RU2440485C1 - Insulation method of water influx to production oil wells - Google Patents

Insulation method of water influx to production oil wells Download PDF

Info

Publication number
RU2440485C1
RU2440485C1 RU2010129732/03A RU2010129732A RU2440485C1 RU 2440485 C1 RU2440485 C1 RU 2440485C1 RU 2010129732/03 A RU2010129732/03 A RU 2010129732/03A RU 2010129732 A RU2010129732 A RU 2010129732A RU 2440485 C1 RU2440485 C1 RU 2440485C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
water
solution
gel
composition
Prior art date
Application number
RU2010129732/03A
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
Александр Сергеевич Озерин (RU)
Александр Сергеевич Озерин
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 RU2010129732/03A priority Critical patent/RU2440485C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440485C1 publication Critical patent/RU2440485C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry. ^ SUBSTANCE: insulation method of water influx to production oil wells involves pumping of gel-forming compound prepared by introducing the carbamide to polymer-colloidal complex obtained by mixing of water colloidal solution of aluminium pentahydroxochloride with 0.20.3 wt % of water solution of polymer; at that, as polymer there used is weakly charged cationic polyelectrolyte with molecular weight of 6106-20106 and content of cationic groups of 1.65 to 9.20% molar. ^ EFFECT: increasing oil production owing to reducing water content of extracted products. ^ 4 tbl, 5 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к использованию гелеобразующих составов, создающих водоизолирующий экран в высокопроницаемых промытых зонах пласта, препятствующих проникновению воды в добывающие скважины.The invention relates to the oil industry, in particular to the use of gelling compositions that create a water insulating screen in highly permeable washed zones of the formation, preventing the penetration of water into production wells.

Обычно в качестве компонентов гелеобразующих составов используют неорганические соли, кислоты и основания (соли хрома и алюминия, силикат натрия и др.), реагирующие «in situ» со щелочными реагентами с образованием гелеобразных осадков, снижающих фазовую проницаемость по воде [Сургучев Н.А. Методы извлечения остаточной нефти. М.: Недра. 1993; Мамырин В.Н., Швецов И.А. Физико-химические методы при заводнении. Самара. РОИНГ. 2002].Usually inorganic salts, acids and bases (chromium and aluminum salts, sodium silicate, etc.) are used as components of gel-forming compositions, reacting in situ with alkaline reagents to form gel-like precipitates that reduce phase permeability in water [N. Surguchev. Residual oil recovery methods. M .: Subsoil. 1993; Mamyrin V.N., Shvetsov I.A. Physico-chemical methods for flooding. Samara ROING. 2002].

Ограничивая водоприток, указанные гелеобразные осадки характеризуются невысокими реологическими свойствами, в силу чего имеют недостаточную эффективность и малую долговечность. Улучшение эксплуатационных свойств гелей достигается за счет введения специальных добавок - ПАВ, полиглицеринов и водорастворимых полимеров [Патент СССР 1654554, МКИ Е21В 43/22, опубл. 1998; Ж. Нефтепромысловое дело. 2002. №4, с.11; Алтунина Л.К., Кувшинов В.А. Физико-химические технологии увеличения нефтеотдачи (обзор). Химия в интересах устойчивого развития. 2001. №9. С.331]. Однако во всех этих случаях возникающий при определенных условиях гелеобразный осадок представляет собой свободнодисперсную систему с размерами частиц 20-25 мкм и характеризуется невысоким статическим сопротивлением сдвига, следствием чего является относительно быстрое вымывание его из каналов и трещин в пласте.Limiting water inflow, these gel-like precipitations are characterized by low rheological properties, which is why they have insufficient efficiency and low durability. Improving the operational properties of the gels is achieved through the introduction of special additives - surfactants, polyglycerols and water-soluble polymers [USSR Patent 1654554, MKI E21B 43/22, publ. 1998; G. Oilfield business. 2002. No. 4, p.11; Altunina L.K., Kuvshinov V.A. Physicochemical technologies for enhanced oil recovery (review). Chemistry for sustainable development. 2001. No. 9. P.331]. However, in all these cases, the gel-like precipitate that arises under certain conditions is a free-dispersed system with particle sizes of 20–25 μm and is characterized by a low static shear resistance, which results in its relatively rapid washing out of channels and fractures in the formation.

Улучшение свойств гелеобразующих композиций можно достичь за счет введения в их состав водорастворимых полимеров и сшивающих их солей хрома и алюминия.Improving the properties of gel-forming compositions can be achieved by introducing into their composition water-soluble polymers and their crosslinking salts of chromium and aluminum.

Известен способ разработки неоднородного пласта путем закачки в него дисперсии частиц полимера и сшивающего агента, в качестве которого используют соли поливалентного металла [Патент РФ 2167981, МКИ Е21В 43/22. Опубл. 2001]. В результате реакции между компонентами возникает химически сшитая полимерная система, обладающая повышенной прочностью.A known method of developing a heterogeneous formation by injecting into it a dispersion of polymer particles and a crosslinking agent, which is used as salts of a polyvalent metal [RF Patent 2167981, MKI E21B 43/22. Publ. 2001]. As a result of the reaction between the components, a chemically cross-linked polymer system with increased strength arises.

