RU2107156C1

RU2107156C1 - Compound for regulation of developing oil deposits

Info

Publication number: RU2107156C1
Application number: RU96117162A
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Морозов; Н.Р. Старкова; А.В. Чернышов; В.В. Андрианов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа Нефтяная компания "Приобье"
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1998-03-20

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: this is used for improving plugging properties due to increased amount of sediment and its stability with respect to bed fluids and temperature. Compound for regulation of developing oil deposits has following components, mass%: aluminium chloride 2-5; alkali waste from production of caprolactam 10-50; water-soluble polymer 0.15-0.5; water - the balance. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для ограничения водопритока в нефтяные и газовые скважины и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах. The invention relates to the oil industry, in particular to compositions for limiting water inflow into oil and gas wells and aligning the injectivity profile in injection wells.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений и способ его приготовления, содержащий полиакриламид, (ПАА) бетонитовую глину и воду [1]. A known composition for regulating the development of oil fields and a method for its preparation containing polyacrylamide (PAA) concrete clay and water [1].

Недостатком данного состава является низкая эффективность при изоляции промытых зон, т.к. сшивка полимеров типа ПАА и глины не происходит без предварительного гидролиза под действием щелочей, следовательно, полимер остается не сшитым, хорошо растворяется в воде и вытесняется нагнетательными водами. The disadvantage of this composition is the low efficiency in the isolation of washed areas, because Crosslinking of polymers such as PAA and clay does not occur without preliminary hydrolysis under the action of alkalis, therefore, the polymer remains uncrosslinked, dissolves well in water and is displaced by injection waters.

Наиболее близким, взятым за прототип, является состав, используемый при осуществлении способа разработки обводненной нефтяной залежи, включающего закачку хлорида алюминия и щелочные стоки производства капролактама (ЩСПК) [2]. The closest, taken as a prototype, is the composition used in the implementation of the method of developing a waterlogged oil deposit, including the injection of aluminum chloride and alkaline effluents for the production of caprolactam (SHSPPK) [2].

Недостатком данного состава является низкая эффективность изоляции вследствие того, что применяемый отход ЩСПК, представляющий собой натриевую соль адипиновой кислоты, используется только для образования гидроокиси алюминия, при этом сама адипиновая кислота уходит вместе с пластовым флюидом и не используется для дополнительной изоляции. The disadvantage of this composition is the low efficiency of isolation due to the fact that the used alkali metal wastes, which are the sodium salt of adipic acid, are used only for the formation of aluminum hydroxide, while adipic acid itself leaves with the formation fluid and is not used for additional isolation.

Задачей изобретения является улучшение тампонирующих свойств состава за счет увеличения количества осадка и устойчивости его к пластовым флюидам и температуре. The objective of the invention is to improve the plugging properties of the composition by increasing the amount of sediment and its resistance to formation fluids and temperature.

