RU2200822C1

RU2200822C1 - Water inflow-limiting foaming composition

Info

Publication number: RU2200822C1
Application number: RU2001118344/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Р. Старкова; Л.С. Бриллиант; О.В. Георгиев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Сибирская инновационная нефтяная корпорация"
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2001-07-02
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: oil and gas production. SUBSTANCE: creation of insulation shield and leveling of profile of intake capacity of injecting wells is accomplished with composition containing 0.2-1.5% high-molecular surfactant with C9-C14 hydrocarbon chain (foam former), 0.05- 0.5% polymer "Praestol-854", and water. EFFECT: improved reliability of water inflow insulation. 2 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции или ограничения водопритока в нефтяные или газовые скважины, для создания изолирующего экрана и выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин. The invention relates to the oil and gas industry and can be used to isolate or limit water inflow into oil or gas wells, to create an insulating screen and align the injectivity profile of injection wells.

Известен способ освоения скважин, включающий закачку высокостабильной пены, содержащей в качестве ПАВ неонол ОП-10, дегидратор - СаСl₂, структурообразователь - алкилдиметиламин, стабилизатор - КССБ и пресную воду [1].A known method of well development, including the injection of highly stable foam containing neonol OP-10 as a surfactant, dehydrator CaCl ₂ , a structurant alkyldimethylamine, a stabilizer KSSB and fresh water [1].

Недостатком данного пенообразующего состава является недостаточная вспениваемость и стабильность. The disadvantage of this foaming composition is insufficient foaming and stability.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является пенообразующий состав для ограничения пластовых вод в нефтяных скважинах, содержащий ПАВ - сульфонол, стабилизатор - КМЦ и пластификатор - полифосфат натрия [2]. The closest solution taken as a prototype is a foaming composition for limiting formation water in oil wells containing a surfactant - sulfonol, a stabilizer - CMC and a plasticizer - sodium polyphosphate [2].

Недостатком его является низкая стабильность пены в результате высокой адсорбции сульфонола на горной породе и ограниченность использования, так как сульфонол работает только в пресной воде, в минерализованной происходит высаждение активного вещества с образованием осадка, что затрудняет применение данного состава в промысловых условиях. Its disadvantage is the low stability of the foam as a result of high adsorption of sulfonol on the rock and limited use, since sulfonol works only in fresh water, in the mineralized precipitation of the active substance occurs with the formation of sediment, which complicates the use of this composition in commercial conditions.

Задачей изобретения является получение пенообразующего состава с улучшенными технологическими параметрами: высокой пенообразующей способностью и стабильностью пены. The objective of the invention is to obtain a foaming composition with improved technological parameters: high foaming ability and stability of the foam.

Поставленная задача решается тем, что пенообразующий состав для ограничения водопритока, содержащий пенообразователь - поверхностно-активное вещество (ПАВ), стабилизатор и воду, согласно изобретению, в качестве пенообразователя состав содержит высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи C_9-14, а в качестве стабилизатора состав содержит полимер праестол-854 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Высокомолекулярные ПАВ с длиной углеродной цепи С_9-14 - 0,2-1,5
Полимер праестол-854 - 0,05-0,5
Вода - Остальное
В качестве высокомолекулярных ПАВ с длиной углеродной цепи С_9-14 используют синтанол ЭС-3, неонол АФ_9-12.The problem is solved in that the foaming composition for limiting water inflow, containing a foaming agent - a surfactant, a stabilizer and water, according to the invention, as a foaming agent, the composition contains high molecular weight surfactants with a carbon chain length of C _9-14 , and as a stabilizer the composition contains a polymer praestol-854 in the following ratio of components, wt.%:
High molecular weight surfactants with a carbon chain length of C _9-14 - 0.2-1.5
Polymer praestol-854 - 0.05-0.5
Water - Else
As high molecular weight surfactants with a carbon chain length of C _9-14 , syntanol ES-3, neonol AF _{9-12 are used} .

Неионогенное поверхностно-активное вещество синтанол ЭС-3 представляет собой смесь полиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C₁₂-C₁₄. Выпускается согласно ТУ 38-5901268-90.The nonionic surfactant syntanol ES-3 is a mixture of polyethylene glycol esters of synthetic primary higher fatty alcohols of the C ₁₂ -C ₁₄ fraction. It is produced according to TU 38-5901268-90.