Однако такая система исключает возможность удаления при необходимости гелеобразной композиции из ствола скважины в случае преждевременного образования сшитого гидрогеля. Кроме того, происходящее со временем окисление солей хрома в высокотоксичную форму Cr+6 ограничивает практическое применение данной композиции по экологическим обстоятельствам.However, such a system eliminates the possibility of removing, if necessary, a gel-like composition from the wellbore in case of premature formation of a crosslinked hydrogel. In addition, the oxidation of chromium salts to the highly toxic form of Cr +6 over time limits the practical use of this composition for environmental reasons.

Известен способ разработки неоднородного пласта закачкой в него частиц гидрогеля, образованного при внутримолекулярной сшивке полиакриламида и эфира целлюлозы полиоксихлоридом алюминия, что сопровождается изменением фильтрационных характеристик неоднородного пласта и повышением технологичности и экологичности способа [Патент РФ 2298088, МКИ Е21В, С09K, опубл. 2007].There is a method of developing an inhomogeneous formation by injecting into it particles of hydrogel formed during intramolecular crosslinking of polyacrylamide and cellulose ether with aluminum polyoxychloride, which is accompanied by a change in the filtration characteristics of the inhomogeneous formation and increasing the processability and environmental friendliness of the method [RF Patent 2298088, MKI E21B, C09K, publ. 2007].

Недостатком способа является закачивание в нагнетающую скважину не раствора реагента, а суспензии порошка полимера и раствора полиоксихлорида алюминия, в результате чего возникает свободнодисперсная система с широким набором различных по размеру частиц от 0,1 до 5,0 мкм, действие которой сводится к механическому закупориванию каналов определенного размера без выраженной селективности к водонасыщенным зонам пласта. Кроме того, данный способ относится к нагнетательным скважинам, предназначен для выравнивания профиля и увеличения охвата пласта заводнением и не влияет на обводненность добывающих скважин.The disadvantage of this method is the injection into the injection well of not a reagent solution, but a suspension of polymer powder and a solution of aluminum polyoxychloride, resulting in a free-dispersed system with a wide range of different particle sizes from 0.1 to 5.0 microns, the action of which reduces to mechanical blockage of the channels a certain size without pronounced selectivity to water-saturated zones of the reservoir. In addition, this method relates to injection wells, is designed to align the profile and increase the coverage of the formation by water flooding and does not affect the water cut of production wells.

Известен способ регулирования разработки неоднородного пласта последовательной закачки в него оторочек пресной воды, водного раствора гидроксохлорида алюминия, щелочного реагента, пресной воды и водорастворимого полимера - полидиметилдиаллиламоний хлорида [Патент РФ 2224092, МКИ Е21В 43, опубл. 2004].A known method of regulating the development of a heterogeneous formation of sequential injection of rims of fresh water, an aqueous solution of aluminum hydroxychloride, an alkaline reagent, fresh water and a water-soluble polymer - polydimethyldiallamonium chloride [RF Patent 2224092, MKI E21B 43, publ. 2004].

Недостатком способа является то, что образующийся гелеобразный осадок представляет собой свободнодисперсную систему с невысокой прочностью, о чем свидетельствует падение вязкости геля с 4,5 Па·с до 0,2 Па·с при небольшом напряжении сдвига - 10 Па. Способ предполагает раздельную закачку реагентов, при которой процесс их смешения в скважине становится неконтролируемым, а используемый полимер, выполняющий роль флокулянта, в таких условиях не может гарантировать образование равномерного и плотного осадка. Кроме того, данный способ предназначен для увеличения охвата пласта заводнением и непосредственно не влияет на обводненность добывающих скважин.The disadvantage of this method is that the gel-like precipitate formed is a free-dispersed system with low strength, as evidenced by a drop in the gel viscosity from 4.5 Pa · s to 0.2 Pa · s with a small shear stress of 10 Pa. The method involves the separate injection of reagents, in which the process of mixing them in the well becomes uncontrolled, and the polymer used, which acts as a flocculant, under such conditions cannot guarantee the formation of a uniform and dense deposit. In addition, this method is intended to increase the coverage of the formation by water flooding and does not directly affect the water cut of production wells.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, в котором для изоляции водопритока к добывающим нефтяным скважинам осуществляют закачивание гелеобразующего состава, содержащего водный раствор пентагидрохлорида алюминия, водный раствор полиакриламида и карбамид. При этом компоненты смешивают в соотношенях, мас.%:Closest to the proposed is a method in which to isolate water inflow to producing oil wells, a gel-forming composition is injected containing an aqueous solution of aluminum pentahydrochloride, an aqueous solution of polyacrylamide and urea. In this case, the components are mixed in proportions, wt.%:

Пентагидрохлорид алюминияAluminum pentahydrochloride 3-63-6 ПолиакриламидPolyacrylamide 0,25-0,500.25-0.50 КарбамидUrea 7-147-14 ВодаWater ОстальноеRest

[Патент РФ 2348792, МКИ Е21В 33/138, опубл. 2009].[RF patent 2348792, MKI E21B 33/138, publ. 2009].

