RU2396419C1 - Method for isolation of water production to producing oil wells - Google Patents

Method for isolation of water production to producing oil wells Download PDF

Info

Publication number
RU2396419C1
RU2396419C1 RU2009128832/03A RU2009128832A RU2396419C1 RU 2396419 C1 RU2396419 C1 RU 2396419C1 RU 2009128832/03 A RU2009128832/03 A RU 2009128832/03A RU 2009128832 A RU2009128832 A RU 2009128832A RU 2396419 C1 RU2396419 C1 RU 2396419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
oil
composition
polyacrylamide
aluminum
Prior art date
Application number
RU2009128832/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Сергеевич Радченко (RU)
Станислав Сергеевич Радченко
Иван Александрович Новаков (RU)
Иван Александрович Новаков
Филипп Станиславович Радченко (RU)
Филипп Станиславович Радченко
Павел Семенович Зельцер (RU)
Павел Семенович Зельцер
Елена Владимировна Рыбакова (RU)
Елена Владимировна Рыбакова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2009128832/03A priority Critical patent/RU2396419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2396419C1 publication Critical patent/RU2396419C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Colloid Chemistry (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production. ^ SUBSTANCE: invention refers to oil industry, particularly to a method for isolation of water production to production wells. In the method for isolation of water production to the producing oil wells, including injection of a gelling compound prepared by mixing polyacrylamide, carbamide, aluminium salt and water, said aluminium salt is solid aluminium pentahydroxychloride S-APHC containing low-molecular electrolyte - magnesium chloride, and when mixing, APHC and carbamide in the ratio 1:0.5 to 1:4 are mixed with 0.3% aqueous polyacrylamide - PAA taken in amount 0.35-0.5 wt %. ^ EFFECT: higher nonuniform reservoir recovery. ^ 3 ex, 3 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к использованию гелеобразующих составов, возникающих in situ при введении полимер-коллоидных комплексов в продуктивный пласт, и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи неоднородных пластов и изоляции обводнившихся добывающих скважин.The invention relates to the oil industry, in particular to the use of gelling compositions that occur in situ upon the introduction of polymer-colloidal complexes into the reservoir, and can be used to increase oil recovery of heterogeneous formations and isolate watered production wells.

Известны составы из различных химических реагентов, в том числе и полимерные, образующие в высокообводненных пропластках суспензии дисперсных частиц, или вязко-упругие, или гелеобразные системы, закупоривающие промытые каналы и подключающие таким образом нефтенасыщенные зоны к разработке [Манырин В.Н., Швецов И.А. Физико-химические методы при заводнении. РОИНГ, Самара. 2002].Compositions of various chemical reagents are known, including polymeric ones, which form suspensions of dispersed particles in highly flooded interlayers, or visco-elastic, or gel-like systems, clogging washed channels and thus connecting oil-saturated zones to development [Manyryn V.N., Shvetsov I .BUT. Physico-chemical methods for flooding. ROING, Samara. 2002].

Однако у большинства из них имеются существенные недостатки, такие как недостаточная эффективность и большая концентрация в закачиваемых растворах дорогостоящих реагентов, использование экологически небезопасных сшивающих агентов, быстрая потеря вязкопластических свойств в высокоминерализованных пластовых водах и др. Прогрессивным методом селективной водоизоляции пластов является использование гелеобразующих составов с использованием водорастворимых полимеров.However, most of them have significant disadvantages, such as insufficient efficiency and a high concentration of expensive reagents in the injected solutions, the use of environmentally unsafe crosslinking agents, the rapid loss of viscoplastic properties in highly mineralized formation waters, and others. A progressive method of selective formation waterproofing is the use of gel-forming compositions using water soluble polymers.

Известен состав, закачиваемый в пласт, включающий смесь анионного полимера и соли поливалентного металла в водном растворе [Пат. РФ 2215870. Кл. 6 Е21В 43, опубл. 2003], образующий дисперсную систему с малыми размерами частиц в капсулированной форме.A known composition injected into the reservoir, comprising a mixture of an anionic polymer and a salt of a polyvalent metal in an aqueous solution [US Pat. RF 2215870. Cl. 6 ЕВВ 43, publ. 2003], forming a dispersed system with small particle sizes in encapsulated form.

Недостатком данного состава является низкая концентрация дисперсной фазы, ее невысокая эффективность в высокопроницаемых зонах пласта.The disadvantage of this composition is the low concentration of the dispersed phase, its low efficiency in highly permeable zones of the formation.

Известен способ разработки неоднородного пласта, состоящий в закачке в пласт дисперсии коллоидных частиц полимера и сшивающего агента в виде соли поливалентного металла [Пат. РФ 2167981. Кл. 6 Е21В 43/22, опубл. 2001].A known method of developing a heterogeneous formation, which consists in injecting into the formation a dispersion of colloidal polymer particles and a crosslinking agent in the form of a salt of a polyvalent metal [US Pat. RF 2167981. Cl. 6 ЕВВ 43/22, publ. 2001].

