Zohuriaan-Mehr, Mohammad J.; Kabiri, Kourosh; IRANIAN POLYMER JOURNAL; volume. 17(6) (2008), pp. 451-477.

Как сказано, инвертная эмульсия, которая включает гидрогели в соответствии с настоящим изобретением, может быть использована в качестве состава для обработки приствольной зоны для изменения водопроницаемости в пласте, где имеется горная порода в основном пористого или трещиноватого типа.As stated, an invert emulsion that includes hydrogels in accordance with the present invention can be used as a near-wellbore treatment composition to modify water permeability in a formation where the rock is of a generally porous or fractured type.

Не желая ссылаться на какую-либо конкретную теорию, в случае наногелей предполагается, что возможный механизм действия заключается в следующем.Without wishing to refer to any particular theory, in the case of nanogels it is believed that the possible mechanism of action is as follows.

Частицы наногелей, содержащих катионный полимер, имеющие размеры, совместимые с размерами пор горной породы, переносятся внутрь вышеупомянутых пор. Частицы дисперсной фазы, содержащие катионный полимер, благодаря значительной смешиваемости нефтяных флюидов с нефтяным маслом, если она присутствует в горной породе, до тех пор, пока она не вступит в контакт с пластовой водой, не претерпевая существенных изменений.Particles of nanogels containing a cationic polymer, having sizes compatible with the pore sizes of the rock, are transferred inside the above-mentioned pores. Dispersed phase particles containing a cationic polymer, due to the significant miscibility of petroleum fluids with petroleum oil, if present in the rock, until it comes into contact with formation water without undergoing significant changes.

Контакт состава для обработки приствольной зоны с водой вызывает инверсию или разрушение обратной эмульсии или дисперсии и, следовательно, высвобождение частиц наногелей или микрогелей, которые, следовательно, начинают поглощать воду и набухать. Набухание вызывает значительное увеличение их объема (до 10 раз по сравнению с первоначальным объемом), вызывая сжатие и иммобилизаContact of the root zone treatment composition with water causes inversion or breakdown of the inverse emulsion or dispersion and, consequently, release of nanogel or microgel particles, which consequently begin to absorb water and swell. Swelling causes a significant increase in their volume (up to 10 times compared to the original volume), causing compression and immobilization

- 7 046475 цию в порах и трещинах горной породы и блокируя или значительно замедляя поток водной фазы и возможный подъем к добывающей скважине. Это создает эффективный барьер для прохождения воды.- 7 046475 tion in the pores and cracks of the rock and blocking or significantly slowing down the flow of the aqueous phase and possible rise to the production well. This creates an effective barrier to the passage of water.

Заявитель также неожиданно обнаружил, что гидрогели по настоящему изобретению, характеризующиеся катионной полярностью, способны в набухшей форме более прочно связываться с поверхностью породы, с которой они вступают в контакт, образуя, таким образом, барьер, который более устойчив к давлению и, следовательно, более стабилен по отношению к напряжениям, которым подвергается пласт во время операций по добыче из пласта.Applicant has also unexpectedly discovered that the hydrogels of the present invention, characterized by cationic polarity, are able, in their swollen form, to bind more firmly to the rock surface with which they come into contact, thereby forming a barrier that is more pressure resistant and therefore more durable. stable with respect to the stresses to which the formation is subjected during production operations from the formation.

Поскольку для получения инверсии эмульсии требуется, чтобы капли дисперсной фазы вступали в контакт с относительно большим количеством воды, то контакт капель с остаточной водой (присутствующей на поверхности контакта с нефтью в дисперсной форме и в гораздо меньшем количестве, чем пластовая вода) или с любой водой, диспергированной или эмульгированной в нефти, не вызывает высвобождения наногеля. Эмульсия воды в масле, содержащая наногели, поэтому действует избирательно по отношению к пластовой воде, будучи активной только в тех точках горной породы, где соотношение вода/нефть достаточно высокое.Since to obtain an inversion of the emulsion it is required that the droplets of the dispersed phase come into contact with a relatively large amount of water, then the contact of the droplets with residual water (present at the surface of contact with oil in dispersed form and in a much smaller quantity than formation water) or with any water , dispersed or emulsified in oil, does not cause nanogel release. A water-in-oil emulsion containing nanogels therefore acts selectively towards formation water, being active only at those points in the rock where the water/oil ratio is high enough.

В случае инвертных эмульсий, содержащих микрогели, механизм действия в подземном пласте может быть следующим.In the case of invert emulsions containing microgels, the mechanism of action in the underground formation may be as follows.

Частицы микрогелей, из-за их больших размеров, чем наногели, имеют определенную тенденцию оседать через определенный промежуток времени, если их не держать при перемешивании в эмульсии. После размещения в подземном пласте частицы микрогелей, имеющие размеры, совместимые с размерами трещин горной породы, оседают в дисперсионной среде до тех пор, пока они не проникнут в вышеупомянутые трещины, пересекая любую присутствующую нефть, пока не достигнут границы раздела между ней и водой.Microgel particles, due to their larger size than nanogels, have a definite tendency to settle after a certain period of time if they are not kept under agitation in the emulsion. Once placed in a subterranean formation, the microgel particles, having dimensions compatible with the dimensions of the rock fractures, settle in the dispersion medium until they penetrate the aforementioned fractures, crossing any oil present until they reach the interface between it and water.

Во время осаждения через нефть частицы гидрогеля остаются практически неизменными, не взаимодействуя в течение времени, необходимого для осаждения, ни с возможной остаточной водой, ни с водой, возможно, присутствующей в нефти в диспергированной или эмульгированной форме. Как только они вступают в контакт с пластовой водой, частицы гидрогеля оказывают свое абсорбирующее действие по отношению к объемной воде, с которой они вступают в контакт.During deposition through oil, the hydrogel particles remain essentially unchanged, without interacting during the time required for deposition with either possible residual water or water that may be present in the oil in dispersed or emulsified form. Once they come into contact with the formation water, the hydrogel particles exert their absorptive effect on the bulk water with which they come into contact.

Поэтому даже в случае эмульсий, содержащих микрогели, высвобождение катионного полимера происходит избирательно только в тех точках пласта, где присутствует пластовая вода. Считается, что это стало возможным благодаря тому факту, что вода, диспергированная или эмульгированная в нефти, не присутствует в достаточном количестве для активации процесса разрушения эмульсии, т.е. для проникновения в мицеллы, внутри которых заключены микрогели.Therefore, even in the case of emulsions containing microgels, the release of the cationic polymer occurs selectively only at those points in the formation where formation water is present. This is believed to be possible due to the fact that water dispersed or emulsified in the oil is not present in sufficient quantity to activate the emulsion breaking process, i.e. to penetrate micelles containing microgels.

