RU2173772C2 - Polysaccharide gel composition for hydraulic formation breakdown - Google Patents
Polysaccharide gel composition for hydraulic formation breakdownInfo
- Publication number
- RU2173772C2 RU2173772C2 RU99108899A RU99108899A RU2173772C2 RU 2173772 C2 RU2173772 C2 RU 2173772C2 RU 99108899 A RU99108899 A RU 99108899A RU 99108899 A RU99108899 A RU 99108899A RU 2173772 C2 RU2173772 C2 RU 2173772C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gel
- water
- polysaccharide
- composition
- quaternary ammonium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 150000004676 glycans Polymers 0.000 title claims abstract description 23
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 title claims abstract description 23
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 title abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N Diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N Ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N Boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims description 5
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 abstract description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 229940027983 antiseptics and disinfectants Quaternary ammonium compounds Drugs 0.000 description 14
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 14
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 12
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 240000005497 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 7
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 7
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 5
- -1 hydroxypropyl Chemical group 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L Potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 3
- OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N (2R,3R,4S,5R,6S)-2-(hydroxymethyl)-6-[[(2R,3S,4R,5S,6R)-4,5,6-trihydroxy-3-[(2S,3S,4S,5S,6R)-3,4,5-trihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxyoxan-2-yl]methoxy]oxane-3,4,5-triol Chemical class O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1OC[C@@H]1[C@@H](O[C@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)O1 OMDQUFIYNPYJFM-XKDAHURESA-N 0.000 description 2
- KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N Benzyl chloride Chemical compound ClCC1=CC=CC=C1 KCXMKQUNVWSEMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M Sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000000996 additive Effects 0.000 description 2
- 229940073608 benzyl chloride Drugs 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L cacl2 Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 2
- CIWMJXRMNLMGJZ-UHFFFAOYSA-N B([O-])(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.[Na+].B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O Chemical compound B([O-])(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.[Na+].B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O.B(O)(O)O CIWMJXRMNLMGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Natural products OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBUKJLNBQDQXLI-UHFFFAOYSA-N Sodium perborate Chemical compound [Na+].[Na+].O[B-]1(O)OO[B-](O)(O)OO1 JBUKJLNBQDQXLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-M Sodium percarbonate Chemical compound [Na+].OOC([O-])=O MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- WGXQAZYFZVZEGQ-UHFFFAOYSA-N borax Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].O1B(O)O[B-]2(O)OB(O)O[B-]1(O)O2 WGXQAZYFZVZEGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Chemical class 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Chemical class 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane;hydrate Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O KARVSHNNUWMXFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000005956 quaternization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 1
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 description 1
- 229940045872 sodium percarbonate Drugs 0.000 description 1
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для гидравлического разрыва пласта, глушения и консервации скважин, к составам буровых растворов, жидкостей для перфорации и гравийной набивки, а также может использоваться для ограничения водопритоков в нефтяные и газовые скважины. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to compositions for hydraulic fracturing, killing and conservation of wells, compositions of drilling fluids, fluids for perforation and gravel packing, and can also be used to limit water inflows into oil and gas wells.
Известно, что полисахаридные гели, в которых в качестве деструкторов используются окисляющие компоненты, такие как персульфат аммония, персульфаты, перкарбонаты и пербораты щелочных металлов, практически не деструктируются или деструктируются очень медленно при пластовых температурах ниже 52oC.It is known that polysaccharide gels, in which oxidizing components such as ammonium persulfate, persulfates, percarbonates and alkali metal perborates are used as destructors, practically do not decompose or decompose very slowly at formation temperatures below 52 o C.
Это объясняется тем, что ниже указанной температуры деструктор выделяет недостаточное количество свободных радикалов - атомарного кислорода, разрушающего полисахаридные цепочки, а увеличение количества деструктора в составе ограничено его низкой растворимостью. This is because below the indicated temperature, the destructor emits an insufficient amount of free radicals - atomic oxygen, which destroys polysaccharide chains, and an increase in the amount of the destructor in the composition is limited by its low solubility.