Полученный при смешении раствор закачивают в промытые зоны пласта, где под действием температуры образуется гель гидроксида алюминия, снижающий фазовую проницаемость породы по воде, незначительно изменяя при этом проницаемость по нефти, обеспечивая таким образом селективность действия.The solution obtained by mixing is pumped into the washed zones of the formation, where, under the influence of temperature, an aluminum hydroxide gel is formed, which reduces the rock phase permeability of the rock to water, while slightly changing the oil permeability, thus ensuring the selectivity of the action.

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

Во-первых, используемый в данной композиции полиакриламид характеризуется относительно невысокой молекулярной массой (1÷2·106) и отличается малой стойкостью к гидролизу. Уже в процессе полимеризации акриламида получаемый товарный продукт полиакриламид содержит в своем составе небольшое количество карбоксильных групп [Абрамова Л.Н., Байбурдов Т.А., Григорян Э.П. и др. Полиакриламид. Под ред. В.Ф.Куренкова. М.: Химия. 1992]. В разбавленных же водных растворах содержание их возрастает и «неионогенный» (по торговым маркам) полиакриламид становится слабоанионным. В то же время показано, что взаимодействие пентагидроксохлорида алюминия с анионными полиэлекролитами приводит к образованию нерастворимых поликомплексов [Новаков И.А., Радченко Ф.С., Озерин А.С., Рыбакова Е.В. Известия ВолгГТУ. Межвуз. сб. Сер. химия и технология элементорганических мономеров и полимерных материалов. В.5. 2008. №1. С.150] не пригодных к использованию в качестве гидроизолирующей гелеобразующей композиции.First, the polyacrylamide used in this composition is characterized by a relatively low molecular weight (1 ÷ 2 · 10 6 ) and is characterized by low resistance to hydrolysis. Already in the process of acrylamide polymerization, the obtained commercial product polyacrylamide contains a small amount of carboxyl groups [Abramova LN, Bayburdov TA, Grigoryan E.P. et al. Polyacrylamide. Ed. V.F. Kurenkova. M .: Chemistry. 1992]. In dilute aqueous solutions, their content increases and the “nonionic” (by brand) polyacrylamide becomes weakly anionic. At the same time, it was shown that the interaction of aluminum pentahydroxyl chloride with anionic polyelectrolytes leads to the formation of insoluble polycomplexes [Novakov IA, Radchenko FS, Ozerin AS, Rybakova EV Bulletin of Volgograd State Technical University. Interuniversity. Sat Ser. chemistry and technology of organoelement monomers and polymeric materials. AT 5. 2008. No. 1. P.150] not suitable for use as a waterproofing gelling composition.

Во-вторых, молекулярная масса использованного поликриламида является относительно невысокой, в то же время она играет большую роль в процессах образования гелей коагуляционной структуры, при этом чем она выше, тем меньшая требуется дозировка полимера и тем прочнее сетка межмолекулярных связей.Secondly, the molecular weight of the polycrylamide used is relatively low, while at the same time it plays a large role in the formation of coagulation structure gels, the higher it is, the lower the dosage of polymer and the stronger the network of intermolecular bonds.

В-третьих, использование данной композиции на основе полиакриламида приводит к «снижению фазовой проницаемости» воды к добывающим скважинам, однако фильтрация воды полностью не прекращается и может привести к постепенному вымыванию геля и снижению фильтрационной стойкости гидроизолирующего экрана, т.е. снижению долговечности гелевой композиции.Thirdly, the use of this composition based on polyacrylamide leads to a "decrease in the phase permeability" of water to production wells, however, water filtration does not stop completely and can lead to gradual leaching of the gel and a decrease in the filtration resistance of the waterproofing screen, i.e. reducing the durability of the gel composition.

Задачей данного изобретения является увеличение нефтеотдачи пластов за счет снижения обводненности добываемой продукции путем изоляции водопритока к добывающим скважинам при использовании гелеобразующей композиции с улучшенными технологическими свойствами, а также расширение сортимента водорастворимых полимеров, пригодных к использованию в данной композиции.The objective of the invention is to increase oil recovery by reducing water cut of produced products by isolating water inflow to production wells using a gel-forming composition with improved technological properties, as well as expanding the range of water-soluble polymers suitable for use in this composition.