1. Внешний вид - Прозрачная или слегка мутноватая жидкость от светло-желтого до желтого цвета
2. Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей 10%, не менее - 9,8
3. Гидроксильное число, мг КОН на 1 г синтанола ЭС-3, в пределах - 176
4. Массовая доля воды в % не более - 0,2
Полимер праестол-854 выпускается ЗАО "Компания "Москва-Штокхаузен-Пермь" по технологии химической фабрики "Штокхаузен ГмбХ энд Ко.КГ".1. Appearance - A clear or slightly cloudy liquid from light yellow to yellow
2. Hydrogen indicator (pH) of an aqueous solution with a mass fraction of 10%, not less than 9.8
3. Hydroxyl number, mg KOH per 1 g of syntanol ES-3, within - 176
4. Mass fraction of water in% no more - 0.2
The polymer praestol-854 is produced by ZAO Moscow-Stockhausen-Perm Company using the technology of the Stockhausen GmbH & Co.KG chemical factory.

Группа полимеров праестол является продуктом сополимеризации акриламида и акриловой кислоты. The Praestol group of polymers is a product of the copolymerization of acrylamide and acrylic acid.

1. Внешний вид - Твердый белый порошок
2. Насыпная плотность, кг/м³ - 570-670
3. Вязкость 0,5%-ного р-ра, мПа•c - 3,0
4. Вязкость 0,1%-ного р-ра, мПа•c - 0,07
5. Значение рН 0,1%-ного р-ра - 7
Положительный эффект достигается тем, что при высокой вспенивающей способности пенообразователя синтанола ЭС-3 (как в пресной, так и в минерализованной воде) предложенный стабилизатор праестол-854 увеличивает стабильность пены в 15 раз при сохранении кратности пены.1. Appearance - Solid white powder
2. Bulk density, kg / m ³ - 570-670
3. The viscosity of 0.5% r-ra, MPa • s - 3.0
4. The viscosity of 0.1% r-ra, MPa • s - 0.07
5. The pH value of 0.1% r-ra - 7
A positive effect is achieved by the fact that, with the high foaming ability of the ESA-3 syntanol blowing agent (both in fresh and in mineralized water), the proposed stabilizer praestol-854 increases the foam stability by 15 times while maintaining the foam multiplicity.

При использовании в качестве пенообразователя неионогенных ПАВ лучшую стабильность в сочетании с праестолом-854 имеет неионогенный ПАВ алкилфенол с длиной углеродной цепи С_9-12, выпускаемый ОАО "Нижнекамскнефтехим" согласно ТУ 2483-077-05766801-98.When nonionic surfactants are used as a foaming agent, the best stability in combination with praestol-854 is non-ionic surfactant alkylphenol with a carbon chain length of _9-12 produced by OAO Nizhnekamskneftekhim according to TU 2483-077-05766801-98.

Технологические параметры пенообразующих составов определяли в лаборатории. Для сравнительной характеристики готовили растворы, содержащие предлагаемый пенообразующий ПАВ - синтанол ЭС-3 и ПАВ, используемые в аналоге (неонол ОП-10) и прототипе (сульфонол). The technological parameters of the foaming compositions were determined in the laboratory. For comparative characterization, solutions were prepared containing the proposed foaming surfactant - syntanol ES-3 and surfactants used in the analogue (neonol OP-10) and prototype (sulfonol).

Максимальная кратность пены определяли пропусканием воздуха через пористый фильтр, на котором находился водный раствор ПАВ заданной концентрации. Измерения производили в следующей последовательности. Наливали 25 мл водного раствора ПАВ на фильтр Шота с размерами пор 40 мкм, после чего устанавливали по ротаметру требуемый расход воздуха от компрессора и следили за подъемом уровня пены в мерном цилиндре, установленном на фильтре. Отсчет уровня пены производили в момент исчезновения зеркала жидкости на фильтре (результаты приведены в табл.1). The maximum foam ratio was determined by passing air through a porous filter, on which there was an aqueous solution of a surfactant of a given concentration. Measurements were made in the following sequence. 25 ml of an aqueous surfactant solution was poured onto a Shot filter with a pore size of 40 μm, after which the required air flow from the compressor was established by rotameter and the foam level in the measuring cylinder mounted on the filter was monitored. The foam level was counted at the moment the liquid mirror on the filter disappeared (the results are shown in Table 1).

Из табл.1 видно, что при одинаковых концентрациях пенообразователей синтанол ЭС-3 дает наибольшую кратность. Растворы неонола и сульфонола в пресной воде дают тоже хорошие результаты по кратности пены. Увеличение концентрации пенообразователя выше 1,5 мас.% не дает существенного увеличения кратности, с увеличением концентрации ПАВ происходит насыщение им пленок пены. Однако нужно отметить, что в минерализованной воде сульфонол не работает, т.к. являясь анионактивным, он реагирует с двухвалентными катионами металлов. From table 1 it is seen that at the same concentrations of blowing agents syntanol ES-3 gives the greatest multiplicity. Solutions of neonol and sulfonol in fresh water also give good results in the multiplicity of the foam. An increase in the concentration of the foaming agent above 1.5 wt.% Does not give a significant increase in the multiplicity, with an increase in the concentration of surfactants, the foam films are saturated with it. However, it should be noted that sulfonol does not work in mineralized water, because Being anionic, it reacts with divalent metal cations.