В результате реакции между компонентами возникает сшитая полимерная система пространственного строения. Такая система исключает при необходимости удаление гелеобразующей композиции из ствола скважины (например, в случае преждевременного образования сшитого гидрогеля). Кроме того, использование в качестве сшивающего агента солей хрома, способного окисляться в высокотоксичную форму Cr+6, накладывает серьезные экологические ограничения на данную композицию.As a result of the reaction between the components, a cross-linked polymer system of a spatial structure appears. Such a system eliminates, if necessary, the removal of the gel-forming composition from the wellbore (for example, in the case of premature formation of a crosslinked hydrogel). In addition, the use of chromium salts as a crosslinking agent, capable of oxidizing to the highly toxic form of Cr +6 , imposes serious environmental restrictions on this composition.

Известен способ разработки неоднородного нефтяного пласта путем закачки дисперсий коллоидных частиц (гидрогеля), образованных за счет внутримолекулярной сшивки полиакриламида или полисахарида, или эфира целлюлозы полиоксихлоридом алюминия, что приводит к изменению фильтрационных характеристик и нефтедобывающих параметров неоднородного пласта, а также к повышению технологичности и экологичности способа [Пат. РФ 2298088, Е21В, С09К. Опубл. 2007].There is a method of developing a heterogeneous oil reservoir by pumping dispersions of colloidal particles (hydrogel) formed by intramolecular crosslinking of polyacrylamide or polysaccharide or cellulose ether with aluminum polyoxychloride, which leads to a change in the filtration characteristics and oil-producing parameters of the heterogeneous reservoir, as well as to a method for improving manufacturability and processability [Pat. RF 2298088, Е21В, С09К. Publ. 2007].

Недостатком данного способа является то, что состав закачивается в нагнетательную скважину не в виде раствора, а в форме суспензии порошка полимера и раствора полиоксихлорида алюминия. Возникающая суспензия представляет собой свободнодисперсную систему с широким диапазоном размеров частиц 0,1-5,0 мкм. В силу этого она действует чисто механическим закупориванием каналов определенного размера и не обладает селективностью к водонасыщенным и нефтенасыщенным зонам. Такие системы отличаются невысокой прочностью и малой устойчивостью к вымыванию. Кроме того, данный способ относится к нагнетательным скважинам, способствуя выравниванию профиля и увеличению охвата пласта при заводнении, не влияя на обводненность добывающих скважин.The disadvantage of this method is that the composition is injected into the injection well not in the form of a solution, but in the form of a suspension of polymer powder and a solution of aluminum polyoxychloride. The resulting suspension is a free-dispersed system with a wide range of particle sizes of 0.1-5.0 microns. Because of this, it acts by purely mechanical blocking of channels of a certain size and does not have selectivity to water-saturated and oil-saturated zones. Such systems are notable for their low strength and low resistance to leaching. In addition, this method relates to injection wells, contributing to the alignment of the profile and increase the coverage of the formation during flooding, without affecting the water content of production wells.

Известен способ регулирования разработки неоднородного нефтяного пласта путем последовательной закачки в пласт через нагнетательные скважины оторочек пресной воды, водного раствора щелочного реагента, пресной воды, водного раствора гидроксохлорида алюминия и водорастворимого полимера - полидиметилдиаллиламмоний хлорида [Пат. РФ 2224092. Кл. Е21В 43. Опубл. 2004]. Последний при взаимодействии с солью алюминия образует гидрогель, заполняющий трещины в высокопроницаемых интервалах пласта в призабойной зоне нагнетательных скважин. При этом проницаемость нефтенасыщенной зоны пласта не снижается, т.е. гель обладает селективностью.A known method of regulating the development of a heterogeneous oil reservoir by sequentially injecting into the reservoir through injection wells the rims of fresh water, an aqueous solution of an alkaline reagent, fresh water, an aqueous solution of aluminum hydroxychloride and a water-soluble polymer - polydimethyldiallylammonium chloride [Pat. RF 2224092. Cl. ЕВВ 43. Publ. 2004]. The latter, when interacting with an aluminum salt, forms a hydrogel that fills cracks in the highly permeable intervals of the formation in the bottom-hole zone of injection wells. In this case, the permeability of the oil-saturated zone of the reservoir does not decrease, i.e. the gel has selectivity.