Поставленная цель достигается тем, что в известный состав, содержащий хлорид алюминия, реагент ЩСПК и воду, дополнительно вводят водорастворимый полимер, в качестве которого можно использовать полиакриламид различных марок или КМЦ различных марок, при следующем содержании компонентов, мас.%:
Хлорид алюминия - 2 - 5
Реагент ЩСПК - 10 - 50
Водорастворимый полимер - 0,15 - 0,5
Вода - Остальное
Щелочной сток производства капролактама является отходом производства и согласно ТУ113-03-488-84 по физико-химическим свойствам соответствует следующим показателям:
Внешний вид - Жидкость от коричневого до темно-коричневого цвета, непрозрачная, без механических примесей
Массовая доля сухого вещества, % - 25-45
Массовая доля натриевых солей органических кислот (в пересчете на адипинат натрия), % - 18-30
Массовая доля циклогексанола, % - Не более 0,8
Массовая доля циклогексанона, % - Не более 0,2
Массовая доля смолы, % - Не более 10
pH раствора - 10-13
Плотность при 20 ^oC, г/см³ - 1,1-1,2
Достижение положительного эффекта обеспечивается тем, что для изоляции пластов используют водные растворы полимеров - полиакриламид или КМЦ и адипинат натрия, представляющий собой сильно основной, катионактивный реагент.This goal is achieved by the fact that in a known composition containing aluminum chloride, a reagent SchSPK and water, a water-soluble polymer is additionally introduced, which can be used polyacrylamide of various grades or CMC of various grades, with the following components, wt.%:
Aluminum Chloride - 2 - 5
Reagent ShchSPK - 10 - 50
Water-soluble polymer - 0.15 - 0.5
Water - Else
The alkaline runoff of caprolactam production is a waste product and, according to TU113-03-488-84, according to the physicochemical properties, corresponds to the following indicators:
Appearance - Liquid from brown to dark brown, opaque, without mechanical impurities
Mass fraction of dry matter,% - 25-45
Mass fraction of sodium salts of organic acids (in terms of sodium adipate),% - 18-30
Mass fraction of cyclohexanol,% - Not more than 0.8
Mass fraction of cyclohexanone,% - Not more than 0.2
Mass fraction of resin,% - Not more than 10
the pH of the solution is 10-13
Density at 20 ^o C, g / cm ³ - 1.1-1.2
Achieving a positive effect is ensured by the fact that for the isolation of formations aqueous solutions of polymers are used - polyacrylamide or CMC and sodium adipate, which is a strongly basic, cationic reagent.

При взаимодействии водного раствора полимера с адипинатом натрия происходит частичный гидролиз амидных групп и присоединение остатка адипиновой кислоты по амидным группам по схеме:

.During the interaction of an aqueous polymer solution with sodium adipate, partial hydrolysis of the amide groups occurs and the adipic acid residue is attached to the amide groups according to the scheme:

.

Полиакриламид хорошо растворяется в водном растворе ЩСПК, при этом происходит гидролиз амидных групп и присоединение кислотных остатков адипината натрия к функциональным группам полиакриламида. Полученный полимер имеет вязкость 20 - 30 сП, но при этом не утрачивает способность растворяться в воде. Polyacrylamide is well soluble in an aqueous solution of alkali hydroxypropylene, while the hydrolysis of amide groups and the addition of acidic residues of sodium adipate to the functional groups of polyacrylamide occur. The resulting polymer has a viscosity of 20-30 cP, but does not lose its ability to dissolve in water.

При закачке раствора, имеющего вязкость 20 - 30 сП создается повышенное фильтрационное сопротивление и тем самым увеличивается охват пласт воздействием. When injecting a solution having a viscosity of 20-30 cP, an increased filtration resistance is created and thereby increasing the coverage of the formation by exposure.

Далее при взаимодействии с хлоридом алюминия происходит сшивка полученного полимера трехвалентным катионом алюминия (Al³⁺) и образование гидроокиси алюминия. В результате реакции раствора из сильнощелочной переходит в нейтральную, в результате в осадок выпадает смола, массовая доля которой 10% в товарной ЩСПК. В результате получается осадок, состоящий из сшитого полимера, гидроокиси алюминия и смолы. Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем определения количества осадка, полученного в результате реакции.Then, when interacting with aluminum chloride, the polymer obtained is crosslinked with a trivalent aluminum cation (Al ³⁺ ) and aluminum hydroxide is formed. As a result of the reaction of the solution, it passes from strongly alkaline to neutral, as a result, tar precipitates, the mass fraction of which is 10% in the marketable alkali metal complex. The result is a precipitate consisting of a crosslinked polymer, aluminum hydroxide and resin. The effectiveness of the proposed composition was investigated in laboratory conditions by determining the amount of sediment obtained by the reaction.

Для сопоставительного анализа были приготовлены растворы по прототипу и предлагаемому решению. For a comparative analysis, solutions were prepared according to the prototype and the proposed solution.