При реализации предлагаемого способа получают следующий технический результат:When implementing the proposed method receive the following technical result:

во-первых, композиция на основе пентагидроксохлорида алюминия (ПГХА), карбамида (КА) и водорастворимого полимера образует устойчивый структурированный гель в широком интервале пластовых температур (65÷85°С), обладающий «запирающим эффектом» в поровом пространстве терригенного пласта по отношению к воде и вызывает прекращение фильтрации воды по высокопроницаемым зонам к добывающим скважинам;firstly, a composition based on aluminum pentahydroxochloride (PHCA), carbamide (KA) and a water-soluble polymer forms a stable structured gel in a wide range of reservoir temperatures (65–85 ° C), which has a “blocking effect” in the pore space of the terrigenous reservoir with respect to water and causes the cessation of water filtration through highly permeable zones to production wells;

во-вторых, для приготовления рабочего раствора композиции перед закачкой в скважину используют водорастворимый полимер, представляющий собой высокомолекулярный слабозаряженный катионный полиэлектролит (СКПЭ) с катионным зарядом от +1,65 до +9,20 мол.%, проявляющий высокую адгезию к терригенным породам пласта в водопроницаемых зонах;secondly, to prepare the working solution of the composition before injection into the well, a water-soluble polymer is used, which is a high molecular weight, low-charged cationic polyelectrolyte (SCPE) with a cationic charge of +1.65 to + 9.20 mol.%, showing high adhesion to terrigenous rocks of the formation in permeable areas;

в-третьих, в качестве СКПЭ используют широко применяемые и выпускаемые отечественными и зарубежными производителями т.н. высокомолекулярные флокулянты («суперфлокулянты») с широким набором специфических свойств, что позволяет провести оптимизацию состава композиции с учетом особенностей пород нефтенасыщенных коллекторов;thirdly, as SKPE use the so-called widely used and produced by domestic and foreign manufacturers high molecular weight flocculants (“superflocculants”) with a wide range of specific properties, which allows optimizing the composition of the composition taking into account the characteristics of the rocks of oil-saturated reservoirs;

в-четвертых, исходный раствор композиции может быть приготовлен на любой воде (природной, технической, подтоварной, пластовой) с содержанием солей до 40 г/л и имеет близкую к нейтральной реакцию среды (рН 5,5-7,0), не оказывающей негативного коррозионного влияния на металлическое оборудование скважин;fourthly, the initial solution of the composition can be prepared in any water (natural, technical, commercial, formation) with a salt content of up to 40 g / l and has a near-neutral reaction of the medium (pH 5.5-7.0), which does not render negative corrosive effects on the metal equipment of wells;

в-пятых, использование высокомолекулярных СКПЭ с молекулярной массой 6·106-20·106 обуславливает высокую степень кооперативных связей в полимер-коллоидном комплексе и связанную с этим высокую прочность образующегося из него («in situ») структурированного геля.fifthly, the use of high molecular weight SLE with a molecular weight of 6 · 10 6 -20 · 10 6 determines a high degree of cooperative bonds in the polymer-colloidal complex and the associated high strength of the structured gel formed from it (“in situ”).

Поставленный технический результат достигается в способе изоляции водопритока к добывающим скважинам закачиванием гелеобразующего состава, полученного смешением пентагидроксохлорида алюминия, карбамида и водного раствора полимера, при этом смешение осуществляют путем введения карбамида в полимер-коллоидный комплекс, полученный смешением водного коллоидного раствора пентагидроксохлорида алюминия с 0,2÷0,3 мас.%-ным водным раствором полимера, а в качестве полимера используют слабозаряженный катионный полиэлектролит с молекулярной массой 6·106-20·106 и содержанием катионных групп от 1,65 до 9,20 мол.%.The technical result achieved is achieved in a method of isolating water inflow to production wells by pumping a gelling composition obtained by mixing aluminum pentahydroxochloride, urea and an aqueous polymer solution, the mixture being carried out by introducing urea into a polymer-colloidal complex obtained by mixing an aqueous colloidal solution of aluminum pentahydroxochloride with 0.2 ÷ 0.3 wt.% - with an aqueous solution of the polymer, and a weakly charged cationic polyelectrolyte with a molecular m ssoy 6 x 10 6 -20 x 10 6, and the content of cationic groups of from 1.65 to 9.20 mol.%.

Указанный способ обеспечивает образование в водонасыщенной зоне пласта структурированного геля, в котором неорганический амфотерный гель гидроксида алюминия, усиленный за счет связей дисперсных частиц с макромолекулами полиэлектролита, распределяется в поровом пространстве породы, не только снижая его фазовую проницаемость по воде, но практически полностью прекращает фильтрацию воды, т.е. обладает «запирающим эффектом».The specified method provides the formation in the water-saturated zone of the formation of a structured gel in which an inorganic amphoteric aluminum hydroxide gel, enhanced by bonds of dispersed particles with polyelectrolyte macromolecules, is distributed in the pore space of the rock, not only reducing its phase permeability to water, but almost completely stops water filtration , i.e. has a "locking effect."