Однако образующийся в результате взаимодействия компонентов гелеобразный осадок представляет собой свободнодисперсную систему с невысокой прочностью, о чем свидетельствует падение вязкости с 4,5 до 0,2 Па·с при относительно небольшом напряжении сдвига ~10 Па. Способ предполагает 4-кратную последовательную закачку компонентов композиции, что существенно удлиняет и усложняет процесс. Кроме того, способ предназначен для снижения обводненности нефти за счет увеличения охвата пласта и регулирования профиля приемистости скважины, непосредственно не влияя на водоизоляцию добывающих скважин.However, the gel-like precipitate formed as a result of the interaction of the components is a free-dispersed system with low strength, as evidenced by a decrease in viscosity from 4.5 to 0.2 Pa · s at a relatively small shear stress of ~ 10 Pa. The method involves a 4-fold sequential download of the components of the composition, which significantly lengthens and complicates the process. In addition, the method is intended to reduce the water cut of oil by increasing the coverage of the reservoir and regulating the profile of the injectivity of the well, without directly affecting the waterproofing of producing wells.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором для изоляции водопритока к добывающим нефтяным скважинам используется состав, содержащий водный раствор пентагидроксохлорида алюминия, водный раствор полиакриламида с концентрацией полимера 0,1-1,0 мас.% и карбамид [Пат. РФ 2348792. Кл. Е21В 33/138. Опубл. 10.03.2009. Бюл. №7]. При этом компоненты смешиваются и получают водный раствор композиции в соотношениях, мас.%:Closest to the proposed is a method in which to isolate water inflow to producing oil wells using a composition containing an aqueous solution of aluminum pentahydroxochloride, an aqueous solution of polyacrylamide with a polymer concentration of 0.1-1.0 wt.% And urea [Pat. RF 2348792. Cl. ЕВВ 33/138. Publ. 03/10/2009. Bull. No. 7]. In this case, the components are mixed and receive an aqueous solution of the composition in ratios, wt.%:

пентагидроксохлорид алюминияaluminum pentahydroxochloride 3-63-6 полиакриламидpolyacrylamide 0,25-0,50.25-0.5 карбамидurea 7-147-14 водаwater остальноеrest

Исходный водный раствор закачивают в промытые зоны пласта, где под действием высокой температуры образуется гель гидроксида алюминия, снижающий фазовую проницаемость породы по воде, незначительно изменяя при этом проницаемость по нефти, т.е. состав обладает селективностью.The initial aqueous solution is pumped into the washed zones of the formation, where, under the influence of high temperature, an aluminum hydroxide gel is formed, which reduces the rock's phase permeability to water, while slightly changing the oil permeability, i.e. the composition has selectivity.

К недостаткам данного способа относятся следующие:The disadvantages of this method include the following:

во-первых, исходный рабочий раствор готовится на основе водного раствора соли алюминия - пентагидроксохлорида алюминия, представляющего собой коллоидный раствор с содержанием основного вещества - 35-40%, остальное - вода [Коагулянт полиалюминий хлорид «БОПАК-Е, ТУ-216350-002-39928758-02, Экологический фонд «Вода Евразии», г.Екатеринбург; Оксихлорид алюминия. ТУ-2152-164-05763458-93 ОАО «Химпром», г.Волгоград].firstly, the initial working solution is prepared on the basis of an aqueous solution of aluminum salt - aluminum pentahydroxochloride, which is a colloidal solution with a basic substance content of 35-40%, the rest is water [Coagulant polyaluminium chloride “BOPAK-E, TU-216350-002- 39928758-02, Ecological Fund "Water of Eurasia", Yekaterinburg; Aluminum oxychloride. TU-2152-164-05763458-93 OJSC "Khimprom", Volgograd].

Производства этого продукта находятся на значительных расстояниях от нефтедобывающих предприятий, в связи с чем возникают непроизводительные транспортные затраты на перевозку фактически водного балласта;The production of this product is located at considerable distances from oil-producing enterprises, and therefore unproductive transportation costs arise for the transportation of actually ballast water;

во-вторых, большинство нефтедобывающих предприятий располагаются в Северных и Заполярных районах, что ограничивает возможность доставки водных растворов пентагидроксохлорида алюминия в периоды низкотемпературных сезонов;secondly, the majority of oil producing enterprises are located in the Northern and Polar regions, which limits the possibility of delivering aqueous solutions of aluminum pentahydroxochloride during periods of low temperature seasons;

в-третьих, использование данной композиции, содержащей пентагидроксохлорид алюминия, приводит к «снижению фазовой проницаемости» воды к добывающим скважинам, однако фильтрация воды полностью не прекращается.thirdly, the use of this composition containing aluminum pentahydroxochloride leads to a "decrease in the phase permeability" of water to production wells, however, water filtration does not stop completely.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение нефтеотдачи пластов за счет снижения обводненности добываемой продукции путем селективной изоляции водопритока в добывающих скважинах при использовании гелеобразующей композиции с улучшенными потребительскими свойствами.The objective of the invention is to increase oil recovery by reducing water cut in produced products by selectively isolating water inflow in producing wells using a gel-forming composition with improved consumer properties.