Для ускорения процесса деструкции при температурах ниже 52oC требуется дополнительное введение реагентов, катализирующих реакцию разложения персульфатов, перкарбонатов и перборатов с выделением кислорода.To accelerate the degradation process at temperatures below 52 o C additional introduction of reagents that catalyze the decomposition of persulfates, percarbonates and perborates with the release of oxygen is required.
В качестве добавок, катализирующих процесс деструкции в интервале температур от 10 до 52oC, используется, например, третичный амин [1, 2].As additives catalyzing the destruction process in the temperature range from 10 to 52 o C, for example, a tertiary amine is used [1, 2].
Однако при более высоких температурах пласта (выше 60oC) процесс деструкции носит лавинообразный характер, даже при очень низких концентрациях деструктора, что приводит к негативным последствиям в процессе гидравлического разрыва пласта, а именно - к повышенной фильтрации и преждевременному выпадению проппанта.However, at higher formation temperatures (above 60 o C), the destruction process is avalanche-like, even at very low concentrations of the destructor, which leads to negative consequences in the process of hydraulic fracturing, namely, increased filtration and premature proppant loss.
Поэтому при температурах пласта выше 60oC к перечисленным окислительным деструкторам необходимо добавлять реагенты, замедляющие деструкцию, например акцепторы свободных радикалов.Therefore, at formation temperatures above 60 ° C, reagents slowing down the degradation, for example, free radical scavengers, must be added to the listed oxidative destructors.
В техническом решении [3] в качестве замедлителей деструкции при температурах выше 60oC предлагается добавлять такие акцепторы свободных радикалов, как нитрит натрия, ненасыщенные спирты и фенолы.In the technical solution [3], it is proposed to add free radical scavengers such as sodium nitrite, unsaturated alcohols and phenols as inhibitors of degradation at temperatures above 60 ° C.
Составы, приведенные в аналогах, можно использовать только в узких диапазонах температур, или только в интервале от 10 до 52oC или при температуре выше 60oC, а для приготовления гелей не может использоваться минерализованная вода, так как при этом ухудшается качество геля.The compositions shown in analogues can be used only in narrow temperature ranges, or only in the range from 10 to 52 o C or at temperatures above 60 o C, and mineralized water cannot be used to prepare gels, since the quality of the gel is impaired.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является состав полисахаридного геля, содержащий пресную или минерализованную воду, загуститель и борный сшиватель, а в качестве деструктора - эффективное количество диэтаноламина и окисляющего компонента, взятого из группы, состоящей из персульфата аммония, персульфатов, перкабонатов и перборатов щелочных металлов [4]. Closest to the proposed invention in technical essence is the composition of a polysaccharide gel containing fresh or mineralized water, a thickener and a boron crosslinker, and as a destructor, an effective amount of diethanolamine and an oxidizing component taken from the group consisting of ammonium persulfate, persulfates, percarbonates and perborates alkali metals [4].
Известный состав (прототип) на 3785 л пресной или минерализованной воды - основы геля, содержит 9,06-45,3 кг (2,4-12,0 кг/м3) загустителя, в качестве которого используются различные виды полисахаридов (гуар, гидроксипропилгуар, галактомананн, производные галактомананна, модифицированный галактомананн, производные целлюлозы), эффективное количество борного сшивателя, 0,45-18,12 кг (0,12-4,8 кг/м3) диэтаноламина и 0,11-9,06 кг (0,03-2,4 кг/м3) окисляющего компонента. Известный состав применим в пластах с температурой от 10 до 52oC [4].The known composition (prototype) for 3785 liters of fresh or mineralized water - the basis of the gel, contains 9.06-45.3 kg (2.4-12.0 kg / m 3 ) of a thickener, which is used as various types of polysaccharides (guar, hydroxypropyl guar, galactomann, galactomannan derivatives, modified galactomannan, cellulose derivatives), effective amount of boron crosslinker, 0.45-18.12 kg (0.12-4.8 kg / m 3 ) diethanolamine and 0.11-9.06 kg (0.03-2.4 kg / m 3 ) of an oxidizing component. The known composition is applicable in formations with a temperature of from 10 to 52 o C [4].