С учетом того, что было описано, специалист в данной области техники может оценить преимущества, которые вытекают из использования инвертных эмульсий в соответствии с настоящим изобретением.Given what has been described, one skilled in the art can appreciate the advantages that arise from the use of invert emulsions in accordance with the present invention.

В целом, инвертные эмульсии по настоящему описанию могут использоваться в качестве составов для обработки приствольной зоны на этапах бурения, завершения и технического обслуживания добывающих скважин.In general, the invert emulsions described herein can be used as near-wellbore treatment compositions during the drilling, completion and maintenance phases of production wells.

В частности, вышеупомянутые эмульсии могут быть использованы для ингибирования проникновения воды в добывающую скважину в соответствии с настоящим описанием, как до начала операций по добыче углеводородного флюида, так и когда скважина уже находится в процессе добычи, т.е. когда пласт эксплуатируется.In particular, the above-mentioned emulsions can be used to inhibit water penetration into a production well in accordance with the present description, both before the start of hydrocarbon fluid production operations and while the well is already in the process of production, i.e. when the reservoir is being exploited.

В частности, способ ингибирования проникновения воды в добывающую скважину может быть предпочтительно применен к так называемым зрелым добывающим скважинам, то есть к скважинам, которые в настоящее время достигли предела производственной мощности, которые характеризуются извлечением значительных количеств воды в сочетании с углеводородным флюидом.In particular, the method of inhibiting water intrusion into a production well can be advantageously applied to so-called mature production wells, that is, wells that have now reached production capacity, which are characterized by the recovery of significant quantities of water in combination with hydrocarbon fluid.

Размещение инвертной эмульсии в пласте, например, может быть достигнуто с помощью оборудования и в соответствии с известными технологиями отрасли нефтедобывающей промышленности.Placement of an invert emulsion into a formation, for example, can be achieved using equipment and in accordance with known technologies from the oil industry.

Размещение инвертной эмульсии в пласте может осуществляться либо через добывающую скважину углеводородного флюида, либо через другие скважины, обычно присутствующие на нефтяном месторождении, такие как скважины для закачки пара, воды или других флюидов (так называемые инжекционные скважины) в недра.Placement of the invert emulsion into the formation can be accomplished either through a hydrocarbon fluid production well or through other wells commonly found in an oil field, such as wells for injecting steam, water, or other fluids (called injection wells) into the subsurface.

Таким образом, инвертные эмульсии и способ в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в контексте вторичных и третичных мероприятий по извлечению углеводородных флюидов, как при вмешательствах, блокирующих воду (изоляция водоносных горизонтов), так и при обработке горных пород (обработка структуры).Thus, invert emulsions and the method in accordance with the present invention can be used in the context of secondary and tertiary hydrocarbon fluid recovery interventions, both in water blocking interventions (aquifer isolation) and in rock treatment (structure treatment).

Количество инвертной эмульсии, закачиваемой в подземный пласт, может сильно варьироваться в зависимости от конкретной геологической структуры пласта.The amount of invert emulsion injected into a subterranean formation can vary greatly depending on the specific geological structure of the formation.

Количество инвертной эмульсии, подлежащей закачке, может быть легко определено специалистом в данной области техники на основе геологических характеристик пласта и простых рутинных экспериментальных испытаний, как это обычно проводится в этой отрасли.The amount of invert emulsion to be injected can be readily determined by one skilled in the art based on the geologic characteristics of the formation and simple routine experimental testing as is routinely performed in the industry.

Размещению эмульсии воды в масле, содержащей катионные гидрогели, предпочтительно можетThe placement of a water-in-oil emulsion containing cationic hydrogels may preferably

- 8 046475 предшествовать впрыскивание первой аликвоты маслянистого флюида, предпочтительно того же маслянистого флюида (или смеси маслянистых флюидов), используемой для приготовления непрерывной фазы вышеупомянутой эмульсии воды в масле.- 8 046475 precede the injection of a first aliquot of an oily fluid, preferably the same oily fluid (or mixture of oily fluids) used to prepare the continuous phase of the aforementioned water-in-oil emulsion.

В равной степени выгодно, чтобы за размещением инвертной эмульсии в пласте могло последовать размещение второй аликвоты маслянистого флюида для облегчения проникновения эмульсии воды в масле в горную породу.It is equally advantageous that the placement of the invert emulsion into the formation may be followed by the placement of a second aliquot of oily fluid to facilitate penetration of the water-in-oil emulsion into the rock.

В конце размещения инвертной эмульсии и, возможно, первой и второй аликвоты маслянистого флюида может быть начата или возобновлена добыча углеводородного флюида из скважины. Предпочтительно, прежде чем приступить к извлечению углеводородного флюида путем впрыска вытесняющей жидкости, следует подождать (приостановить) период времени, достаточный для того, чтобы инвертная эмульсия высвободила частицы гидрогелевого полимера, как только они вступят в контакт с пластовой водой, и получить желаемый эффект ингибирования подвижности воды.At the end of placement of the invert emulsion and possibly the first and second aliquots of oily fluid, hydrocarbon fluid production from the well may be initiated or resumed. Preferably, before proceeding to recover the hydrocarbon fluid by injecting the displacement fluid, wait (pause) a period of time sufficient for the invert emulsion to release the hydrogel polymer particles as soon as they come into contact with the formation water and obtain the desired mobility inhibition effect water.

При необходимости извлечение углеводородного флюида может быть прервано для проведения дальнейших закачек составов для обработки приствольной зоны, с тем чтобы получить дальнейшее увеличение производительности добывающей скважины.If necessary, hydrocarbon fluid recovery can be interrupted to allow further injections of near-wellbore treatment compounds to further increase production well productivity.

Инвертные эмульсии согласно настоящему изобретению могут быть получены при необходимости путем разбавления концентрированной эмульсии воды в масле нефтью до желаемой концентрации. Концентрированная эмульсия воды в масле может иметь соотношение масло/вода ниже, чем желаемое соотношение масло/вода для конечного применения.The invert emulsions of the present invention can be prepared, if desired, by diluting a concentrated water-in-oil emulsion with petroleum to the desired concentration. The concentrated water-in-oil emulsion may have an oil/water ratio lower than the desired oil/water ratio for the end use.

Следующие примеры воплощения приведены с единственной целью иллюстрации настоящего изобретения и не должны пониматься в смысле ограничения объема охраны, определенного прилагаемой формулой изобретения.The following embodiments are provided for the sole purpose of illustrating the present invention and are not to be construed as limiting the scope of protection as defined by the appended claims.

Пример 1. Приготовление инвертных эмульсий воды в масле, содержащих катионные микрогели.Example 1. Preparation of invert water-in-oil emulsions containing cationic microgels.