При реализации предлагаемого способа получают следующий технический результат: во-первых, композиция на основе твердого высокоосновного пентагидроксохлорида алюминия (ПГХА-Т), имеющего в своем составе хлорид магния [Пат. РФ 2210539. МКП 6 С01, F 7/00, 20.08.03, «Оксихлорид алюминия-Т», произведенный по ТУ 2152-3120576 3458-04, АООТ «Химпром», г.Волгоград], полиакриламида (ПАА) и карбамида (КА) образует устойчивый гель в широком интервале пластовых температур (60-95°С), обладающий «запирающим» эффектом в поровом пространстве по отношению к воде и вызывает прекращение фильтрации воды по высокопроницаемым зонам к добывающим скважинам;When implementing the proposed method, the following technical result is obtained: firstly, a composition based on solid highly basic aluminum pentahydroxochloride (PHHA-T) having magnesium chloride [Pat. RF 2210539. MKP 6 С01, F 7/00, 08.20.03, “Aluminum oxychloride-T”, produced according to TU 2152-3120576 3458-04, AOOT “Khimprom”, Volgograd], polyacrylamide (PAA) and carbamide ( KA) forms a stable gel in a wide range of reservoir temperatures (60-95 ° C), which has a "locking" effect in the pore space with respect to water and causes the filtering of water to cease in highly permeable zones to production wells;

во-вторых, для приготовления рабочего раствора композиции перед закачкой в скважину, используются твердые компоненты - сухой ПГХА-Т, карбамид и гранулированный полиакриламид, что предполагает возможность доставки этих реагентов к месту назначения в любой сезон, в том числе при минусовых температурах;secondly, to prepare the working solution of the composition before injection into the well, solid components are used - dry PHHA-T, urea and granular polyacrylamide, which suggests the possibility of delivery of these reagents to their destination in any season, including at subzero temperatures;

в-третьих, раствор композиции может быть приготовлен на любой воде (технической, пластовой, подтоварной) и имеет близкую к нейтральной реакцию среды (рН=5,5-6,0), поэтому не будет оказывать негативного влияния на карбонатный коллектор и на металлическое оборудование добывающих скважин;thirdly, a solution of the composition can be prepared in any water (technical, produced, produced) and has a near-neutral reaction of the medium (pH = 5.5-6.0), therefore, it will not adversely affect the carbonate reservoir and metal production well equipment;

Поставленный технический результат достигается в способе изоляции водопритока к добывающим нефтяным скважинам, включающем закачивание гелеобразующего состава, полученного смешением полиакриламида, карбамида, соли алюминия и воды, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия используют твердый пентагидроксохлорид алюминия ПГХА-Т, содержащий в своем составе низкомолекулярный электролит - хлорид магния, а при смешении ПГХА-Т и карбамид в соотношении 1:0,5 до 1:4 смешивают с 0,3%-ным водным раствором полиакриламида - ПАА при содержании ПАА в составе 0,35-0,5 мас.%.The technical result achieved is achieved in a method of isolating water inflow to producing oil wells, including pumping a gelling composition obtained by mixing polyacrylamide, carbamide, aluminum salt and water, characterized in that the solid aluminum pentahydroxochloride PHHA-T containing low molecular weight is used as an aluminum salt the electrolyte is magnesium chloride, and when mixed, PHHA-T and urea in a ratio of 1: 0.5 to 1: 4 are mixed with a 0.3% aqueous solution of polyacrylamide - PAA with a PAA content of Leave 0.35-0.5 wt.%.

Указанный способ обеспечивает образование в пластовых условиях структурированного комбинированного геля, в котором амфотерный гель гидроксида алюминия, структурированный за счет полимер-коллоидного комплекса, распределяется в поровом пространстве водонасыщенной зоны пласта, закупоривая водопроницаемые каналы и трещины, препятствуя таким образом фильтрации воды в добывающую скважину и способствуя подключению новых нефтенасыщенных зон пласта к вытеснению из них нефти.The specified method provides the formation in reservoir conditions of a structured combined gel, in which the amphoteric aluminum hydroxide gel, structured by a polymer-colloidal complex, is distributed in the pore space of the water-saturated zone of the formation, blocking water-permeable channels and cracks, thereby preventing water from filtering into the producing well and contributing to connecting new oil-saturated zones of the reservoir to the displacement of oil from them.