Использование известного состава ограничивается высокой, лавинообразной деструкцией при температурах пласта более 52oC, а также тем, что за счет использования окислительных деструкторов в сочетании с высоким pH (9-10), при использовании борного сшивателя, он вызывает высокое набухание глин даже в случае использования в качестве основы геля раствора хлористого калия или пластовой воды.The use of the known composition is limited by high, avalanche-like destruction at reservoir temperatures of more than 52 ° C, and also due to the use of oxidative destructors in combination with a high pH (9-10), using a boron crosslinker, it causes high clay swelling even in the case of use as the basis of the gel a solution of potassium chloride or produced water.
В предлагаемом изобретении решаются задачи расширения диапазона регулируемой деструкции полисахаридного геля в пределах пластовых температур от 10 до 95oC и снижения набухаемости глин за счет дополнительного введения в состав четвертичных аммониевых соединений, в качестве которых используются: катамин АБ, представляющий собой 50%-ный водный раствор алкилдиметилбензиламмонийхлоридов (алкильный радикал C16-20) или гидрофобизатор нефтенол ГФ, представляющий собой 50%-ный водный раствор четвертичных аммониевых солей - продуктов квартенизации третичных алкилдиметиламинов (алкильный радикал C12-18) и бензилхлорида, в количестве 0,05-1 кг на 1000 л воды, основы геля.The present invention solves the problem of expanding the range of controlled degradation of the polysaccharide gel within formation temperatures from 10 to 95 o C and reducing the swelling of clays due to the additional introduction of quaternary ammonium compounds, which are used as follows: catamine AB, which is a 50% aqueous a solution of alkyldimethylbenzylammonium chlorides (C 16-20 alkyl radical) or a hydrophobizer neftenol GF, which is a 50% aqueous solution of quaternary ammonium salts - products of quaternization and tertiary alkyldimethylamines (C 12-18 alkyl radical) and benzyl chloride, in an amount of 0.05-1 kg per 1000 liters of water, a gel base.
Признаками изобретения "Состав полисахаридного геля для гидравлического разрыва пласта" является состав геля:
1) пресная или минерализованная вода,
2) полисахаридный загуститель,
3) борный сшиватель,
4) диэтаноламин,
5) окисляющий компонент,
6) добавка,
7) в качестве добавки используются четвертичные аммониевые соединения,
8) добавка на 1000 л состава составляет 0,05-1 кг.The features of the invention "The composition of the polysaccharide gel for hydraulic fracturing" is the composition of the gel:
1) fresh or mineralized water,
2) polysaccharide thickener,
3) boron stapler,
4) diethanolamine,
5) an oxidizing component,
6) supplement
7) Quaternary ammonium compounds are used as an additive,
8) the additive per 1000 l of the composition is 0.05-1 kg.
Признаки 1-5 являются общими с прототипом, а признаки 6, 7, 8 - существенными отличительными признаками изобретения. Signs 1-5 are common with the prototype, and
Предлагается состав полисахаридного геля для гидравлического разрыва пласта, содержащий пресную или минерализованную воду, полисахаридный загуститель, борный сшиватель, диэтаноламин и окисляющий компонент, взятый из группы, состоящей из персульфата аммония, персульфатов, перкарбонатов и перборатов щелочных металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит четвертичные аммониевые соединения, в качестве которых используются катамин АБ, представляющий собой 50%-ный водный раствор алкилдиметилбензиламмонийхлоридов с алкильным радикалом C16-20 или гидрофобизатор нефтенол ГФ, представляющий собой 50%-ный водный раствор четвертичных аммониевых солей - продуктов квартенизации третичных алкилдиметиламинов с алкильным радикалом C12-18 и бензилхлорида, в количестве 0,05-1,0 кг на 1000 л воды - основы геля.SUBSTANCE: composition of a polysaccharide gel for hydraulic fracturing is proposed, containing fresh or mineralized water, a polysaccharide thickener, a boric crosslinker, diethanolamine and an oxidizing component taken from the group consisting of ammonium persulfate, persulfates, percarbonates and alkali metal perborates, characterized in that it additionally contains quaternary ammonium compounds, which use catamine AB, which is a 50% aqueous solution of alkyl dimethylbenzylammonium chlorides with an alkyl adikalom C 16-20 or hydrophobing Neftenol GF representing a 50% aqueous solution of quaternary ammonium salts - products kvartenizatsii alkyldimethylamines with tertiary C 12-18 alkyl radical and benzyl chloride in an amount of 0.05-1.0 kg per 1000 liters of water - the basis of the gel.