Эмульсии воды в масле, содержащие катионные микрогели, были получены методом обратной суспензионной полимеризации в соответствии со следующей процедурой.Water-in-oil emulsions containing cationic microgels were prepared by inverse suspension polymerization according to the following procedure.

Масляную дисперсионную среду получали путем смешивания при механическом перемешивании LAMIX 30 в виде маслянистого флюида и смеси коммерческих неионных поверхностно-активных веществ SPAN80 и TWEEN80. Массовое соотношение между двумя поверхностно-активными веществами было выбрано таким образом, чтобы вызвать реакцию полимеризации при желаемом значении HLB.The oily dispersion medium was prepared by mechanically mixing LAMIX 30 as an oily fluid and a mixture of commercial nonionic surfactants SPAN80 and TWEEN80. The weight ratio between the two surfactants was chosen to induce the polymerization reaction at the desired HLB value.

В конкретном примере значения HLB, равного 6, поверхностно-активное вещество SPAN80 использовалось с большой концентрацией, относящейся к сумме двух поверхностно-активных веществ, равной 84%.In the specific example of an HLB value of 6, SPAN80 surfactant was used at a high concentration, referring to the sum of the two surfactants being 84%.

Водную дисперсную фазу получали путем растворения в воде с помощью ультразвукового соникатора и поддержания температуры ниже 50°С катионного мономера ([2-(метакрилокси))этил]триметиламмония хлорида - MADQUAT), сшивающего агента (У^-метиленбис(акриламид)МВА) и опционально (поли(этиленгликоль)метилового эфира метакрилатного сомономера с молекулярной массой 500 Да (PEGMEMA 500) или 2000 Да (PEGMEMA 2000).The aqueous dispersed phase was prepared by dissolving in water using an ultrasonic sonicator and maintaining the temperature below 50°C the cationic monomer ([2-(methacryloxy)ethyl]trimethylammonium chloride - MADQUAT), a cross-linking agent (Y-methylenebis(acrylamide)MBA) and optionally (poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate comonomer with a molecular weight of 500 Da (PEGMEMA 500) or 2000 Da (PEGMEMA 2000).

Водный раствор 2,2'-азобис(2-метилпропианимидина)дигидрохлорида (ААРН) (термически активируемый инициатор радикальной полимеризации) готовили отдельно, используя минимальное количество воды, достаточное для растворения соединения.An aqueous solution of 2,2'-azobis(2-methylpropianimidine) dihydrochloride (AAPH) (a thermally activated radical polymerization initiator) was prepared separately using a minimum amount of water sufficient to dissolve the compound.

Масляную дисперсионную среду и водную дисперсную фазу смешивали в реакторе объемом 2 л, нагреваемом с помощью термостатической масляной ванны. Перемешивание происходило с помощью механической мешалки. Реактор был оснащен рубашкой водяного охлаждения для отвода тепла, выделяющегося в ходе реакции полимеризации. Во время полимеризации реактор поддерживали при постоянном потоке N2, чтобы удалить воздух внутри него.The oil dispersion medium and the aqueous disperse phase were mixed in a 2 L reactor heated by a thermostatic oil bath. Mixing took place using a mechanical stirrer. The reactor was equipped with a water cooling jacket to remove heat generated during the polymerization reaction. During polymerization, the reactor was maintained at a constant flow of N2 to remove air within it.

Массовое соотношение между водной дисперсной фазой и общим весом эмульсии воды в масле было выбрано равным 16% для образца PEG2 и 18% для образцов PEG4 и PEG11.The weight ratio between the aqueous dispersed phase and the total weight of the water-in-oil emulsion was chosen to be 16% for sample PEG2 and 18% for samples PEG4 and PEG11.

Реакцию полимеризации инициировали путем заливки раствора инициатора ААРН капля за каплей в реакционную смесь, предварительно нагретую до температуры полимеризации, равной 70 или 80°С. Продолжительность реакции была выбрана равной 2 или 2,5 ч.The polymerization reaction was initiated by pouring the AAPH initiator solution drop by drop into the reaction mixture, preheated to a polymerization temperature of 70 or 80°C. The reaction duration was chosen to be 2 or 2.5 hours.

В следующей табл. 1 показаны составы приготовленных инвертных эмульсий микрогелей.In the next table. Figure 1 shows the compositions of the prepared invert emulsions of microgels.

- 9 046475- 9 046475

Таблица 1. Состав эмульсий микрогелейTable 1. Composition of microgel emulsions

Образец Sample MADQU AT (%)a MADQU AT (%) a PEGMEM A 500 (%)a PEGMEM A 500 (%) a PEGMEM A 2000 (%)a PEGMEM A 2000 (%) a MBA (%)a MBA (%) a AAP H (%)c AAP H (%) c ПАВ (%)b Surfactant (%) b HLB H.L.B. 1 (A4)d 1(A4) d 100 100 - - - - 0,35 0.35 0,5 0.5 7,0 7.0 6 6 2 (PEG2)e 2 (PEG2) e 95 95 - - 5 5 0,35 0.35 0,5 0.5 5,0 5.0 4,3 4.3 3 (PEG4)e 3 (PEG4) e 90 90 - - 10 10 0,35 0.35 0,5 0.5 5,0 5.0 4,3 4.3 4 (PEGll)e 4 (PEGll) e 92,5 92.5 7,5 7.5 - - 0,35 0.35 0,5 0.5 5,0 5.0 4,3 4.3

а: процентное соотношение по весу по отношению к весу сомономеров MADQUAT+PEGMEMA;a: percentage by weight relative to the weight of the MADQUAT+PEGMEMA comonomers;

b: процентное соотношение по весу, относящееся к общему весу эмульсии;b: percentage by weight related to the total weight of the emulsion;

с: процентное соотношение по весу по отношению к общему весу сомономеров MADQUAT+PEGMEMA+MBA;c: percentage by weight relative to the total weight of the comonomers MADQUAT+PEGMEMA+MBA;

d: температура полимеризации=80°С; продолжительность полимеризации 2,5 ч;d: polymerization temperature=80°C; polymerization duration 2.5 hours;

е: температура полимеризации=70°С; продолжительность полимеризации 2,0 ч.e: polymerization temperature=70°C; polymerization duration 2.0 hours.

Пример 2. Приготовление инвертных эмульсий воды в масле, содержащих катионные наногели.Example 2. Preparation of invert water-in-oil emulsions containing cationic nanogels.

Эмульсии воды в масле, содержащие катионные наногели, были получены методом обратной миниэмульсионной полимеризации в соответствии со следующей процедурой.Water-in-oil emulsions containing cationic nanogels were prepared by inverse miniemulsion polymerization according to the following procedure.