Для приготовления составов использовались технические продукты:
полиакриламид марки C5-131, имеющий гранулометрический состав 0,25 - 1,0 мм и молекулярную массу 1•10⁵ ^oC1•10⁷, представляющий собой белый порошок;
ЩСПК - ТУ 113-03-488-84;
Хлорид алюминия, 6-водный, по ГОСТ 3759-75.For the preparation of compositions used technical products:
polyacrylamide grade C5-131, having a particle size distribution of 0.25 - 1.0 mm and a molecular weight of 1 • 10 ⁵ ^o C1 • 10 ⁷ , which is a white powder;
SCHSPK - TU 113-03-488-84;
Aluminum chloride, 6-water, according to GOST 3759-75.

Пример 1. Приготовление состава для гидролизации пласта при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиакриламид - 0,25
Хлорид алюминия - 2,0
ЩСПК - 15
Вода - 82,75
Раствор готовят в следующей последовательности: расчетное количество воды делят на две равные части и наливают в два стакана. В первом стакане растворяют навеску ЩСПК, а затем полиакриламид. Во втором стакане готовят раствор хлорида алюминия. Раствор ЩСПК с полиакриламидом ставят на магнитную мешалку и перемешивают до полного растворения, затем выдерживают в течение 2 ч. для протекания гидролиза. По истечении двух часов в стакан с раствором полимера, при постоянном перемешивании вливают раствор хлорида алюминия. Образовавшийся осадок переносят на фильтр, высушивают и взвешивают. Исследуют свойства осадка и фильтрата.Example 1. The preparation of the composition for hydrolysis of the reservoir in the following ratio of components, wt.%:
Polyacrylamide - 0.25
Aluminum Chloride - 2.0
ShchSPK - 15
Water - 82.75
The solution is prepared in the following sequence: the calculated amount of water is divided into two equal parts and poured into two glasses. In the first glass, a weighed portion of ShchSPK, and then polyacrylamide, are dissolved. In a second beaker, a solution of aluminum chloride is prepared. A solution of alkali polypropylene with polyacrylamide is placed on a magnetic stirrer and stirred until complete dissolution, then incubated for 2 hours for hydrolysis to proceed. After two hours, a solution of aluminum chloride is poured into a glass with a polymer solution with constant stirring. The precipitate formed is transferred to a filter, dried and weighed. Investigate the properties of sediment and filtrate.

Полученный осадок устойчив к действию температур в интервале 20 - 100^oC, а также к действию слабокислой и слабощелочной сред. При взаимодействии с пластовой водой осадок приобретает большую устойчивость к температурному воздействию.The resulting precipitate is resistant to temperatures in the range of 20 - 100 ^o C, as well as to the action of weakly acidic and slightly alkaline environments. When interacting with formation water, the sediment becomes more resistant to temperature effects.

Фильтр по своему составу близок к пластовой воде, т.к. в растворе остается NaCl и следы HCO $\binom{2-}{3}$ .The filter in its composition is close to formation water, because NaCl and traces of HCO remain in solution $\binom{2-}{3}$ .

Закупоривающую способность предлагаемого состава определяли стандартным методом на насыпных моделях. The plugging ability of the proposed composition was determined by the standard method on bulk models.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что во всех опытах, приведенных в таблице, предлагаемый состав имеет лучшие показатели в сравнении с прототипом. Analysis of the results of laboratory studies showed that in all the experiments shown in the table, the proposed composition has the best performance in comparison with the prototype.

Свои положительные свойства состав проявляет при варьировании содержания ингредиентов в следующем диапазоне, мас.%: хлорид алюминия 2 - 5, полиакриламид 0,15 - 0,5, ЩСПК 10 - 50. The composition exhibits its positive properties by varying the content of ingredients in the following range, wt.%: Aluminum chloride 2 - 5, polyacrylamide 0.15 - 0.5, ShchSPK 10 - 50.