Четвертичные аммониевые соединения ингибируют процесс деструкции при повышенных температурах, а в сочетании с диэтаноламином позволяют плавно проводить деструкцию в интервале температур от 10 до 95oC, а также снижают набухаемость глин.Quaternary ammonium compounds inhibit the process of destruction at elevated temperatures, and in combination with diethanolamine allow smoothly destruction in the temperature range from 10 to 95 o C, and also reduce the swelling of clays.
Количество четвертичных аммониевых соединений менее 0,05 кг на 1000 л воды - основы геля, не позволяет плавно проводить деструкцию при температуре выше 52oC, а также недостаточно для снижения набухания глин.The amount of quaternary ammonium compounds less than 0.05 kg per 1000 liters of water - the basis of the gel, does not allow for smooth degradation at temperatures above 52 o C, and is also insufficient to reduce clay swelling.
Количество четвертичных аммониевых соединений более 1 кг на 1000 л воды - основы геля, не позволяет проводить деструкцию при температуре ниже 52oC в течение 24 часов.The number of quaternary ammonium compounds more than 1 kg per 1000 l of water - the basis of the gel, does not allow degradation at temperatures below 52 o C for 24 hours.
Для исследований использовались:
1. Вода пресная.For research were used:
1. The water is fresh.
2. Вода минерализованная:
- 2%-ный раствор хлористого калия;
- 24%-ный раствор хлористого натрия;
- вода пластовая западно-сибирская, хлоркальциевого типа, плотностью 1,007 г/см3 с содержанием катионов Ca++ и Mg++ 247 мг/л;
- вода пластовая западно-сибирская, хлоркальциевого типа, плотностью 1,012 г/см3 с содержанием катионов Ca++ и Mg++ 1000 мг/л.2. Mineralized water:
- 2% potassium chloride solution;
- 24% sodium chloride solution;
- formation water of the West Siberian, calcium chloride type, density 1.007 g / cm 3 with the content of Ca ++ and Mg ++ cations 247 mg / l;
- formation water of the West Siberian, calcium chloride type, with a density of 1.012 g / cm 3 with a content of Ca ++ and Mg ++ cations of 1000 mg / l.
3. Полисахарид:
- гуар марки GGP-135;
- гидроксипропилгуар марки Yaguar HP8FF.3. Polysaccharide:
- Guar brand GGP-135;
- hydroxypropylguar brand Yaguar HP8FF.
4. Сшиватель - раствор тетрабората натрия десятиводного (ГОСТ 4199-76) в глицерине (ГОСТ 6824-96). 4. Stapler - a solution of sodium tetraborate decahydrate (GOST 4199-76) in glycerin (GOST 6824-96).
5. Диэтаноламин (ч), ТУ 6-09-2652-91. 5. Diethanolamine (h), TU 6-09-2652-91.
6. Персульфат калия ТУ 38.103.270-87. 6. Potassium persulfate TU 38.103.270-87.
7. Перкарбонат натрия ТУ 38.101.931-83. 7. Sodium percarbonate TU 38.101.931-83.
8. Катамин АБ ТУ 2482-012-13164401-94. 8. Catamine AB TU 2482-012-13164401-94.
9. Гидрофобизатор нефтенол ГФ, ТУ 2484-035-17197708-97. 9. Water repellent neftenol GF, TU 2484-035-17197708-97.
Составы предлагаемого полисахаридного геля и состав по прототипу представлены в таблице 1. The compositions of the proposed polysaccharide gel and the composition of the prototype are presented in table 1.
Примеры приготовления гелей. Examples of the preparation of gels.
Пример 1 (состав 1). Example 1 (composition 1).