Механизм образования полимер-коллоидного комплекса (ПКК) [И.А.Новаков, Ф.С.Радченко, И.М. Паписов. Высокомолекулярные соединения, 2003. Т.А 45, №8. С.1340] состоит в межмолекулярном взаимодействии полимерных цепей полиакриламида с поверхностью коллоидных частиц алюмоксановой структуры (>А1-O-), с размерами 10-40 нм, образующихся при определенных условиях в водных растворах пентагидроксохлорида алюминия. Прочность подобных комплексов объясняется кооперативным характером межмакромолекулярных связей и зависит от удельной поверхности алюмоксановых частиц, составляющей 1,7·102 м2/г золя [Озерин А.С., Радченко Ф.С., Тимофеева Г.И., Новаков И.А. // Российские нанотехнологии. 2009. Т.4, №1-2, с.145], и наличия взаимодействующих реакционных центров в макромолекуле полимера (-СООН) и на поверхности алюмоксановых частиц (>Al+-O-). Вторым важным фактором, влияющим на прочность ПКК является конформация (форма) макромолекул полиакриламида в растворе. Как известно, в водных растворах ПАА подвергается частичному гидролизу [Полиакриламид. Под ред. В.Ф.Куренкова, М., 1992], в результате чего в полимерной цепи возникают ионизированные карбоксильные группы. В силу этого, даже при их небольшом количестве полимер приобретает свойства полиэлектролита, конформационное поведение которого в растворе определяется ионной силой, т.е. присутствием в растворе низкомолекулярных ионов неорганической соли. Твердый же ПГХА, используемый в предлагаемом способе содержит в своем составе низкомолекулярный электролит MgCl2, изменяющий ионную силу раствора. Это приводит к тому, что конформационный набор макромолекул с развернутыми клубками увеличивается и число кооперативных связей с поверхностью положительно заряженных алюмоксановых частиц возрастает. В результате этого плотность сетки физических связей аморфного геля, возникающего в процессе гидролиза ПКК, увеличивается и гель переходит из свободнодисперсного состояния в структурированную систему. Такой структурированный комбинированный гель, находясь в поровом пространстве водонасыщенной зоны пласта, не только снижает его фазовую проницаемость по воде, но полностью перекрывает поровые каналы, прекращая фильтрацию, т.е. обладает «запирающим эффектом».The mechanism of formation of the polymer-colloidal complex (PAC) [I.A. Novakov, F.S. Radchenko, I.M. Papisov. High molecular weight compounds, 2003. T.A 45, No. 8. P.1340] consists in the intermolecular interaction of the polyacrylamide polymer chains with the surface of colloidal particles of the alumoxane structure (> A1-O-), with sizes of 10-40 nm, formed under certain conditions in aqueous solutions of aluminum pentahydroxochloride. The strength of such complexes is explained by the cooperative nature of the intermacromolecular bonds and depends on the specific surface of alumoxane particles of 1.7 · 10 2 m 2 / g sol [Ozerin AS, Radchenko FS, Timofeeva GI, Novakov I. BUT. // Russian nanotechnology. 2009. V.4, No. 1-2, p.145], and the presence of interacting reaction centers in the polymer macromolecule (-COOH) and on the surface of alumoxane particles (> Al + -O-). The second important factor affecting the strength of the PAC is the conformation (form) of polyacrylamide macromolecules in solution. As is known, in aqueous solutions, PAA undergoes partial hydrolysis [Polyacrylamide. Ed. V.F. Kurenkova, M., 1992], as a result of which ionized carboxyl groups appear in the polymer chain. Because of this, even with their small amount, the polymer acquires the properties of a polyelectrolyte, the conformational behavior of which in solution is determined by ionic strength, i.e. the presence in the solution of low molecular weight inorganic salt ions. The solid PHHA used in the proposed method contains a low molecular weight electrolyte MgCl 2 , which changes the ionic strength of the solution. This leads to the fact that the conformational set of macromolecules with unfolded tangles increases and the number of cooperative bonds with the surface of positively charged alumoxane particles increases. As a result of this, the density of the network of physical bonds of the amorphous gel that arises during the hydrolysis of PAC increases and the gel passes from a free-dispersed state to a structured system. Such a structured combined gel, being in the pore space of the water-saturated zone of the formation, not only reduces its phase permeability to water, but completely blocks the pore channels, stopping the filtration, i.e. has a "locking effect."

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. В этом примере обусловлено влияние типа соли алюминия и соотношения его с карбамидом на микроструктуру геля и его вязкоупругие свойства. Сухой твердый ПГХА-Т и карбамид загружают в 0,3%-ный раствор полиакриламида в соотношениях, указанных в табл.1, и в количествах, обеспечивающих общую концентрацию композиции 16,7 мас.%. Приготовленный раствор заливают в углубление в форме из прозрачного полистирола диаметром 30 мм и глубиной 5 мм. Герметически закупоренную форму помещают в термостат и нагревают при 75°С до момента гелеобразования, наблюдаемого по потере текучести композиции. После охлаждения образцы в форме дисков вынимают из формы и переносят на нижнюю плиту вибрационного микро-Фурье-реометра MFR-2000 (GBS, Австралия), с помощью которого определяют динамическую вязкость, модуль упругости и тангенс угла потерь (табл.1). Одновременно проводили микрофотографирование поверхности образцов с помощью оптического модульного моторизованного микроскопа Olimpus BX-61 С с фиксацией микроструктур КМ с помощью цифровой камеры микроскопа ДП-12.Example 1. In this example, the effect of the type of aluminum salt and its ratio with urea on the microstructure of the gel and its viscoelastic properties is determined. Dry solid PHCA-T and urea are loaded into a 0.3% solution of polyacrylamide in the ratios indicated in Table 1 and in amounts that provide a total composition concentration of 16.7 wt.%. The prepared solution is poured into a recess in the form of transparent polystyrene with a diameter of 30 mm and a depth of 5 mm. Hermetically sealed form is placed in a thermostat and heated at 75 ° C until gelation is observed by the loss of fluidity of the composition. After cooling, disk-shaped samples are removed from the mold and transferred to the lower plate of the MFR-2000 vibration micro-Fourier rheometer (GBS, Australia), with which dynamic viscosity, elastic modulus and loss tangent are determined (Table 1). At the same time, microphotography of the surface of the samples was carried out using an optical modular motorized microscope Olimpus BX-61 C with fixation of KM microstructures using a digital microscope camera DP-12.