Содержание полиакриламида менее 0,15 мас.% приводит к снижению необходимых технологических показателей (вязкости, количества осадка, закупоривающих свойств) Содержание полиакриламида более 0,5 мас.% очень повышает вязкость состава, что может вызвать разрыв пласта при закачке раствора в пласт. A polyacrylamide content of less than 0.15 wt.% Leads to a decrease in the required technological parameters (viscosity, sludge amount, clogging properties) A polyacrylamide content of more than 0.5 wt.% Greatly increases the viscosity of the composition, which can cause formation fracture when the solution is injected into the formation.

Содержание в составе ЩСПК ниже 10 мас.% не обеспечивает процесс гидролиза ПАА, а содержание выше 50 мас.% - не экономично. Содержание хлорида алюминия в растворе берется в зависимости от концентрации ПАА в количестве 2 - 5 мас.%, что обеспечивает сшивку полимера. The content in the composition of the alkali-ferrous alloys below 10 wt.% Does not provide the process of hydrolysis of PAA, and the content above 50 wt.% Is not economical. The content of aluminum chloride in the solution is taken depending on the concentration of PAA in the amount of 2 - 5 wt.%, Which provides crosslinking of the polymer.

В произведенных условиях для приготовления 1 м³ раствора потребуется 2,5 кг ПАА, 20 кг хлорида алюминия, 150 л ЩСПК и 820 л воды. Для приготовления состава можно использовать как пресную, так и минерализованную воду. Расчетное количество воды делят на две равные части. В первую емкость заливают 410 л воды и 150 л ЩСПК, затем добавляют 2,5 кг ПАА. Раствор перемешивают с помощью насоса до полного растворения ПАА и оставляют на 1 - 2 ч. для протекания процесса гидролиза. Затем во вторую емкость наливают 410 л воды и растворяют в ней 20 кг хлорида алюминия, после этого готовые растворы из двух емкостей одновременно подают на устье скважины, где с помощью гидроактиватора перемешивают в скважину.Under the conditions made, for the preparation of 1 m ^{3 of the} solution, 2.5 kg of PAA, 20 kg of aluminum chloride, 150 l of SCHPK and 820 l of water are required. To prepare the composition, you can use both fresh and saline water. The estimated amount of water is divided into two equal parts. 410 L of water and 150 L of SCHSC are poured into the first container, then 2.5 kg of PAA is added. The solution is stirred with a pump until the PAA is completely dissolved and left for 1 to 2 hours for the hydrolysis process to take place. Then, 410 liters of water are poured into the second tank and 20 kg of aluminum chloride are dissolved in it, after which the finished solutions from two tanks are simultaneously fed to the wellhead, where they are mixed into the well using a hydroactivator.

Предлагаемый состав безопасен при его приготовлении в производственных условиях, он имеет лучшие закупоривающие свойства, что позволяет с большой эффективностью проводить изоляционные работы, а так как осадок обладает термостойкостью и стойкостью к пластовым флюидам, то это увеличивает продолжительность эффекта изоляции. The proposed composition is safe when it is prepared under industrial conditions, it has the best clogging properties, which allows insulating work to be carried out with great efficiency, and since the sediment is heat-resistant and resistant to formation fluids, this increases the duration of the insulation effect.

Источники информации. Sources of information.

1. Авторское свидетельство СССР N 1710708, кл. E 21 B 43/22, 33/137, 1992. 1. Copyright certificate of the USSR N 1710708, cl. E 21 B 43/22, 33/137, 1992.

2. Патент РФ N 2039224, кл. E 21 B 43/22, 33/138, 1995. 2. RF patent N 2039224, cl. E 21 B 43/22, 33/138, 1995.

Claims

1. The composition for regulating the development of oil fields, containing aluminum chloride, alkaline stockpile production of caprolactam (ShchSPK) and water, characterized in that the composition additionally contains a water-soluble polymer in the following ratio, wt.%:
Aluminum Chloride - 2 - 5
Caprolactam production alkaline stock - 10 - 50
Water-soluble polymer - 0.15 - 0.5
Water - Else
2. The composition according to claim 1, characterized in that polyacrylamide is used as a water-soluble polymer.