Масляную дисперсионную среду получали путем смешивания при механическом перемешивании Eni LAMIX 30 в виде маслянистого флюида и смеси коммерческих неионных поверхностно-активных веществ SPAN80 и TWEEN80. Массовое соотношение между двумя поверхностно-активными веществами было выбрано таким образом, чтобы вызвать реакцию полимеризации при желаемом значении HLB.The oily dispersion medium was prepared by mechanically mixing Eni LAMIX 30 in the form of an oily fluid and a mixture of commercial nonionic surfactants SPAN80 and TWEEN80. The weight ratio between the two surfactants was chosen to induce the polymerization reaction at the desired HLB value.

В конкретном примере значения HLB, равного 10, поверхностно-активное вещество SPAN80 использовалось с большой концентрацией, относящейся к сумме двух поверхностно-активных веществ, равной 47%. Водную дисперсную фазу получали путем растворения в воде с помощью ультразвукового соникатора и поддержания температуры ниже 50°С, катионного мономера ([2(метакрилокси))этил]триметиламмония хлорида-MADQUAT), сшивающего агента (К,К'-метиленбис(акриламид)-МВА) и персульфата аммония в качестве первого инициатора пары окислительновосстановительных инициаторов - персульфат аммония (APS)/метабисульфит натрия (SMBS).In the specific example of an HLB value of 10, SPAN80 surfactant was used at a high concentration, referring to the sum of the two surfactants being 47%. The aqueous dispersed phase was prepared by dissolving in water using an ultrasonic sonicator and maintaining the temperature below 50°C, cationic monomer ([2(methacryloxy))ethyl]trimethylammonium chloride-MADQUAT), cross-linking agent (K,K'-methylenebis(acrylamide)- MVA) and ammonium persulfate as the first initiator of the ammonium persulfate (APS)/sodium metabisulfite (SMBS) redox initiator pair.

После кондиционирования масляной дисперсной фазы на ледяной бане (Т, равная примерно 0-5°С), водную дисперсную фазу добавляли к масляной дисперсной фазе, поддерживая смесь двух фаз под воздействием ультразвука. Затем водный раствор SMBS капля за каплей добавляли в смесь для инициирования реакции полимеризации (продолжительность полимеризации 50 мин).After conditioning the oil dispersed phase in an ice bath (T equal to approximately 0-5°C), the aqueous dispersed phase was added to the oil dispersed phase, maintaining the mixture of the two phases under the influence of ultrasound. Then, the SMBS aqueous solution was added drop by drop to the mixture to initiate the polymerization reaction (polymerization duration 50 min).

В следующей табл. 2 показаны составы приготовленных инвертных эмульсий наногелей.In the next table. Figure 2 shows the compositions of the prepared invert emulsions of nanogels.

Таблица 2. Состав эмульсий наногелейTable 2. Composition of nanogel emulsions

Образец Sample MADQUAT (%)a MADQUAT (%) a MBA (%)b MBA (%) b AP (%)b AP (%) b SMBS (%)b SMBS (%)b ПАВ (%)b Surfactant (%) b HLB H.L.B. 5(MZ17) 5(MZ17) 35 35 0,35 0.35 2,5 2.5 2,5 2.5 21 21 10 10

а: процентное соотношение по весу по отношению к весу LAMIX 30®;a: percentage by weight relative to the weight of LAMIX 30®;

b: процентное соотношение по весу по отношению к общему весу MADQUAT.b: percentage by weight relative to the total weight of MADQUAT.

3. Характеристика эмульсий микрогелей и наногелей.3. Characteristics of emulsions of microgels and nanogels.

3.1. Испытание на набухание.3.1. Swelling test.

Способность к водопоглощению приготовленных микрогелей определяли путем измерения среднего диаметра частиц с помощью составного светового микроскопа до и после испытания на набухание. Тест на набухание проводили путем нанесения нескольких капель эмульсии воды в масле в колбу, предварительно заполненную водой с двумя различными степенями солености или Lamix®. Образцам давали отстояться в течение 24 ч, чтобы обеспечить достижение термодинамического равновесия. Затем образцы наблюдали под микроскопом, чтобы определить окончательный размер частиц микрогеля.The water absorption capacity of the prepared microgels was determined by measuring the average particle diameter using a compound light microscope before and after the swelling test. The swelling test was performed by placing a few drops of a water-in-oil emulsion into a flask previously filled with water of two different salinities or Lamix®. The samples were allowed to stand for 24 h to ensure thermodynamic equilibrium was reached. The samples were then observed under a microscope to determine the final microgel particle size.

Средний диаметр частиц и индекс полидисперсии (PDI) полимера наногелей образца MZ17 были определены с помощью измерений динамического рассеяния света (DLS). Распределение частиц наногелей по размерам было мономодальным. Результаты измерений DLS приведены в табл. 5.The average particle diameter and polydispersity index (PDI) of the sample MZ17 nanogel polymer were determined using dynamic light scattering (DLS) measurements. The size distribution of nanogel particles was monomodal. The results of DLS measurements are given in table. 5.

В табл. 3 приведены химические составы соленых вод, использованных в испытании.In table Table 3 shows the chemical compositions of the salt waters used in the test.

В табл. 4 приведены значения диаметра микрогелей, определенные в Lamix 30® и в различных испытанных водах.In table Table 4 shows the microgel diameters determined in Lamix 30® and in the various waters tested.

- 10 046475- 10 046475

Таблица 3. Состав соленых водTable 3. Composition of salt waters

Na+ (г/л) Na + (g/l) Са2+ (г/л) Ca 2+ (g/l) Mg2+ (г/л) Mg 2+ (g/l) Поле А Field A 85 85 5,8 5.8 0,6 0.6 Поле В Field B 85 85 7,9 7.9 1,5 1.5

Таблица 4. Диаметр микрогеляTable 4. Microgel diameter

Lamix (мкм) Lamix (µm) Станд. откл. (мкм) Std. off (µm) Поле В (мкм) Field B (µm) Станд. откл. (мкм) Std. off (µm) Поле А (мкм) Field A (µm) Станд. откл. (мкм) Std. off (µm) А4 A4 10,17 10.17 2,44 2.44 35,95 35.95 11,59 11.59 39,73 39.73 10,52 10.52 PEG2 PEG2 9,37 9.37 5,63 5.63 32,77 32.77 11,74 11.74 30,93 30.93 13,77 13.77 PEG4 PEG4 10,42 10.42 2,07 2.07 45,72 45.72 26,18 26.18 61,86 61.86 34,69 34.69 PEG11 PEG11 9,904 9,904 2,372 2,372 67,22 67.22 33,381 33,381 63,916 63,916 29,087 29,087

Было замечено, что в образцах, помещенных в контакт с Lamix 30®, размеры микрогелей до и после теста на набухание по существу идентичны; это показывает, что микрогели не набухают при контакте с маслянистыми флюидами. С другой стороны, в образцах, контактирующих с водой, размеры микрогелей после испытания на набухание больше, чем размеры тех же микрогелей до испытания.It was observed that in samples placed in contact with Lamix 30®, the dimensions of the microgels before and after the swelling test were essentially identical; this shows that the microgels do not swell upon contact with oily fluids. On the other hand, in samples in contact with water, the sizes of microgels after the swelling test are larger than the sizes of the same microgels before the test.