В 1000 мл пресной воды при перемешивании на лопастной мешалке вводили 0,05 г катамина АБ и 2,4 г гуара, после чего полученный раствор перемешивали в течение 30 мин до полной гидратации полисахарида, а затем, не прекращая перемешивания, одновременно вводили 0,12 г диэтаноламина, 0,5 г десятиводного тетрабората натрия в растворе глицерина и 0,03 г персульфата калия, после чего полученный гель перемешивали еще в течение 1 - 2 минут до полной сшивки. 0.05 g of catamine AB and 2.4 g of guar were introduced into 1000 ml of fresh water with stirring on a paddle stirrer, after which the resulting solution was stirred for 30 minutes until the polysaccharide was completely hydrated, and then, without stopping stirring, 0.12 was simultaneously introduced g of diethanolamine, 0.5 g of ten-sodium tetraborate in a solution of glycerol and 0.03 g of potassium persulfate, after which the resulting gel was stirred for another 1 to 2 minutes until complete crosslinking.
Пример 2 (состав 13). Example 2 (composition 13).
В 1000 мл 24%-ного раствора хлористого натрия при перемешивании на лопастной мешалке вводили 0,5 г гидрофобизатора нефтенола ГФ и 2,4 г гидроксипропилгуара, после чего полученный раствор перемешивали в течение 30 мин до полной гидратации полисахарида, а затем, не прекращая перемешивания, одновременно вводили 4,8 г диэтаноламина, 0,5 г десятиводного тетрабората натрия в растворе глицерина и 2,4 г пербората натрия, после чего полученный гель перемешивали еще в течение 1 - 2 минут до полной сшивки. In 1000 ml of a 24% sodium chloride solution with stirring on a paddle stirrer, 0.5 g of hydrophobizer Neftenol GF and 2.4 g of hydroxypropyl guar were introduced, after which the resulting solution was stirred for 30 minutes until the polysaccharide was completely hydrated, and then, without stopping mixing , 4.8 g of diethanolamine, 0.5 g of ten-sodium tetraborate in glycerol solution and 2.4 g of sodium perborate were simultaneously introduced, after which the resulting gel was stirred for another 1–2 minutes until complete crosslinking.
Пример 3 (состав 26). Example 3 (composition 26).
В 1000 мл пластовой воды плотностью 1,012 г/см3 с содержанием ионов Ca++ и Mg++ 1000 мг/л при перемешивании на лопастной мешалке вводили 0,2 г гидрофобизатора нефтенола ГФ и 5 г гуара, после чего полученный раствор перемешивали в течение 30 мин до полной гидратации полисахарида, а затем, не прекращая перемешивания, одновременно вводили 3,6 г диэтаноламина, 1,2 г десятиводного тетрабората натрия в растворе глицерина и 1,8 г персульфата калия, после чего полученный гель перемешивали еще в течение 1 - 2 минут до полной сшивки.In 1000 ml of produced water with a density of 1.012 g / cm 3 containing Ca ++ and Mg ++ 1000 mg / l with stirring on a paddle mixer, 0.2 g of hydrophobizing agent Neftenol GF and 5 g guar were introduced, after which the resulting solution was stirred for 30 min until the polysaccharide is completely hydrated, and then, without stopping stirring, 3.6 g of diethanolamine, 1.2 g of sodium tetraborate tetraborate in glycerol solution, and 1.8 g of potassium persulfate are simultaneously introduced, after which the resulting gel was stirred for another 1 - 2 minutes to complete stitching.
Аналогичным образом готовились гели других составов. Gels of other compositions were prepared in a similar manner.
Пример 4 (состав 30 - прототип). Example 4 (composition 30 - prototype).
В 1000 мл пластовой воды плотностью 1,012 г/см3 с содержанием ионов Ca++ и Mg++ 1000 мг/л при перемешивании на лопастной мешалке вводили 5 г гидроксипропилгуара, после чего полученный раствор перемешивали в течение 30 мин до полной гидратации полисахарида, а затем, не прекращая перемешивания, одновременно вводили 1,2 г диэтаноламина, 1,0 г десятиводного тетрабората натрия в растворе глицерина и 0,6 г персульфата калия, после чего полученный гель перемешивали еще в течение 1 - 2 минут до полной сшивки.In 1000 ml of produced water with a density of 1.012 g / cm 3 containing Ca ++ and Mg ++ 1000 mg / l with stirring on a paddle, 5 g of hydroxypropyl guar was introduced, after which the resulting solution was stirred for 30 min until the polysaccharide was completely hydrated, and then, without stopping stirring, 1.2 g of diethanolamine, 1.0 g of ten-sodium tetraborate in glycerol solution and 0.6 g of potassium persulfate were simultaneously introduced, after which the resulting gel was stirred for another 1-2 minutes until complete crosslinking.