Механизм образования полимер-коллоидного комплекса (ПКК), возникающего в исходном растворе при смешивании пентагидроксохлорида с раствором полиэлектролита, состоит в межмолекулярном взаимодействии коллоидных частиц гидроксида алюминия с макромолекулами полимера за счет нековалентных связей различной природы (гидрофобных, донорно-акцепторных, водородных). При этом наиболее дальнодействующие - ионные в зависимости от знака заряда (разноименные или одноименные) будут усиливать это взаимодействие или противодействовать ему. Взаимодействие положительно заряженных коллоидных частиц ПГХА с отрицательно заряженными макромолекулами (полианиониты) является очень сильным, приводит к резкой компактизации макромолекул и потере их сродства к растворителю в воде. Результатом является образование прочных, но нерастворимых поликомплексов. Взаимодействие этих же частиц с положительно заряженными макромолекулами (поликатиониты) приводит к противоположному эффекту - отталкиванию одноименно заряженных частиц и макромолекул полимера, в результате которого образование ПКК становится невозможным. Характерной особенностью данных ПКК является то, что для их получения используют катионоактивные полиэлектролиты с молекулярной массой (6·106-20·106) и содержанием катионных групп от +1,65 до +9,20% мольных, предпочтительно, используют сополимеры акриламида - слабозаряженные с содержанием катионных групп от +1,65 до +9,20 мол.%). При высокой молекулярной массе таких полимеров (6·106-20·106) и редком расположении катионных групп в полимерной цепи в последней присутствуют протяженные участки без ионогенных групп, которые образуют нековалентные связи с поверхностью коллоидных частиц ПГХА. Образовавшийся ПКК, имеющий в своем составе положительно заряженные группы, обладает высоким сродством к отрицательно заряженной поверхности кремнезема, входящего в состав терригенных пород. Следствием этого является повышенная адгезия структурированного геля к породе, обуславливающая его устойчивость к вымыванию из трещин и пор пласта.The mechanism of formation of the polymer-colloidal complex (PAC) that arises in the initial solution when pentahydroxochloride is mixed with a solution of a polyelectrolyte consists in the intermolecular interaction of colloidal aluminum hydroxide particles with polymer macromolecules due to non-covalent bonds of various nature (hydrophobic, donor-acceptor, hydrogen). In this case, the most long-range - ionic, depending on the sign of the charge (opposite or the same) will enhance this interaction or counteract it. The interaction of positively charged colloidal particles of PHA with negatively charged macromolecules (polyanionites) is very strong, leading to a sharp compaction of macromolecules and the loss of their affinity for the solvent in water. The result is the formation of strong, but insoluble polycomplexes. The interaction of these particles with positively charged macromolecules (polycationites) leads to the opposite effect - repulsion of the same charged particles and polymer macromolecules, as a result of which the formation of PAC becomes impossible. A characteristic feature of these PACs is that they are prepared using cationic polyelectrolytes with a molecular weight (6 · 10 6 -20 · 10 6 ) and cationic groups from +1.65 to + 9.20% molar, preferably acrylamide copolymers are used - lightly charged with the content of cationic groups from +1.65 to +9.20 mol.%). With a high molecular weight of such polymers (6 · 10 6 -20 · 10 6 ) and a rare arrangement of cationic groups in the polymer chain, the latter contains extended regions without ionogenic groups that form non-covalent bonds with the surface of colloidal PHCA particles. The resulting PAC, which contains positively charged groups, has a high affinity for the negatively charged surface of silica, which is part of terrigenous rocks. The consequence of this is the increased adhesion of the structured gel to the rock, which determines its resistance to leaching from fractures and pores of the formation.

Пример 1. В этом примере обусловлено влияние вида полиэлектролита на его адсорбционные свойства по отношению к кремнезему. В качестве материла, содержащего кремнезем (SiO2), используют кварцевый песок, специально обработанный по методике [Персиянцев М.Н., Кабиров М.М., Ленченкова Л.Е. Повышение нефтеотдачи неоднородных пластов. Оренбург. Оренбургское книжное изд-во. 1999] и фракционированный (0,30-0,40 мкм).Example 1. In this example, the effect of the type of polyelectrolyte on its adsorption properties with respect to silica is due to. As a material containing silica (SiO 2 ), use quartz sand, specially processed according to the method [Persiyantsev M.N., Kabirov M.M., Lenchenkova L.E. Enhanced oil recovery in heterogeneous formations. Orenburg Orenburg Book Publishing House. 1999] and fractionated (0.30-0.40 μm).

Растворы полимеров различной концентрации в объеме 100 см3 заливают в конические колбы с 20 г кварцевого песка и помещают на встряхиватель.Solutions of polymers of various concentrations in a volume of 100 cm 3 are poured into conical flasks with 20 g of quartz sand and placed on a shaker.