На фиг.1 представлена микрофотография поверхности геля на основе ПГХА-жидкого, а на фиг.2 представлена микрофотография поверхности геля на основе ПГХА-твердого, увеличение ×500. Из микрофотографий следует, что, в отличие от аморфных гелей на основе ПГХА-жидкого (фиг.1), гели с использованием ПГХА-твердого (фиг.2) имеют явно выраженную анизометрическую структуру. Это связано с ориентирующим влиянием макромолекул полиакриламида в определенной конформации, вызванной присутствием в ПГХА-Т низкомолекулярного полиэлектролита - MgCl2.Figure 1 presents a micrograph of the surface of the gel based on PHCA-liquid, and figure 2 presents a micrograph of the surface of the gel based on PHCA-solid, magnification × 500. From microphotographs it follows that, in contrast to amorphous gels based on PHCA-liquid (figure 1), gels using PHCA-solid (figure 2) have a pronounced anisometric structure. This is due to the orienting effect of polyacrylamide macromolecules in a certain conformation caused by the presence of a low molecular weight polyelectrolyte in PHCA-T - MgCl 2 .

Figure 00000001
Figure 00000001

Из данных табл.1 следует, что гели на основе ПГХА обладают преимущественно упругими свойствами (tgα=0,05÷0,10), однако при использовании твердого ПГХА показатели модуля упругости и вязкости гелей в 2 и более раза выше, чем для композиций на основе жидкого ПГХА. Увеличение содержания карбамида в композиции приводит к уменьшению времени гелеобразования и некоторому снижению показателей вязкоупругих свойств гелей.From the data of Table 1 it follows that the gels based on PHCA have predominantly elastic properties (tgα = 0.05 ÷ 0.10), however, when using solid PHCA, the elastic modulus and viscosity of the gels are 2 or more times higher than for compositions with based on liquid PGA. An increase in the content of urea in the composition leads to a decrease in the gelation time and a certain decrease in the viscoelastic properties of the gels.

Пример 2. В этом примере обусловлено влияние температуры гелеобразования и соотношения ПГХА-Т:карбамид на время гелеобразования. В стеклянные пробирки загружают рассчитанные навески ПГХА-Т и карбамида в массовых соотношениях, указанных в табл.2 и добавляют водный 0,3%-ный (мас.) раствор полиакриламида из расчета образования концентрации композиции 16,7 мас.%. После образования прозрачного раствора содержимое пробирок нагревают в термостате при температуре 65, 70, 75, 80, 85, 90°С, фиксируя момент образования геля по потере текучести.Example 2. In this example, the effect of gelation temperature and the ratio of PHCA-T: urea on the gelation time is determined. The calculated PHCA-T and urea weights in the weight ratios indicated in Table 2 are loaded into glass tubes and an aqueous 0.3% (wt.) Solution of polyacrylamide is added based on the formation of a concentration of the composition of 16.7 wt.%. After the formation of a clear solution, the contents of the tubes are heated in a thermostat at a temperature of 65, 70, 75, 80, 85, 90 ° C, fixing the moment of gel formation by yield loss.

Таблица 2table 2 Влияние соотношения ПГХА-Т:КА (масс.) и температуры на время гелеобразованияThe effect of the ratio of PHCA-T: KA (mass.) And temperature on the gelation time № п/пNo. p / p Температура гелеобразования, °СGelation temperature, ° С ПГХА-Т:КА (мас.)PHHA-T: KA (wt.) Время гелеобразования, чGelation time, h 1one 6565 1:31: 3 18,018.0 22 7070 1:21: 2 77 33 7575 1:21: 2 6,06.0 4four 8080 1:0,51: 0.5 11,011.0 55 8080 1:11: 1 6,06.0 66 8080 1:21: 2 3,03.0 77 8080 1:31: 3 2,02.0 88 8080 1:41: 4 1,51,5 99 8585 1:21: 2 1,31.3 1010 9090 1:21: 2 1,21,2

Из данных таблицы следует, что время гелеобразования или жизнеспособности раствора композиции зависит от количества гидролизующего агента - карбамида. Температура же определяет скорость гидролиза карбамида и, как следствие, время до момента образования геля. Таким образом, при заданной температуре можно подобрать соотношение ПГХА-Т:КА, необходимое для доставки раствора композиции в водонасыщенный интервал пласта, в котором возникнет гель.From the data of the table it follows that the time of gelation or the viability of the solution of the composition depends on the amount of hydrolyzing agent - urea. The temperature determines the rate of urea hydrolysis and, as a result, the time until gel formation. Thus, at a given temperature, the PHCA-T: KA ratio necessary for delivering a solution of the composition to the water-saturated interval of the formation in which the gel appears can be selected.