Полученные гели исследовались на деструкцию при температуре от 10 до 95oC, для чего пробирки с образцами гелей помещались в термостат на 24 часа. Деструкция оценивалась следующим образом: гели, сохраняющие свою структуру, не налипали на стеклянную палочку после перемешивания (состояние "C"), гели, изменяющие свою структуру до слабоструктурированного состояния, стекали со стеклянной палочке тянущейся струйкой (состояние "CC"), а полностью деструктированные гели скапывали со стеклянной палочки. Вязкость геля до деструкции и после нее измерялась на вискозиметре "Rheotest-2" при скорости сдвига 170 с-1.The obtained gels were tested for degradation at a temperature of 10 to 95 o C, for which tubes with gel samples were placed in a thermostat for 24 hours. The degradation was evaluated as follows: gels that retained their structure did not stick to the glass rod after mixing (state “C”), gels that changed their structure to a poorly structured state flowed down with a glass stick in a stretching stream (state “CC”), and completely degraded gels were dripped from a glass rod. The viscosity of the gel before and after destruction was measured on a Rheotest-2 viscometer at a shear rate of 170 s -1 .
В таблицах 2-6 представлены результаты деструкции составов, приведенных в таблице 1, при температурах 10, 30, 50, 70 и 95oC соответственно.Table 2-6 presents the results of the destruction of the compositions shown in table 1, at temperatures of 10, 30, 50, 70 and 95 o C, respectively.
Из таблиц 2-6 следует, что предлагаемый состав плавно в течение 6-24 часов деструктируется в интервале температур 10-95oC, при этом состав по прототипу плавно в течение 6-24 часов деструктируется лишь в интервале температур 10-52oC, а при температуре 70 и 95oC он разрушается в течение 1 часа.From tables 2-6 it follows that the proposed composition is smoothly degraded within 6-24 hours in the temperature range of 10-95 o C, while the composition of the prototype smoothly within 6-24 hours is degraded only in the temperature range of 10-52 o C, and at a temperature of 70 and 95 o C it is destroyed within 1 hour.
Из представленных таблиц также следует, что при содержании четвертичных аммониевых соединений 0,05 г/л при температурах 70 и 95oC деструкция геля проходит за 6 часов, что соответствует нижнему пределу деструкции (образцы 1, 9, 15 - таблица 6; образцы 21, 29 - таблица 5), а при содержании четвертичных аммониевых соединений 1,0 г/л деструкция геля при температурах от 10 до 50oC проходит в течение не менее 24 часов, что соответствует верхнему пределу деструкции (образцы 5, 28 - таблица 2; образец 20 - таблица 3). При снижении содержания четвертичных аммониевых соединений ниже 0,05 г/л деструкция геля при температурах 70 и 95oC проходит лавинообразно (образец 6 - таблица 5, образец 24 - таблица 6), а при увеличении содержания четвертичных аммониевых соединений выше 1,0 г/л деструкция при температурах 10-50oC не проходит в течение 24 часов (образец 7 - таблица 2, образец 23 - таблица 4).From the presented tables it also follows that when the content of quaternary ammonium compounds is 0.05 g / l at temperatures of 70 and 95 o C, the destruction of the gel takes 6 hours, which corresponds to the lower limit of destruction (
На набухание глин влияет не только вода - основа геля, но и все растворенные в ней вещества, образующие истинные растворы: соли, кислоты, щелочи, поверхностно-активные вещества и т.д., то есть все те вещества, которые могут отфильтроваться в пласт вместе с водой. Полисахарид, образуя коллоид, преимущественно остается в трещине, а все остальные вещества вместе с водой способны фильтроваться в пласт и способствовать набуханию глин, поэтому исследованию на способность вызывать набухание глин подвергались растворы, включающие все составляющие гелей, кроме полисахарида. В качестве образца глины использовался образец монтмориллонита. Испытания проводились по стандартной методике Жигача-Ярова [5]. Clay swelling is influenced not only by water - the gel base, but also by all substances dissolved in it, which form true solutions: salts, acids, alkalis, surfactants, etc., that is, all those substances that can be filtered into the reservoir along with water. The polysaccharide, forming a colloid, mainly remains in the fracture, and all other substances, together with water, are able to filter into the reservoir and contribute to clay swelling, therefore, solutions including all polysaccharide gels were tested for the ability to cause clay swelling. A sample of montmorillonite was used as a clay sample. The tests were carried out according to the standard Zhigach-Yarov method [5].
