RU2109938C1

RU2109938C1 - Gel-creating composition for increasing output from flooded beds

Info

Publication number: RU2109938C1
Application number: RU96111793A
Authority: RU
Inventors: Р.Х. Муслимов; Н.Н. Кубарева; Р.Х. Мусабиров; Б.Е. Доброскок; Э.И. Сулейманов; З.М. Ганеева; Г.Ф. Кандаурова; В.М. Хусаинов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Татройл"
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: gel-creating composition in function of silicate solution has high-modulus water glass with content of silicon dioxide from 100 to 370 g/l, and used in function of alcohol is waste from production, drying and cleaning of petroleum gas. Composition has following content of components, mass%: high-modulus water glass with content of silicon dioxide from 100 to 370 g/l 70-90; waste from production, drying and cleaning of petroleum gas 10-30. EFFECT: high efficiency. 2 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к гелеобразующим композициям, применяемым для повышения выработки обводненных продуктивных пластов путем закачки композиции как в нагнетательные скважины для регулирования процесса заводнения неоднородных по проницаемости пластов, так и в добывающие скважины при проведении водоизоляционных работ. The invention relates to the field of the oil and gas industry, in particular to gel-forming compositions used to increase the production of flooded productive formations by injecting the composition into injection wells to regulate the waterflooding process of heterogeneous permeability formations, and into production wells during waterproofing operations.

Известен гелеобразующий состав для изоляции пластов, содержащий силикат натрия и соляную кислоту (Повышение эффективности работы водонагнетательных скважин - обзорная информация, серия: Нефтепромысловое дело, вып. 22 (46), М., 1982, с. 16 - 20). Known gel-forming composition for isolation of formations containing sodium silicate and hydrochloric acid (Improving the efficiency of water injection wells - overview information, series: Oilfield business, issue 22 (46), M., 1982, S. 16 - 20).

Недостатком данного состава является его низкая эффективность применения в связи с тем, что состав не обладает стабильным значением времени гелеобразования при незначительном изменении соотношения компонентов (pH состава). The disadvantage of this composition is its low efficiency due to the fact that the composition does not have a stable value of the gelation time with a slight change in the ratio of components (pH of the composition).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является гелеобразующая композиция, содержащая спирт, раствор органического силиката и воду, применяемая в способе ограничения водопритока в нефтяные скважины (Патент США 4417623, кл. E 21 B 33/138, опубл. 1983). The closest technical solution to the proposed is a gel-forming composition containing alcohol, a solution of organic silicate and water, used in the method of limiting water production in oil wells (US Patent 4417623, CL E 21 B 33/138, publ. 1983).

Недостатком данной композиции является ее низкая эффективность изоляции воды, связанная с отсутствием времени гелеобразования (гель образуется сразу при смешении компонентов композиции) и низкими структурно-механическими свойствами образующих гелей. The disadvantage of this composition is its low efficiency of water isolation, associated with the lack of gelation time (the gel forms immediately when the components of the composition are mixed) and the low structural and mechanical properties of the forming gels.