Таблица 5. Диаметр наногеляTable 5. Nanogel diameter

Диаметр (нм) Diameter (nm) Полидисперсность (PDI) Polydispersity (PDI) 5 (MZ17) 5 (MZ17) 299,2 299.2 0,226 0.226

3.2. Оценка совместимости эмульсии микрогелеи с технологическими жидкостями.3.2. Assessing the compatibility of microgel emulsions with process fluids.

Следующий тест был проведен для оценки поведения катионных микрогелей в контакте с технологическими жидкостями (пластовой водой и углеводородными флюидами).The following test was carried out to evaluate the behavior of cationic microgels in contact with process fluids (formation water and hydrocarbon fluids).

мл аликвоты соленой воды помещали в стеклянную емкость. К нему добавили 2 г аликвоты нефти. Контейнер был закрыт и выдержан в печи при температуре 85°С (для имитации температуры дна скважины). Затем образец брали из печи и добавляли эмульсию, содержащую микрогели.ml aliquots of salt water were placed in a glass container. A 2 g aliquot of oil was added to it. The container was closed and kept in an oven at a temperature of 85°C (to simulate the temperature of the bottom of the well). The sample was then removed from the oven and an emulsion containing microgels was added.

Испытанные эмульсии, имеющие различную концентрацию частиц микрогеля, дозировали в соответствующие емкости, содержащие воду и нефть, в таких количествах, чтобы получить концентрацию по массе микрогелей, равную 26-28% по отношению к массе смеси.The tested emulsions having different concentrations of microgel particles were dosed into appropriate containers containing water and oil in such quantities as to obtain a concentration by weight of microgels equal to 26-28% relative to the weight of the mixture.

В испытании использовались следующие воды с различной соленостью, происходящие с месторождений добычи нефтяных масел:The following waters of varying salinity, originating from petroleum oil fields, were used in the test:

поле С (общая соленость: 2,3 г/л);field C (total salinity: 2.3 g/l);

поле D (общая соленость: 84 г/л);field D (total salinity: 84 g/l);

стандартная морская вода (общая соленость: 35 г/л).standard sea water (total salinity: 35 g/l).

В испытаниях в качестве тяжелой нефти использовалось нефтяное масло, имеющее плотность от 1,012 до 1,017 г/см3, также происходящее из месторождения по добыче нефтяных масел.In the tests, petroleum oil having a density of 1.012 to 1.017 g/cm 3 , also originating from a petroleum oil field, was used as the heavy oil.

Стеклянные контейнеры, содержащие водонефтяные смеси, помещали в печь и кондиционировали при температуре 85°С. В конце кондиционирования в каждый контейнер добавляли эмульсию, содержащую микрогели в указанных выше количествах. Затем контейнеры несколько раз переворачивали, чтобы тщательно перемешать все компоненты, и снова поставили в печь при температуре 85°С на 24 ч.Glass containers containing oil-water mixtures were placed in an oven and conditioned at a temperature of 85°C. At the end of conditioning, an emulsion containing microgels in the quantities indicated above was added to each container. The containers were then inverted several times to thoroughly mix all the ingredients and returned to the oven at 85°C for 24 hours.

В конце термического кондиционирования визуально оценивали степень разделения водной и масляной фаз, осаждение микрогелей на дне контейнера и объем контейнера, занимаемый микрогелями после набухания в результате поглощения воды.At the end of thermal conditioning, the degree of separation of the water and oil phases, the deposition of microgels at the bottom of the container, and the volume of the container occupied by the microgels after swelling as a result of water absorption were visually assessed.

Образцы 2, 3 и 4 показали хорошее разделение водной и нефтяной фаз и осаждение частиц микрогелей с поглощением воды во всех испытаниях, т.е. со всеми тремя из вышеупомянутых вод с различной соленостью. Образец 4, в частности, показал наилучшие результаты разделения водной и масляной фаз (более прозрачная водная фаза и больший объем, занимаемый набухшими микрогелями).Samples 2, 3 and 4 showed good separation of water and oil phases and deposition of microgel particles with water absorption in all tests, i.e. with all three of the above waters varying in salinity. Sample 4, in particular, showed the best results for separating the aqueous and oil phases (a more transparent aqueous phase and a larger volume occupied by swollen microgels).

Таким образом, испытание доказало, что инвертные эмульсии, содержащие микрогели, совместимы с технологическими жидкостями, в частности, их контакт с этими жидкостями не приводит к образованию эмульсии нефти с водой, которая может присутствовать, что в реальной ситуации может ухудшить эффективность извлечения нефти, увеличивая количество совместно добываемой воды.Thus, the test has proven that invert emulsions containing microgels are compatible with process fluids, in particular, their contact with these fluids does not lead to the formation of an oil-water emulsion that may be present, which in a real situation can deteriorate the efficiency of oil recovery, increasing amount of jointly produced water.

Испытания также показывают эффективность эмульсий, приготовленных в соответствии с настоящим изобретением, в очень широком диапазоне солености воды.Tests also show the effectiveness of emulsions prepared in accordance with the present invention over a very wide range of water salinities.

3.3. Оценка эмульсий микрогелей с технологическими жидкостями в присутствии карбоната кальция.3.3. Evaluation of microgel emulsions with process fluids in the presence of calcium carbonate.

Для оценки эффективности взаимодействия инвертных эмульсий согласно настоящему изобретению с карбонатной породой было проведено следующее испытание.To evaluate the effectiveness of the interaction of invert emulsions according to the present invention with carbonate rock, the following test was carried out.

В одной колбе взвешивали 10 г твердого карбоната кальция. Затем в колбу добавляли 3 г соленой10 g of solid calcium carbonate was weighed in one flask. Then 3 g of salted water was added to the flask

- 11 046475 воды или 4,5 г (стандартная морская вода с общей соленостью, равной 35 г/л). Количество, равное 3 г, было достаточным для полного покрытия присутствующего карбоната кальция (серия 1). Количество, равное 4,5 г, создавало состояние избыточной воды (серия 2). 2 мл масляной фазы (поле D) медленно осаждались на водной фазе. Затем колбы помещали в печь и кондиционировали при температуре 85°С. В конце кондиционирования эмульсию, содержащую микрогели, медленно добавляли в каждую колбу в количестве, равном 2 мл, стараясь не создавать турбулентности.- 11 046475 water or 4.5 g (standard sea water with a total salinity of 35 g/l). An amount of 3 g was sufficient to completely cover the calcium carbonate present (Batch 1). An amount of 4.5 g created a condition of excess water (run 2). 2 ml of the oil phase (field D) slowly settled on the aqueous phase. The flasks were then placed in an oven and conditioned at 85°C. At the end of conditioning, the emulsion containing microgels was slowly added to each flask in an amount equal to 2 ml, being careful not to create turbulence.