В таблице 7 представлены составы, которые исследовались на способность вызывать набухание глин, включая составы по прототипу и образец пластовой воды плотностью ρ = 1,012 г/см3. А в таблице 8 приведены коэффициенты набухания глин, определенные по стандартной методике Жигача-Ярова при температуре 20oC.Table 7 presents the compositions that were tested for their ability to cause clay swelling, including the prototype compositions and the formation water sample with a density ρ = 1.012 g / cm 3 . And table 8 shows the coefficients of clay swelling, determined by the standard method Zhigach-Yarov at a temperature of 20 o C.
Из таблицы 8 следует, что растворы, содержащие в своем составе добавки четвертичных аммониевых соединений (предлагаемый состав), обладают значительно меньшим (в 1,5-2 раза) набуханием глин, чем растворы по прототипу. From table 8 it follows that solutions containing in their composition additives of Quaternary ammonium compounds (the proposed composition), have significantly less (1.5-2 times) swelling of clays than the solutions of the prototype.
Добавка четвертичных аммониевых соединений менее 0,05 г/л (состав 2) практически не уменьшает величину набухания глин по сравнению с прототипом, а добавка четвертичных аммониевых соединений более 1,0 г/л (состав 7 - 1,2 г/л) не снижает набухание глин по сравнению с составом 6, в который добавлено 1,0 г/л четвертичных аммониевых соединений. The addition of quaternary ammonium compounds less than 0.05 g / l (composition 2) practically does not reduce the amount of clay swelling compared to the prototype, and the addition of quaternary ammonium compounds more than 1.0 g / l (composition 7 - 1.2 g / l) does not reduces clay swelling compared to
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет решить задачу регулируемой деструкции полисахаридного геля в пределах пластовых температур от 10 до 95oC, что расширяет область применения составов и увеличивает контролируемость процесса гидравлического разрыва пласта, а также позволяет снизить набухаемость глин, что приводит к сохранению фильтрационных свойств в призабойной зоне пласта.Thus, the proposed technical solution allows us to solve the problem of controlled destruction of the polysaccharide gel within the reservoir temperature from 10 to 95 o C, which expands the scope of the compositions and increases the controllability of the process of hydraulic fracturing, and also reduces the swelling of the clay, which leads to the preservation of filtration properties in the bottomhole formation zone.
Литература
1. Патент США N 4250044, НКИ 252-8.551, 2.1981 - аналог.Literature
1. US patent N 4250044, NKI 252-8.551, 2.1981 - analogue.
2. Патент США N 4560486, НКИ 252-8.551, 12.1985 - аналог. 2. US patent N 4560486, NKI 252-8.551, 12.1985 - analogue.
3. Патент США N 4610795, НКИ 252-8.551, 9.1986 - аналог. 3. US patent N 4610795, NKI 252-8.551, 9.1986 - analogue.
4. Патент США N 5106518, НКИ 252-8.551, 4.1992 - прототип. 4. US patent N 5106518, NKI 252-8.551, 4.1992 - prototype.