Целью изобретения является повышение эффективности изоляции воды и регулирования процесса заводнения неоднородных по проницаемости пластов за счет создания композиции с оптимальным значением времени гелеобразования и высокими структурно-механическими свойствами гелей. The aim of the invention is to increase the efficiency of water isolation and regulate the waterflooding process of heterogeneous permeability formations by creating a composition with an optimal value of gelation time and high structural and mechanical properties of the gels.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемая гелеобразующая композиция для повышения выработки обводненных пластов содержит раствор силиката и спирта, новым в ней является то, что в качестве раствора силиката композиция содержит высокомодульное жидкое стекло с содержанием диоксида кремния от 100 до 370 г/л, а в качестве спирта - отходы производства осушки и очистки нефтяного газа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высокомодульное жидкое стекло с содержанием диоксида кремния от 100 до 3710 г/л - 70 - 90
Отходы производства осушки и очистки нефтяного газа - 10 - 30
Высокомодульное жидкое стекло - водный раствор силиката натрия, по внешнему виду - раствор от прозрачного до сероватого цвета с кинематической вязкостью не более 10 сСт, pH от 9,5 до 10,5, с модулем (молярным отношением диоксида кремния к окиси натрия) 50, выпускается по ТУ 2145-014-13002528-94. Отходы производства осушки и очистки нефтяного газа - многотоннажные отходы газоперерабатывающих заводов, по внешнему виду - темно-коричневая жидкость плотностью 1,116 - 1,119 г/см³, хорошо растворимая в воде. Отходы состоят из следующих компонентов, мас.%:
Диэтиленгликоль - 70 - 80
Моноэтаноламин - 15 - 21
Вода - 5 - 9
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая гелеобразующая композиция отличается тем, что в качестве раствора силиката она содержит высокомодульное жидкое стекло, а в качестве спирта - отходы производства осушки и очистки нефтяного газа. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Применение указанных выше компонентов гелеобразующей композиции и их оптимальное соотношение являются новыми существенными признаками, которые связаны с новым техническим свойством, достигаемым при использовании предлагаемой композиции, а именно наличие у композиции оптимального значения времени гелеобразования и высокие структурно-механические свойства образующихся гелей, что обеспечивает высокую эффективность применения гелеобразующей композиции для повышения выработки обводненных продуктивных пластов.This goal is achieved by the fact that the inventive gel-forming composition to increase the production of flooded reservoirs contains a solution of silicate and alcohol, the new thing in it is that as a solution of silicate the composition contains high-modulus liquid glass with a silica content of from 100 to 370 g / l, and the quality of alcohol is the waste from the drying and purification of petroleum gas in the following ratio of components, wt.%:
High-modulus liquid glass with a silica content of from 100 to 3710 g / l - 70 - 90
Wastes from the production of dehydration and refining of petroleum gas - 10 - 30
High-modulus liquid glass - an aqueous solution of sodium silicate, in appearance - a solution from transparent to grayish with a kinematic viscosity of not more than 10 cSt, pH from 9.5 to 10.5, with a module (molar ratio of silicon dioxide to sodium oxide) 50, produced according to TU 2145-014-13002528-94. Wastes from the production of oil gas dehydration and purification are large-tonnage waste from gas processing plants; in appearance, it is a dark brown liquid with a density of 1.116 - 1.119 g / cm ³ , highly soluble in water. Waste consists of the following components, wt.%:
Diethylene glycol - 70 - 80
Monoethanolamine - 15-21
Water - 5 - 9
Comparative analysis with the prototype shows that the proposed gel-forming composition is characterized in that it contains high-modulus liquid glass as a silicate solution, and waste from the drying and purification of petroleum gas production as alcohol. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." The use of the above components of the gel-forming composition and their optimal ratio are new significant features that are associated with a new technical property achieved by using the proposed composition, namely, the presence of the composition of the optimal value of the gelation time and high structural and mechanical properties of the formed gels, which ensures high efficiency the use of a gel-forming composition to increase the production of waterlogged productive formations.

Обоснование существенных признаков заявляемого технического решения проводили путем исследования кинетики гелеобразования композиции, определения времени гелеобразования и структурно-механических параметров образующихся гелей. Кинетику гелеобразования оценивали периодическим измерением эффективной вязкости композиции через определенные промежутки времени. Время гелеобразования определяли интервалом времени от момента смешения компонентов до момента потери текучести композиции и образования объемной структуры геля. Структурно-механические свойства гелей оценивали значением сдвиговой прочности гелей при скорости сдвига 1,5e-1. Исследования проводили на ротационных вискозиметрах "Полимер РПЭ-1М" и "Реотест-2". Гелеобразующую композицию готовят следующим образом. Предварительно жидкое стекло разбавляют водой до необходимой концентрации, определяемой по плотности раствора. В раствор жидкого стекла при перемешивании добавляют расчетное количество отходов производства осушки и очистки нефтяного газа. The substantiation of the essential features of the claimed technical solution was carried out by studying the kinetics of gelation of the composition, determining the gelation time and structural and mechanical parameters of the resulting gels. The gelation kinetics was evaluated by periodically measuring the effective viscosity of the composition at regular intervals. The gelation time was determined by the time interval from the moment of mixing the components to the moment of loss of fluidity of the composition and the formation of the bulk structure of the gel. The structural and mechanical properties of the gels were evaluated by the shear strength of the gels at a shear rate of 1.5e-1. The studies were carried out on rotational viscometers "Polymer RPE-1M" and "Reotest-2". A gelling composition is prepared as follows. Preliminarily, liquid glass is diluted with water to the required concentration, determined by the density of the solution. In the solution of water glass with stirring, add the calculated amount of waste produced by drying and purification of oil gas.

Предварительно проведены исследования с использованием низкомодульного жидкого стекла с модулем 2,6 - 3,3, производимого по ТУ 2145-017-13002578-94. Полученные результаты показали, что гелеобразующие композиции на основе низкомодульного жидкого стекла при любых соотношениях компонентов не обладают временем гелеобразования, т.е. гели образуются сразу при смешении компонентов, поэтому дальнейшие исследования проведены с использованием высокомодульного жидкого стекла с модулем 50. Investigations using low-modulus liquid glass with a module of 2.6 - 3.3, produced in accordance with TU 2145-017-13002578-94, were preliminarily carried out. The results showed that gel-forming compositions based on low-modulus liquid glass at any component ratios do not have gelation time, i.e. gels are formed immediately upon mixing of the components; therefore, further studies were carried out using high-modulus liquid glass with module 50.