Затем колбы снова ставили в печь при температуре 85°С на 24 ч.The flasks were then placed back into the oven at 85°C for 24 hours.

В конце было визуально оценено, способны ли частицы микрогелей пересекать масляную фазу, не вызывая ее эмульсии, и где эти частицы были расположены. Колбы по истечении 24 ч переворачивали, чтобы оценить степень адгезии к карбонату кальция.Finally, it was visually assessed whether the microgel particles were able to cross the oil phase without emulsifying it, and where these particles were located. After 24 hours, the flasks were inverted to assess the degree of adhesion to calcium carbonate.

Для сравнения тест был повторен с инвертной эмульсией микрогелей, содержащих сополимеры метакриловой кислоты (частично нейтрализованной NaOH) и метакрилата поли(этиленгликоля)метилового эфира (HEMA-PEG, Mw=2000 Да, 42 единицы полиоксиэтилена), приготовленной, как описано в примере 2 WO 2016/166672.For comparison, the test was repeated with an invert emulsion of microgels containing copolymers of methacrylic acid (partially neutralized with NaOH) and poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (HEMA-PEG, M w = 2000 Da, 42 units of polyoxyethylene), prepared as described in example 2 WO 2016/166672.

В образцах серии 1, добавленных эмульсиями, содержащими катионные микрогели № 2, 3 и 4, наблюдалось полное проникновение частиц микрогелей между зернами карбоната кальция. Это проникновение практически не наблюдалось в сравнительной выборке.In samples of series 1, added with emulsions containing cationic microgels No. 2, 3 and 4, complete penetration of microgel particles between the calcium carbonate grains was observed. This penetration was practically not observed in the comparison sample.

Вероятно, наблюдаемое проникновение объясняется электростатическим притяжением между положительными зарядами катионных микрогелей и отрицательными зарядами карбоната кальция, а также меньшими размерами частиц катионных микрогелей (около 10 мкм) по отношению к сравнительным частицам микрогеля (около 20 мкметров).The observed penetration is likely explained by electrostatic attraction between the positive charges of the cationic microgels and the negative charges of calcium carbonate, as well as the smaller particle size of the cationic microgels (about 10 μm) relative to the comparative microgel particles (about 20 μm).

Кроме того, после опрокидывания колб было отмечено, что образцы № 2, 3 и 4 способствуют уплотнению зерен карбоната вместе, так что твердая фаза остается твердой на дне колбы, даже когда он перевернут. Напротив, в сравнительном образце, когда колба была перевернута, наблюдалось разрушение зерен карбоната кальция и их скольжение вниз.In addition, after inverting the flasks, it was noted that samples No. 2, 3 and 4 helped compact the carbonate grains together so that the solid phase remained solid at the bottom of the flask even when it was inverted. In contrast, in the comparative sample, when the flask was inverted, the calcium carbonate grains were observed to break down and slide downwards.

Такое же поведение катионных микрогелей согласно изобретению и сравнительных образцов наблюдалось в образцах серии 2, содержащих избыток воды.The same behavior of the cationic microgels according to the invention and comparative samples was observed in samples of series 2 containing excess water.

Испытание доказало большую способность частиц микрогелей эмульсий в соответствии с настоящим изобретением взаимодействовать с карбонатными породами по отношению к эмульсиям микрогелей известного уровня техники.The test proved the greater ability of the emulsion microgel particles of the present invention to interact with carbonate rocks relative to prior art microgel emulsions.

4. Характеристика эмульсий наногелей.4. Characteristics of nanogel emulsions.

4.1. Испытание 1. Промывка кернов, насыщенных нефтью и соленой водой.4.1. Test 1: Washing cores saturated with oil and salt water.

Возможность введения образца 5, содержащего частицы наногелей, в песчаную среду (песчаник Береа) и его способность изменять водопроницаемость в пласте, была оценена с помощью измерений потока в пористой среде. Для этой цели был использован цилиндрический керн длиной 5,09 см и диаметром 2,47 см, имеющий пористость 16,5%. Керн был помещен в держатель керна под ограничивающим давлением (40 бар), чтобы избежать утечки жидкости.The ability of Sample 5 containing nanogel particles to be introduced into a sandy environment (Berea Sandstone) and its ability to alter the permeability of the formation was assessed using porous media flow measurements. For this purpose, a cylindrical core with a length of 5.09 cm and a diameter of 2.47 cm, having a porosity of 16.5%, was used. The core was placed in a core holder under limiting pressure (40 bar) to avoid fluid leakage.

Керн первоначально был заполнен синтетической морской водой (соленость: 33 г/л) и доведен до температуры 40°С в печи. Затем керн промывали Lamix 30® до тех пор, пока он не достиг условий, при которых вода больше не образуется (керн при остаточном насыщении водой). В этот момент образец 5 был введен в количестве примерно в 24 раза больше объема пор. Затем керн оставляли при 40°С в течение 24 ч (приостановить), чтобы обеспечить действие наногелей. В конце периода приостановки керн снова промывали синтетической морской водой, чтобы проверить возможный эффект снижения проницаемости для воды, создаваемой катионными наногелями.The core was initially filled with synthetic seawater (salinity: 33 g/L) and brought to a temperature of 40°C in an oven. The core was then washed with Lamix 30® until it reached a condition where water no longer formed (residually saturated core). At this point, sample 5 was injected at approximately 24 times the pore volume. The core was then left at 40°C for 24 h (pause) to allow the nanogels to act. At the end of the suspension period, the core was washed again with synthetic seawater to test the possible effect of reducing water permeability created by the cationic nanogels.

Образец 5 легко поддавался инъекции, и во время его введения не наблюдалось повышения давления.Sample 5 was easy to inject and no increase in pressure was observed during injection.

Окончательная промывка соленой водой показала снижение проницаемости активной зоны для воды по сравнению с промывкой водой перед обработкой инвертной эмульсией согласно изобретению. Значение начальной водопроницаемости фактически составляло 36 мкм и в конце испытания снизилось до 1,4 мкм из-за желаемого поведения катионных нано гелей.The final salt water rinse showed a reduction in core permeability to water compared to the water rinse prior to treatment with the invert emulsion of the invention. The initial water permeability value was actually 36 µm and dropped to 1.4 µm at the end of the test due to the desired behavior of the cationic nanogels.