Периодически из колб отбирают пробы растворов, осветляют на центрифуге (n=6000 с-1) и измеряют вязкость на капиллярном вискозиметре. Пробы отбирают до постоянного значения вязкости, т.е. до наступления статического адсорбционного равновесия. Предварительно строят калибровочные графики зависимости вязкости от концентрации для каждого испытуемого сополимера. На основании этих графиков определяют остаточную концентрацию полимера в растворе после адсорбции и величину адсорбции:Periodically, samples of solutions were taken from the flasks, clarified in a centrifuge (n = 6000 s -1 ), and the viscosity was measured on a capillary viscometer. Samples are taken to a constant viscosity, i.e. before the onset of static adsorption equilibrium. Preliminary build calibration graphs of the dependence of viscosity on concentration for each test copolymer. Based on these graphs, the residual polymer concentration in the solution after adsorption and the adsorption value are determined:

Figure 00000001
Figure 00000001

где А - показатель адсорбции полимера, мг/г;where A is an indicator of polymer adsorption, mg / g;

Со - исходная концентрация полимера, г/дл;With about - the initial concentration of the polymer, g / DL;

С - концентрация после адсорбции, г/дл;C is the concentration after adsorption, g / dl;

V - объем раствора, л;V is the volume of the solution, l;

m - масса кварцевого песка, г.m is the mass of quartz sand, g.

На чертеже представлены зависимости адсорбции от концентрации полимеров в растворе: 1 - Praestol 851BC, 2 - ПАА, 3 - Superfloc/V 300 LMW, из которых следует, что максимальной скоростью адсорбции и предельным ее значением обладает слабокатионный сополимер Praestol 851 ВС. Неионогенный же ПАА и анионактивный Superfloc/V 300 LMW значительно уступают ему по адсорбционным свойствам.The drawing shows the dependence of adsorption on the concentration of polymers in the solution: 1 - Praestol 851BC, 2 - PAA, 3 - Superfloc / V 300 LMW, from which it follows that the weakest cationic Praestol 851 BC copolymer has the maximum adsorption rate and its ultimate value. Non-ionic PAA and anionic Superfloc / V 300 LMW are significantly inferior to it in adsorption properties.

Пример 2. В этом примере обусловлено влияние концентрации СКПЭ в составе композиции на ее гидроизолирующие свойства. В качестве СКПЭ применяют Praestol 851BC, имеющий высокую молекулярную массу и небольшой катионный заряд +6,9 мол.%. В качестве модели пласта используют кварцевый песок, обработанный по примеру 1, который засыпают на пористое дно стеклянной колонки с рубашкой, обогреваемой от внешнего термостата.Example 2. In this example, due to the influence of the concentration of SCPE in the composition on its waterproofing properties. As SCPE, Praestol 851BC is used, which has a high molecular weight and a small cationic charge of +6.9 mol%. As a model of the formation, quartz sand processed according to Example 1 is used, which is poured onto the porous bottom of a glass column with a jacket heated from an external thermostat.

В колонку на кварцевый песок заливают раствор композиции в количестве 1 порового объема насыпной модели и выдерживают при заданной температуре до образования геля во всем объеме модели. Для определения времени гелеобразования параллельно в стеклянных пробирках нагревают аналогичные по составу композиции, фиксируя визуально (по потере текучести) момент перехода раствора в гель. После образования геля в колонку сверху подают воду из капельной воронки, поддерживая ее постоянный уровень над поверхностью песка, одновременно отбирая воду снизу колонки в мерный цилиндр.A solution of the composition in the amount of 1 pore volume of the bulk model is poured into a column of silica sand and kept at a given temperature until gel forms in the entire volume of the model. To determine the gelation time in parallel in glass tubes, compositions of similar composition are heated, visually (by loss of fluidity) fixing the moment of the transition of the solution into gel. After gel formation, water is supplied to the column from the top from a dropping funnel, maintaining its constant level above the surface of the sand, while simultaneously taking water from the bottom of the column into a measuring cylinder.

В качестве основного параметра, оценивающего водоизоляционные свойства модели, обработанной композицией, используют проницаемость.Permeability is used as the main parameter that evaluates the waterproofing properties of the model treated with the composition.

Коэффициент проницаемости:

Figure 00000002
Permeability coefficient:
Figure 00000002

где Q - расход воды, проходящей через насыпную модель (м3·с-1);where Q is the flow rate of water passing through the bulk model (m 3 · s -1 );

L - высота слоя модели (м);L is the height of the model layer (m);

µ - вязкость воды (Па·с);µ is the viscosity of water (Pa · s);

Δp - перепад давления в слое модели (Па);Δp is the pressure drop in the model layer (Pa);

S - площадь поперечного сечения насыпной модели (м2).S is the cross-sectional area of the bulk model (m 2 ).

Эффект гидроизоляции рассчитывают по формуле:

Figure 00000003
, %The waterproofing effect is calculated by the formula:
Figure 00000003
%

где ko - проницаемость модели в исходном состоянии (мкм2);where k o is the permeability of the model in the initial state (μm 2 );

ko - то же, после обработки композицией (мкм2).k o - the same after treatment with the composition (μm 2 ).