Так как в первой серии экспериментов исследована пенообразующая способность водных растворов ПАВ без стабилизатора, следующая серия опытов продемонстрировала влияние различных стабилизаторов на устойчивость полученной пены (растворы для проведения опытов готовились на минерализованной воде). Из результатов исследований, приведенных в табл.2 и проиллюстрированных на чертеже, видно, что наибольшую стабильность при одинаковых концентрациях пенообразователя имеет состав, содержащий в качестве стабилизатора праестол-854. В его присутствии стабильность пены увеличивается в 15 раз, по сравнению с пеной, полученной только из раствора пенообразователя, при сохранении кратности пены. Устойчивость пены при использовании в качестве пенообразователя неонол АФ_9-12 увеличивается в два раза.Since the foaming ability of surfactant aqueous solutions without a stabilizer was studied in the first series of experiments, the next series of experiments demonstrated the effect of various stabilizers on the stability of the resulting foam (the solutions were prepared using mineralized water). From the results of the studies shown in table 2 and illustrated in the drawing, it is seen that the greatest stability at the same concentration of foaming agent has a composition containing praestol-854 as a stabilizer. In his presence, the stability of the foam is increased by 15 times, compared with the foam obtained only from the foaming solution, while maintaining the multiplicity of the foam. The stability of the foam when used as a foaming agent neonol AF _9-12 doubles.

Пенообразующие растворы, содержащие в качестве стабилизатора праестол-854, а в качестве пенообразователя неонол ОП-10, имеют более низкую устойчивость, чем по предлагаемому варианту. Foaming solutions containing praestol-854 as a stabilizer and neonol OP-10 as a foaming agent have lower stability than in the proposed embodiment.

Уменьшение концентрации стабилизатора ведет к уменьшению устойчивости пены, а увеличение концентрации выше 0,5% почти во всех случаях ведет к снижению стабильности и кратности пены, за счет увеличения вязкости пенообразующего раствора. A decrease in the concentration of the stabilizer leads to a decrease in the stability of the foam, and an increase in the concentration above 0.5% in almost all cases leads to a decrease in the stability and multiplicity of the foam, due to an increase in the viscosity of the foaming solution.

Добавление стабилизаторов к сульфонолу в пресной воде увеличивает стабильность пены в 5 раз, а в минерализованной воде сульфонол не работает, т. к. он реагирует с двухвалентными катионами металлов. The addition of stabilizers to sulfonol in fresh water increases the foam stability by a factor of 5, while sulfonol does not work in mineralized water, since it reacts with divalent metal cations.

В промысловых условиях предлагаемый пенообразующий состав готовят непосредственно на промысле с использованием стандартного оборудования. Технология приготовления пены может осуществляться двумя способами. Первый способ предусматривает вспенивание пенообразующего состава на поверхности и закачку пены в пласт. По второму способу оторочку пенообразующего состава закачивают в пласт, а затем вспенивают в пласте воздухом или газом. In field conditions, the proposed foaming composition is prepared directly in the field using standard equipment. Foam preparation technology can be implemented in two ways. The first method involves foaming the foaming composition on the surface and injecting the foam into the formation. In the second method, the fringe of the foaming composition is pumped into the formation, and then foamed in the formation by air or gas.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что предлагаемый пенообразующий состав имеет лучшие технологические параметры: высокую пенообразующую способность и стабильность пены по сравнению с известными решениями. Analysis of the results of laboratory studies showed that the proposed foaming composition has the best technological parameters: high foaming ability and stability of the foam compared to known solutions.

Источники информации
1. Патент РФ 2072036, кл. Е 21 В 43/25, 1997 г.Sources of information
1. RF patent 2072036, cl. E 21 B 43/25, 1997

2. Применение пен для ограничения притока пластовых вод в нефтяных скважинах. "Нефтяное хозяйство", 1980 г., 10, с. 38-41 - прототип. 2. The use of foams to limit the flow of formation water in oil wells. "Oil industry", 1980, 10, p. 38-41 is a prototype.

Claims

1. Foaming composition to limit water inflow, containing a foaming agent - a surfactant, a stabilizer and water, characterized in that as a foaming agent it contains high molecular weight surfactants with a carbon chain length of _9-14 , and as a stabilizer, the composition contains a polymer praestol-854 in the following ratio, wt. %:
High molecular weight surfactants with a carbon chain length of C _9-14 - 0.2 - 1.5
Polymer praestol-854 - 0.05 - 0.5
Water - Else
2. The foaming composition according to claim 1, characterized in that syntanol ES-3 and neonol AF _9-12 are used as high molecular weight surfactants with a carbon chain length of C _9-14 .