Claims (18)

1. Способ ингибирования проникновения воды в добывающую скважину углеводородного флюида из подземного пласта, включающий подачу эмульсии воды в масле, содержащей масляную дисперсионную среду, водную дисперсную фазу, содержащую множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, причем указанный катионный полимер не содержит никаких анионных звеньев/групп, где данный катионный полимер получают, исходя из одного или нескольких катионных мономеров и одного или нескольких гидрофильных сомономеров без катионных групп,1. A method of inhibiting the penetration of water into a production well of a hydrocarbon fluid from an underground formation, including supplying a water-in-oil emulsion containing an oil dispersion medium, an aqueous dispersed phase containing a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer, and the specified the cationic polymer does not contain any anionic units/groups, where the cationic polymer is obtained starting from one or more cationic monomers and one or more hydrophilic comonomers without cationic groups, - 12 046475 где указанный катионный мономер представляет собой по меньшей мере один водорастворимый мономер, который имеет по меньшей мере одну полимеризуемую ненасыщенность этилена и по меньшей мере одну катионную группу, и где указанный гидрофильный сомономер без катионных групп содержит по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность и по меньшей мере одну полиоксиэтиленовую цепь; и размещение указанной эмульсии воды в масле в контакте с указанным подземным пластом.- 12 046475 wherein said cationic monomer is at least one water-soluble monomer that has at least one polymerizable ethylenic unsaturation and at least one cationic group, and wherein said hydrophilic comonomer without cationic groups contains at least one ethylenic unsaturation and at least one polyoxyethylene chain; and placing said water-in-oil emulsion in contact with said subterranean formation. 2. Способ по п.1, где указанная по меньшей мере одна катионная группа представляет собой группу -N+-R1R2R3, где R1, R2 и R3, одинаковые или разные, представляют собой Н или C'i-C-i-алкильную группу.2. The method according to claim 1, wherein said at least one cationic group is a -N+-R 1 R 2 R 3 group, where R 1 , R 2 and R 3 , the same or different, represent H or C'i -Ci-alkyl group. 3. Способ по п.1, где указанный катионный полимер содержит по меньшей мере одно мономерное звено, соответствующее мономеру, выбранному из водорастворимых солей [2-(метакрилоилокси)этил]триметиламмония, 2-(акрилоилокси)этилтриметиламмония и их смесей.3. The method according to claim 1, where the specified cationic polymer contains at least one monomer unit corresponding to a monomer selected from water-soluble salts of [2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium, 2-(acryloyloxy)ethyltrimethylammonium and mixtures thereof. 4. Способ по п.3, где указанный катионный полимер содержит по меньшей мере одно сомономерное звено, соответствующее мономеру, выбранному из акрилата метилового эфира поли(этиленгликоля), метакрилата метилового эфира поли(этиленгликоля) и их смесей.4. The method of claim 3, wherein said cationic polymer contains at least one comonomer unit corresponding to a monomer selected from poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate, poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate, and mixtures thereof. 5. Способ по п.4, где весовое соотношение указанного сомономерного звена и указанного мономерного звена находится в диапазоне 5-50%, предпочтительно в диапазоне 10-35%, еще более предпочтительно в диапазоне 20-30%.5. The method according to claim 4, where the weight ratio of said comonomer unit and said monomer unit is in the range of 5-50%, preferably in the range of 10-35%, even more preferably in the range of 20-30%. 6. Способ по п.4, где указанный акрилат метилового эфира поли(этиленгликоля) или метакрилат метилового эфира поли(этиленгликоля) имеет молекулярную массу в диапазоне 200-10000 Да, предпочтительно в диапазоне 200-5000 Да, более предпочтительно в диапазоне 200-3000 Да.6. The method according to claim 4, wherein said poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate or poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate has a molecular weight in the range of 200-10000 Da, preferably in the range of 200-5000 Da, more preferably in the range of 200-3000 Yes. 7. Способ по п.1, где указанный катионный полимер представляет собой сшитый полимер.7. The method according to claim 1, wherein said cationic polymer is a cross-linked polymer. 8. Способ по п.1, где масляная дисперсионная среда присутствует в соотношении по отношению к водной дисперсной фазе в диапазоне от 50:50 до 95:5 по массе.8. The method according to claim 1, where the oil dispersion medium is present in a ratio relative to the aqueous dispersed phase in the range from 50:50 to 95:5 by weight. 9. Способ по п.1, где указанные частицы гидрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 1 до 1000 микрометров.9. The method according to claim 1, wherein said hydrogel particles have an average diameter in the range from 1 to 1000 micrometers. 10. Способ по п.1, где указанные частицы гидрогеля имеют средний диаметр в диапазоне от 10 до 500 нанометров.10. The method according to claim 1, wherein said hydrogel particles have an average diameter in the range from 10 to 500 nanometers. 11. Способ по п.1, включающий:11. The method according to claim 1, including: а) размещение первой аликвоты маслянистого флюида, предпочтительно имеющего тот же состав маслянистого флюида масляной дисперсионной среды указанной эмульсии воды в масле, в контакте с указанным подземным пластом;a) placing a first aliquot of an oily fluid, preferably having the same oily fluid composition of an oil dispersion medium of said water-in-oil emulsion, in contact with said subterranean formation; b) размещение указанной эмульсии воды в масле;b) placing said water-in-oil emulsion; с) размещение второй аликвоты указанного маслянистого флюида;c) placing a second aliquot of said oily fluid; d) впрыскивание вытесняющей жидкости для получения указанного углеводородного флюида.d) injecting a displacement fluid to produce said hydrocarbon fluid. 12. Состав для обработки приствольной зоны добывающих скважин углеводородных флюидов, содержащий эмульсию воды в масле, содержащую масляную дисперсионную среду, водную дисперсную фазу, содержащую воду и множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, не содержащий никаких анионных звеньев/групп, при этом катионный полимер получают, исходя из одного или нескольких катионных мономеров и одного или нескольких гидрофильных сомономеров без катионных групп, где указанный катионный мономер представляет собой по меньшей мере один водорастворимый мономер, имеющий по меньшей мере одну полимеризуемую ненасыщенность этилена и по меньшей мере одну катионную группу, и где указанный гидрофильный сомономер без катионных групп содержит по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность и по меньшей мере одну полиоксиэтиленовую цепь.12. A composition for treating the near-well zone of producing hydrocarbon fluids, containing a water-in-oil emulsion containing an oil dispersion medium, an aqueous dispersed phase containing water and a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer not containing any anionic units/groups, wherein the cationic polymer is prepared from one or more cationic monomers and one or more hydrophilic comonomers without cationic groups, wherein said cationic monomer is at least one water-soluble monomer having at least one polymerizable ethylene unsaturation and at least one cationic group, and wherein said hydrophilic comonomer without cationic groups contains at least one ethylenic unsaturation and at least one polyoxyethylene chain. 13. Состав для обработки приствольной зоны по п.12, где указанный катионный полимер содержит по меньшей мере одно мономерное звено, соответствующее мономеру, имеющему по меньшей мере одну катионную группу и по меньшей мере одну полимеризуемую ненасыщенность этилена.13. The composition for treating the near-trunk zone according to claim 12, where the specified cationic polymer contains at least one monomer unit corresponding to a monomer having at least one cationic group and at least one polymerizable ethylene unsaturation. 14. Состав для обработки приствольной зоны по п.13, где указанная по меньшей мере одна катионная группа представляет собой группу -N+-R1R2R3, где R1, R2 и R3, одинаковые или разные, представляют собой Н или С1-С4-алкильную группу.14. Composition for treating the tree trunk zone according to claim 13, where said at least one cationic group is a group -N+-R 1 R 2 R 3 , where R 1 , R 2 and R 3 , the same or different, represent H or a C1- C4 alkyl group. 15. Состав для обработки приствольной зоны по п.12, где указанный катионный полимер содержит по меньшей мере один мономер, выбранный из галогенной соли [2-(метакрилоилокси)этил]триметиламмония, галогенной соли 2-(акрилоилокси)этилтриметиламмония и их смесей.15. The composition for treating the near-trunk zone according to claim 12, where the specified cationic polymer contains at least one monomer selected from [2-(methacryloyloxy)ethyl]trimethylammonium halogen salt, 2-(acryloyloxy)ethyltrimethylammonium halogen salt and mixtures thereof. 16. Способ получения эмульсии воды в масле, содержащей масляную дисперсионную среду, водную дисперсную фазу, содержащую воду и множество частиц по меньшей мере одного гидрогеля, содержащего по меньшей мере один катионный полимер, не содержащий никаких анионных звеньев/групп, причем указанный способ включает следующие последовательные этапы:16. A method for producing a water-in-oil emulsion containing an oil dispersion medium, an aqueous dispersed phase containing water and a plurality of particles of at least one hydrogel containing at least one cationic polymer not containing any anionic units/groups, said method comprising the following successive stages: - 13 046475 подачу масляной дисперсионной среды, содержащей по меньшей мере один маслянистый флюид;- 13 046475 supply of an oil dispersion medium containing at least one oily fluid; подачу водной дисперсной фазы, содержащей воду, по меньшей мере один катионный мономер и по меньшей мере один сомономер;supplying an aqueous dispersed phase containing water, at least one cationic monomer and at least one comonomer; где указанный катионный мономер представляет собой по меньшей мере один водорастворимый мономер, имеющий по меньшей мере одну полимеризуемую ненасыщенность этилена и по меньшей мере одну катионную группу, и указанный сомономер представляет собой гидрофильный сомономер без катионных групп, который содержит по меньшей мере одну этиленовую ненасыщенность и по меньшей мере одну полиоксиэтиленовую цепь;wherein said cationic monomer is at least one water-soluble monomer having at least one polymerizable ethylenic unsaturation and at least one cationic group, and said comonomer is a hydrophilic comonomer without cationic groups that contains at least one ethylenic unsaturation and at least one polyoxyethylene chain; эмульгирование указанной водной дисперсной фазы в указанной масляной дисперсионной среде в присутствии по меньшей мере одного поверхностно-активного вещества и по меньшей мере одного инициатора радикальной полимеризации, образующего свободные радикалы для полимеризации указанного мономера, имеющего по меньшей мере одну катионную группу, и указанного сомономера.emulsifying said aqueous dispersed phase in said oil dispersion medium in the presence of at least one surfactant and at least one radical polymerization initiator generating free radicals to polymerize said monomer having at least one cationic group and said comonomer. 17. Способ по п.16, где указанный инициатор является термически активируемым и эмульгирование осуществляется с помощью механической мешалки при температуре, равной или превышающей температуру активации указанного термически активируемого инициатора.17. The method according to claim 16, where the specified initiator is thermally activated and the emulsification is carried out using a mechanical stirrer at a temperature equal to or higher than the activation temperature of the specified thermally activated initiator. 18. Способ по п.16, где указанный инициатор содержит по меньшей мере одну пару окислительно-восстановительных инициаторов, включающую окислительный инициатор и восстановительный инициатор, причем один из указанных окислительного инициатора окисления и восстановительного инициатора включен в одну из указанной масляной дисперсионной среды и указанной водной дисперсной фазы, при этом оставшийся инициатор добавляют в эмульсию воды в масле во время эмульгирования;18. The method of claim 16, wherein said initiator comprises at least one pair of redox initiators comprising an oxidative initiator and a reductive initiator, wherein one of said oxidative initiator and reductive initiator is included in one of said oil dispersion medium and said aqueous a dispersed phase, with the remaining initiator being added to the water-in-oil emulsion during emulsification; указанное эмульгирование осуществляется с помощью ультразвука.This emulsification is carried out using ultrasound.
EA202192482 2019-03-22 2020-03-19 METHOD FOR INHIBITION OF WATER PENETRATION INTO A PRODUCTION WELL OF HYDROCARBON FLUID FROM AN UNDERGROUND FORMATION EA046475B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102019000004191 2019-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA046475B1 true EA046475B1 (en) 2024-03-19