Пример 3. В этом примере обусловлена зависимость фильтрационной способности модели пласта от состава гелеобразующей композиции, в которой в условиях пласта при повышенных температурах и рН протекают физико-химические процессы, сопровождающиеся образованием дисперсной системы гидроксида алюминия в результате гидролиза соли алюминия - пентагидроксохлорида алюминия в соответствии с уравнением:Example 3. In this example, the dependence of the filtration ability of the formation model on the composition of the gel-forming composition is determined, in which physical and chemical processes occur under conditions of the formation at elevated temperatures and pH, accompanied by the formation of a dispersed aluminum hydroxide system as a result of hydrolysis of aluminum salt - aluminum pentahydroxochloride in accordance with the equation:

Al2(OH)5Cl+Н2О→2Al(ОН)3↓+HClAl 2 (OH) 5 Cl + H 2 O → 2Al (OH) 3 ↓ + HCl

Водоизоляционные свойства гелей гидроксида алюминия были исследованы на насыпной модели пласта в виде слоя кварцевого песка, как одного из природных пластов терригенных осадочных пород, входящих в состав нефтенасыщенных коллекторов. В качестве основного параметра, оценивающего влияние на водоизоляционные свойства гелей гидроксида алюминия была использована проницаемость. Проницаемость - способность пористого тела, пронизанного множеством капилляров и трещин, пропускать через себя жидкости, в данном случае воду. Исследование водоизоляционных свойств гелей гидроксида алюминия проводили в стеклянной колонке с обогреваемой рубашкой, заполненной слоем песка, в которой с помощью термостата поддерживали необходимую температуру. Песок предварительно фракционировали с помощью сит и использовали фракцию с размером зерен 0,32 мм. Все эксперименты проводили при температуре Т=75°С. В колонку заливали раствор композиции и после образования геля во всем объеме засыпки песка в колонке снизу через кран отбирали воду в измерительный цилиндр, одновременно подавая воду в колонку сверху, через капельную воронку со скоростью, обеспечивающей постоянный уровень жидкости над песком. Процесс фильтрации воды в пористой среде обусловлен наличием в ней трещин и промытых капиллярных каналов. Структурированный гель, заполняющий их при обработке скважины предлагаемой композицией и представляющий собой нетекучее тело с высоким модулем упругости, вызывает «запирающий эффект» в поровом пространстве. Как следует из данных табл.3, скорость фильтрации воды через насыпную модель, обработанную предлагаемой композицией в 50-150 раз меньше, чем для композиции прототипа, что практически означает полное прекращение фильтрации воды через насыпную модель.The waterproofing properties of aluminum hydroxide gels were studied on a bulk model of the formation in the form of a layer of quartz sand, as one of the natural layers of terrigenous sedimentary rocks that are part of oil-saturated reservoirs. Permeability was used as the main parameter evaluating the effect on the waterproofing properties of aluminum hydroxide gels. Permeability - the ability of a porous body, penetrated by many capillaries and cracks, to pass fluids through itself, in this case water. The study of the waterproofing properties of aluminum hydroxide gels was carried out in a glass column with a heated jacket filled with a layer of sand, in which the required temperature was maintained using a thermostat. The sand was pre-fractionated using sieves and a fraction with a grain size of 0.32 mm was used. All experiments were carried out at a temperature of T = 75 ° C. A solution of the composition was poured into the column and, after gel formation in the entire volume of sand filling in the bottom column, water was taken through a tap to the measuring cylinder, while water was supplied to the column from above, through a dropping funnel at a rate that ensured a constant liquid level above the sand. The process of filtering water in a porous medium is due to the presence of cracks and washed capillary channels in it. The structured gel filling them during the well treatment with the proposed composition and representing a non-fluid body with a high modulus of elasticity causes a “blocking effect” in the pore space. As follows from the data in Table 3, the rate of water filtration through the bulk model processed by the proposed composition is 50-150 times lower than for the prototype composition, which practically means the complete cessation of water filtration through the bulk model.

Таблица 3Table 3 Фильтрационные характеристики модели пласта, обработанной различными композициямиFiltration characteristics of a reservoir model treated with various compositions № п/пNo. p / p Состав композиции, мас.%The composition, wt.% Объем фильтруемой воды, см3 The volume of filtered water, cm 3 Время фильтрации через модель, обработанную композицией, мин*Filtration time through the model processed by the composition, min * Скорость фильтрации, см3/минFiltration rate, cm 3 / min Гидроизолирующий эффектWaterproofing effect 1 прототип1 prototype ПГХА - 3 (жидкий)
КА - 7
ПАА - 0,25 Вода - остальное
PGA - 3 (liquid)
KA - 7
PAA - 0.25 Water - the rest
100one hundred 9494 1,051.05 Ограничение фазовой проницаемостиPermeability limitation
22 ПГХА - 2 (твердый)
КА - 4
ПАА - 0,25 Вода - остальное
PGA - 2 (solid)
KA - 4
PAA - 0.25 Water - the rest
2,5
прекращение фильтрации
2,5
stop filtering
120120 0,020.02 Запирающий эффектLocking effect
33 ПГХА - 4 (твердый)
КА - 8
ПАА - 0,50 Вода - остальное
PGA - 4 (solid)
KA - 8
PAA - 0.50 Water - the rest
1,0
прекращение фильтрации
1,0
stop filtering
120120 0,0080.008 Запирающий эффектLocking effect
* Время фильтрации 100 см3 воды через необработанную модель - 1, 2 мин* Filtration time of 100 cm 3 of water through an unprocessed model - 1, 2 min