5. Жигач К. Ф. , Яров А.Н. Оценка набухаемости глин. Изв. ВУЗ "Нефть и газ" N 10, 1959. 5. Zhigach K. F., Yarov A.N. Estimation of clay swelling. Izv. University "Oil and Gas"
Claims (1)
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99108899A RU99108899A (en) | 2001-03-10 |
| RU2173772C2 true RU2173772C2 (en) | 2001-09-20 |
Family
ID=
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456325C2 (en) * | 2007-10-15 | 2012-07-20 | Кемира Кемикалс, Инк. | Compositions of liquids for treatment of wells, which includes compounds with retarded liberation of percarbonate, and their application methods |
| RU2467163C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone |
| RU2471847C2 (en) * | 2010-04-12 | 2013-01-10 | КЛИАРВОТЕР ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи | Compositions and method to damage fluid media of hydraulic fracturing |
| RU2483092C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Composition of polysaccharide gel for killing of high-temperature wells |
| RU2564706C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-10 | Закрытое акционерное общество "ХИМЕКО-ГАНГ" | Composition of extra heavy polysaccharidic liquid for well killing |
| RU2758828C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Hydraulic fracturing fluid based on highly mineralized water, method for its preparation and method for processing the formation with its use |
| RU2793051C1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-03-28 | Михаил Васильевич Чертенков | Polysaccharide gel composition for hydraulic fracturing |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456325C2 (en) * | 2007-10-15 | 2012-07-20 | Кемира Кемикалс, Инк. | Compositions of liquids for treatment of wells, which includes compounds with retarded liberation of percarbonate, and their application methods |
| RU2471847C2 (en) * | 2010-04-12 | 2013-01-10 | КЛИАРВОТЕР ИНТЕРНЭШНЛ ЭлЭлСи | Compositions and method to damage fluid media of hydraulic fracturing |
| RU2467163C1 (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Method of processing primarily flat horizontal well hole for removal of mud bulk from bottom-hole formation zone |
| RU2483092C1 (en) * | 2011-12-29 | 2013-05-27 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Composition of polysaccharide gel for killing of high-temperature wells |
| RU2564706C1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-10-10 | Закрытое акционерное общество "ХИМЕКО-ГАНГ" | Composition of extra heavy polysaccharidic liquid for well killing |
| RU2758828C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть Научно-Технический Центр» | Hydraulic fracturing fluid based on highly mineralized water, method for its preparation and method for processing the formation with its use |
| RU2793051C1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-03-28 | Михаил Васильевич Чертенков | Polysaccharide gel composition for hydraulic fracturing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4144179A (en) | Composition for treating low temperature subterranean well formations | |
| US7923417B2 (en) | Compositions and methods for breaking a viscosity increasing polymer at very low temperature used in downhole well applications | |
| US4215001A (en) | Methods of treating subterranean well formations | |
| US7928040B2 (en) | Compositions and methods for breaking a viscosity increasing polymer at very low temperature used in downhole well applications | |
| US5460226A (en) | Formation fracturing | |
| US5160445A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| US5413178A (en) | Method for breaking stabilized viscosified fluids | |
| AU2014278762B2 (en) | Wettability altering gellable treatment fluids | |
| EA007350B1 (en) | Viscosity reduction of viscoelastic surfactant based fluids | |
| BRPI0715215A2 (en) | Methods for treating a portion of an underground formation, for positioning a gravel filler in a portion of an underground formation, for producing hydrocarbons from an underground formation, and for preparing a viscous treatment fluid | |
| NO20004718L (en) | Hydraulic fracturing using surfactant gelling agent | |
| US20180327655A1 (en) | Method for reducing the viscosity of viscosified fluids for applications in natural gas and oil fields | |
| AU2011202356B2 (en) | Compositions and methods for breaking a viscosity increasing polymer at very low temperature used in downhole well applications | |
| RU2266312C1 (en) | Polymeric drilling fluid for exposing production formations | |
| US5252234A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| US5266224A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| US4426296A (en) | Method of acidizing wells using gelled acids | |
| US5252235A (en) | Borate cross-linking solutions | |
| RU2173772C2 (en) | Polysaccharide gel composition for hydraulic formation breakdown | |
| AU2012201448B2 (en) | Modification of solid polysaccharide with transesterification agent | |
| WO2013081805A1 (en) | BREAKING DIUTAN WITH OXALIC ACID AT 180 °F to 220 °F | |
| RU2381252C1 (en) | Liquid gelling agent for polysaccharide hydraulic fracturing liquid, its preparation and application methods | |
| RU2627807C1 (en) | Oil and gas well killing fluid | |
| US10934479B2 (en) | Method for reducing the viscosity of viscosified fluids for applications in natural gas and oil fields | |
| WO2020102149A1 (en) | Methods for wellbore strengthening |