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2505578C2 (en) Composition and method for extraction of hydrocarbon fluids from underground deposit
US8640774B1 (en) Method of treating a formation
CN108329420B (en) Low-tension polymer microsphere profile control and flooding agent and preparation method and application thereof
CA2977371C (en) Viscosifying friction reducers
US8680028B2 (en) Method for the treatment of rock formations and novel polyampholytes
AU2015374328B2 (en) Emulsions containing alkyl ether sulfates and uses thereof
NO343818B1 (en) Method for treating subterranean formations or cavities with microgels
US11268015B2 (en) Environmentally friendly hydrofracturing friction reducer for harsh conditions
SA520410924B1 (en) High Stability Polymer Compositions with Siloxane Polyether Compounds for Enhanced Oil Recovery Applications
US11261361B2 (en) Salt tolerant friction reducer
US11326085B2 (en) Friction reducers
AU2016247878B2 (en) Method for inhibiting the permeation of water in an extraction well of a hydrocarbon fluid from an underground reservoir
WO2019025810A1 (en) Crosslinked polymer microparticles for use in conformance control
EA046475B1 (en) METHOD FOR INHIBITION OF WATER PENETRATION INTO A PRODUCTION WELL OF HYDROCARBON FLUID FROM AN UNDERGROUND FORMATION
US11859125B2 (en) Method for inhibiting water permeation in an extraction well of a hydrocarbon fluid from an underground reservoir
CN116829675A (en) Inversion surfactant for inverse emulsion