Кинетика гелеобразования композиции на основе высокомодульного жидкого стекла с содержанием диоксида кремния 370 г/л и различным соотношением жидкого стекла и отходов производства осушки и очистки нефтяного газа представлена на чертеже, где кривая 1 соответствует соотношению жидкое стекло/отходы, мас. %: 83/17, кривая 2 - 85/15, кривая 3 - 91/9. Характерные кривые гелеобразования показывают, что предлагаемая композиция имеет определенный период времени, при котором не происходит значительного изменения вязкости, т.е. время гелеобразования. The gelation kinetics of a composition based on high-modulus liquid glass with a silica content of 370 g / l and various ratios of liquid glass and waste products from drying and refining petroleum gas are presented in the drawing, where curve 1 corresponds to the ratio of liquid glass / waste, wt. %: 83/17, curve 2 - 85/15, curve 3 - 91/9. The characteristic gelation curves show that the proposed composition has a certain period of time at which there is no significant change in viscosity, i.e. gelation time.

Результаты исследования зависимости времени гелеобразования от соотношения компонентов и содержания диоксида кремния представлены в табл.1. Оптимальным временем выработки обводненных пластов, по мнению авторов, является интервал времени от 10 ч до 10 сут. Из табл.1 видно, что композиция обладает оптимальным временем гелеобразования - при содержании:
Диоксида кремния, г/л: - Концентрация отходов,%:
370 - 6 - 14
180 - 10 - 20
120 - 10 - 30
100 - 10 - 30
80 - 18 - 30
Гелеобразующая композиция по прототипу при любых соотношениях компонентов не обладает временем гелеобразования, т.к. гель образуется сразу при смешении компонентов композиции.The results of the study of the dependence of gelation time on the ratio of components and the content of silicon dioxide are presented in table 1. The optimal time for producing flooded formations, according to the authors, is a time interval from 10 hours to 10 days. From table 1 it is seen that the composition has an optimal gelation time - when the content:
Silica, g / l: - The concentration of waste,%:
370 - 6 - 14
180 - 10 - 20
120 - 10 - 30
100 - 10 - 30
80 - 18 - 30
The gel-forming composition of the prototype at any ratio of the components does not have the time of gelation, because the gel is formed immediately upon mixing of the components of the composition.

Результаты исследований структурно-механических свойств гелей представлены в табл.2. The results of studies of the structural and mechanical properties of the gels are presented in table 2.

Из таблицы 2 следует, что предлагаемая композиция образует гели с высокими структурно-механическими свойствами, а именно с величиной сдвиговой прочности более 100 Па, при содержании диоксида кремния от 100 до 370 г/л и концентрации отходов 10 - 30%. Гели, образующиеся из композиции по прототипу, обладают высокими структурно-механическими свойствами (см. табл.2). From table 2 it follows that the proposed composition forms gels with high structural and mechanical properties, namely with a shear strength of more than 100 Pa, with a silicon dioxide content of from 100 to 370 g / l and a waste concentration of 10 - 30%. The gels formed from the composition of the prototype have high structural and mechanical properties (see table 2).

В результате проведенных исследований с учетом оптимального времени гелеобразования и высоких структурно-механических свойств гелей предлагаемая композиция должна содержать высокомодульное жидкое стекло с содержанием диоксида кремния от 100 до 370 г/л при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Высокомодульное жидкое стекло с содержанием диоксида кремния от 100 до 370 г/л - 70 - 90
Отходы производства осушки и очистки нефтяного газа - 10 - 30
Применение предлагаемой гелеобразующей композиции в нефтепромысловой практике позволит значительно увеличить эффективность проведения ремонтно-изоляционных работ и повысить нефтеотдачу неоднородных по проницаемости продуктивных пластов. В 1996 году планируется проведение опытно-промышленного испытания предлагаемой композиции.As a result of the studies, taking into account the optimal gelation time and the high structural and mechanical properties of the gels, the proposed composition should contain high-modulus liquid glass with a silicon dioxide content of from 100 to 370 g / l in the following ratio of components, wt. %:
High modulus liquid glass with a silica content of 100 to 370 g / l - 70 - 90
Wastes from the production of dehydration and refining of petroleum gas - 10 - 30
The use of the proposed gel-forming composition in oilfield practice will significantly increase the efficiency of repair and insulation works and increase oil recovery of heterogeneous permeability reservoirs. In 1996, it is planned to conduct pilot testing of the proposed composition.

Claims

A gel-forming composition to increase the production of waterlogged formations containing a silicate solution and alcohol, characterized in that it contains a high-modulus liquid glass with a silica content of 100 - 370 g / l as a silicate solution, and waste gas from the drying and refining of gas oil as alcohol in the following ratio of components, wt. %:
High modulus liquid glass with a silica content of 100 - 370 g / l - 70 - 90
Wastes from the production of dehydration and refining of petroleum gas - 10 - 302