Таблица 1Table 1 Влияние концентрации СКПЭ (Praestol 851 ВС) в составе композиции на эффект гидроизоляции. Соотношение ПГХА:КА=1:1 (мас.), температура 80°СThe effect of the concentration of SKPE (Praestol 851 BC) in the composition on the effect of waterproofing. The ratio of PGA: KA = 1: 1 (wt.), Temperature 80 ° C № п.п.No. p.p. Концентрация СКПЭ, мас.%The concentration of SKPE, wt.% Скорость фильтрации, см3Filtration rate, cm 3 / s k прониц. (мкм2)k penetration. (μm 2 ) W, %W% 1one 00 0,1390.139 11,1011.10 00 22 0,050.05 0,1340.134 10,7010.70 33,0033.00 33 0,100.10 0,0570,057 4,544,54 68,0068.00 4four 0,120.12 0,0180.018 1,501,50 90,5090.50 55 0,150.15 0,0030.003 0,240.24 97,8097.80 66 0,200.20 1,3·10-4 1.3 · 10 -4 0,0110.011 99,9999,99 77 0,300.30 1,1·10-4 1.1 · 10 -4 0,0090.009 99,9999,99

Из данных таблицы 1 следует, что сопротивление фильтрации воды через обработанную композицией модель зависит от количества полимера в составе композиции, что связано с количеством образовавшегося ПКК из данного полимера. Максимальное снижение скорости фильтрации воды соответствует концентрации СКПЭ в растворе 0,2 мас.% и выше.From the data of table 1 it follows that the resistance to water filtration through the model processed by the composition depends on the amount of polymer in the composition, which is associated with the amount of PAC formed from this polymer. The maximum decrease in the rate of water filtration corresponds to the concentration of SCPE in the solution of 0.2 wt.% And higher.

Пример 3. В этом примере обусловлено влияние количества ПГХА в композиции, как источника дисперсной фазы в образующемся геле, обеспечивающего сопротивление фильтрации воды через модель пласта. Опыт проводят аналогично примеру 2, используя 0,2%-ный раствор Praestol 851ВС, приготавливая композицию с различным содержанием ПГХА, как показано в таблице 2.Example 3. In this example, the effect of the amount of PHCA in the composition as a source of the dispersed phase in the resulting gel, which provides resistance to water filtration through the reservoir model, is determined. The experiment is carried out analogously to example 2, using a 0.2% solution of Praestol 851BC, preparing a composition with different content of PHA, as shown in table 2.

Таблица 2table 2 Влияние концентрации ПГХА в составе композиции на эффект гидроизоляции. Концентрация Praestol 851ВС - 0,2 мас.%, соотношение ПГХА:КА=1:1 (мас.), температура 80°СThe effect of the concentration of PHCA in the composition on the effect of waterproofing. The concentration of Praestol 851BC is 0.2 wt.%, The ratio of PHCA: KA = 1: 1 (wt.), Temperature 80 ° С № п.п.No. p.p. Концентрация ПГХА, мас.%The concentration of PHA, wt.% Скорость фильтрации, см3Filtration rate, cm 3 / s k прониц. (мкм2)k penetration. (μm 2 ) W, %W% 1one 00 0,0690,069 5,555.55 50,0050.00 22 4,04.0 0,0410,041 3,273.27 70,5070.50 33 5,35.3 0,0030.003 0,250.25 97,7097.70 4four 6,06.0 1,2·10-4 1.2 · 10 -4 0,010.01 99,9999,99 55 8,38.3 0,6·10-4 0.6 · 10 -4 0,0050.005 99,9999,99

Как следует из данных табл.2, скорость фильтрации воды существенно падает при увеличении содержания ПГХА в композиции, а при концентрации 6,0% и более фильтрация полностью прекращается.As follows from the data in Table 2, the rate of water filtration decreases significantly with an increase in the content of PHCA in the composition, and at a concentration of 6.0% or more, the filtration completely stops.

Пример 4. В этом примере обусловлено влияние температуры и массовое соотношения (ПГХА:КА) на время гелеобразования (время перехода раствора композиции в гелеобразное состояние). В эксперименте рассчитанные навески ПГХА и КА, соответствующие заданным отношениям (табл.3), загружают в стеклянные пробирки, добавляют 0,2%-ный раствор Praestol 851BC. Содержимое пробирок нагревают в термостате при заданной температуре, фиксируя момент образования геля по потере текучести.Example 4. In this example, the influence of temperature and mass ratio (PHCA: KA) on the gelation time (time of the transition of the solution of the composition into a gel state) is determined. In the experiment, the calculated weights of PGA and KA corresponding to the given ratios (Table 3) were loaded into glass tubes, a 0.2% Praestol 851BC solution was added. The contents of the tubes are heated in a thermostat at a given temperature, fixing the moment of gel formation by yield loss.