Claims (1)

Способ изоляции водопритока к добывающим нефтяным скважинам, включающий закачивание гелеобразующего состава, полученного смешением полиакриламида, карбамида, соли алюминия и воды, отличающийся тем, что в качестве соли алюминия используют твердый пентагидроксихлорид алюминия ПГХА-Т, содержащий в своем составе низкомолекулярный электролит - хлорид магния, а при смешении ПГХА-Т и карбамид в соотношении 1:0,5 до 1:4 смешивают с 0,3%-ным водным раствором полиакриламида - ПАА при содержании ПАА в составе 0,35-0,5 мас.%. A method of isolating water inflow to producing oil wells, including pumping a gelling composition obtained by mixing polyacrylamide, carbamide, aluminum salt and water, characterized in that the aluminum pentahydroxychloride PHHA-T, which contains a low molecular weight electrolyte - magnesium chloride, is used as an aluminum salt, and when mixed, PHCA-T and urea in a ratio of 1: 0.5 to 1: 4 are mixed with a 0.3% aqueous solution of polyacrylamide - PAA with a PAA content of 0.35-0.5 wt.%.
RU2009128832/03A 2009-07-27 2009-07-27 Method for isolation of water production to producing oil wells RU2396419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128832/03A RU2396419C1 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Method for isolation of water production to producing oil wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009128832/03A RU2396419C1 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Method for isolation of water production to producing oil wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2396419C1 true RU2396419C1 (en) 2010-08-10

Family

ID=42699071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009128832/03A RU2396419C1 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Method for isolation of water production to producing oil wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2396419C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475635C1 (en) * 2011-07-06 2013-02-20 Владимир Витальевич Муляк Water-flooded oil deposit development method
RU2557566C1 (en) * 2014-04-17 2015-07-27 Закрытое акционерное общество "ХИМПЕТРО" Thermotropic gel-forming composition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2475635C1 (en) * 2011-07-06 2013-02-20 Владимир Витальевич Муляк Water-flooded oil deposit development method
RU2557566C1 (en) * 2014-04-17 2015-07-27 Закрытое акционерное общество "ХИМПЕТРО" Thermotropic gel-forming composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2544943C2 (en) Inhomogeneous distribution of proppant
CA2870904C (en) Biodegradable activators to gel silica sol for blocking permeability
US7458424B2 (en) Tight formation water shut off method with silica gel
AU2011206448B2 (en) Surfactants and friction reducing polymers for the reduction of water blocks and gas condensates and associated methods
RU2496977C2 (en) Method for improvement of treatment of underground formation through well, and method for hydraulic fracturing of formation through well
CN111594117A (en) Crosslinking of swellable polymers with PEI
WO2015065378A1 (en) Sealant compositions for use in subterranean formation operations
MX2011001470A (en) Improved fluid loss compositions and methods of use for subterranean operations.
Simjou et al. Polyacrylamide gel polymer as water shut-off system: preparation and investigation of physical and chemical properties in one of the Iranian oil reservoirs conditions
NO820015L (en) PROCEDURE AND COMPOSITIONS FOR TREATMENT OF PERMEABLE FORMS
WO2013015923A1 (en) Composite particulates and methods thereof for high permeability formations
Stavland et al. In-depth water diversion using sodium silicate–Preparation for single well field pilot on Snorre
RU2256678C2 (en) Controlled-size microgel preparation method
RU2348792C1 (en) Method of selective water shut-off within producing oil wells
CA2884116C (en) Triggerable lost circulation material and method of use
RU2440485C1 (en) Insulation method of water influx to production oil wells
RU2396419C1 (en) Method for isolation of water production to producing oil wells
RU2406746C1 (en) Thermotropic gel-forming composition
RU2693104C1 (en) Composition of reagent for development of oil field by flooding and method of its application
RU2271444C1 (en) Method for water-permeable reservoir isolation
RU2716316C1 (en) Oil deposit development method
RU2298088C1 (en) Method for non-uniform oil reservoir development
RU2256787C1 (en) Method for hydraulic fracturing of bed in conjunction with isolation of water influxes in product wells with use of gel-forming liquids on hydrocarbon and water bases
RU2451168C1 (en) Method for control of flooding area of oil formations
RU2735821C1 (en) Method of increasing oil recovery of formations

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120728