Таблица 3Table 3 Влияние соотношения ПГХА:КА и температуры на время гелеобразования. Концентрация ПГХА - 6,0 мас.%The effect of the ratio of PGA: CA and temperature on the gelation time. The concentration of PHA - 6.0 wt.% № п.п.No. p.p. Соотношение ПГХА:КА, мас.The ratio of PHA: KA, wt. Время гелеобразования при температуре, (час) °СGelation time at temperature, (hour) ° С 6565 7070 7575 8080 8585 1one 1:0,31: 0.3 52,052.0 24,024.0 16,016,0 10,010.0 8,08.0 22 1:0,51: 0.5 42,042.0 16,016,0 12,012.0 6,56.5 5,05,0 33 1:11: 1 20,020,0 11,511.5 8,08.0 4,54,5 3,03.0 4four 1:21: 2 18,018.0 10,010.0 6,06.0 4,04.0 2,52.5 55 1:31: 3 14,014.0 9,09.0 5,55.5 2,22.2 2,02.0 66 1:41: 4 12,012.0 8,08.0 5,05,0 2,12.1 1,81.8

Из данных таблицы 3 следует, что время гелеобразования определяется температурой и зависит от количества гидролизующего агента - карбамида. Таким образом, для каждой температуры в пластовых условиях можно подбором соотношения ПГХА:КА выбрать нужное технологическое время для доставки композиции в заданный интервал пласта.From the data of table 3 it follows that the gelation time is determined by temperature and depends on the amount of hydrolyzing agent - urea. Thus, for each temperature in the reservoir conditions, it is possible by selecting the PGA: KA ratio to select the desired technological time for delivering the composition to a given interval of the reservoir.

Пример 5. В этом примере обусловлено влияние типа полиэлектролита на возможность образования растворимого ПКК и на гидроизолирующие свойства полученного на его основе структурированного геля. В качестве водорастворимых полимеров используют сополимеры акриламида с катион- и анионактивными сомономерами в виде коммерческих продуктов серии Praestol, Organopol, Zetag, Superfloc, а также неионогенный полиакриламид и 100%-ный поликатионный КФ - 99. Эксперимент проводят по аналогии с примером 2, используя 0,2%-ный раствор полимера при концентрации ПГХА 4,0 мас.%, соотношение ПГХА=2:1 (мас.) и температуре 80°С.Example 5. In this example, the effect of the type of polyelectrolyte on the possibility of the formation of soluble PAC and on the waterproofing properties of the structured gel obtained on its basis is determined. As water-soluble polymers, copolymers of acrylamide with cationic and anionic comonomers in the form of commercial products of the Praestol, Organopol, Zetag, Superfloc series, as well as nonionic polyacrylamide and 100% polycationic CF-99 are used. The experiment is carried out by analogy to example 2, using 0 , 2% polymer solution at a concentration of PHCA 4.0 wt.%, The ratio of PHCA = 2: 1 (wt.) And a temperature of 80 ° C.

Таблица 4Table 4 Влияние вида водорастворимого полимера на образование полимер-коллоидного комплекса и гидроизолирующие свойства геля на его основеThe influence of the type of water-soluble polymer on the formation of the polymer-colloidal complex and the waterproofing properties of the gel based on it № п.п.No. p.p. Вид полимераType of polymer Содержание катионных групп, мол.%The content of cationic groups, mol.% Образование полимерколлоидного комплексаThe formation of polymer-colloidal complex Скорость фильтрации, см3Filtration rate, cm 3 / s k прониц. (мкм)k penetrators. (microns) W, %W% 1one Чистый SiO2 Pure SiO 2 -- -- 0,1390.139 11,1011.10 0,000.00 22 Гель ПГХАGel PHHA -- -- 0,0280,028 2,222.22 80,0080.00 33 ПАА (прототип)PAA (prototype) 00 образуется растворимыйsoluble 0,0090.009 0,720.72 93,5093.50 4four Organopol 6400Organopol 6400 +1,65+1.65 образуется растворимыйsoluble 1,4·10-4 1.4 · 10 -4 0,010.01 99,9999,99 55 Organopol 6405Organopol 6405 +2,94+ 2.94 образуется растворимыйsoluble 1,3·10-4 1.3 · 10 -4 0,010.01 99,9999,99 66 Praestol 611ВСPraestol 611BC +6,52+6.52 образуется растворимыйsoluble 1,4·10-4 1.4 · 10 -4 0,010.01 99,9999,99 77 Praestol 851BCPraestol 851BC +6,90+6.90 образуется растворимыйsoluble 1,3·10-4 1.3 · 10 -4 0,010.01 99,9999,99 88 Zetag 92Zetag 92 +9,20+ 9.20 образуется растворимыйsoluble 1,4·10-4 1.4 · 10 -4 1,121.12 89,8089.80 99 Praestol 650Praestol 650 +19,20+19.20 не образуетсяnot formed 0,0200,020 1,131.13 85,6085.60 1010 КФ-99KF-99 +100,0+100.0 не образуетсяnot formed 0,0300,030 2,42,4 78,3078.30 11eleven Praestol 2500Praestol 2500 -1,10-1.10 образуется частичноpartially formed 0,0120.012 0,960.96 91,3591.35 растворимыйsoluble 1212 Superfloc N 300Superfloc N 300 -3,73-3.73 образуется нерастворимыйinsoluble 0,0250,025 1,921.92 82,7082.70

Из данных таблицы 4 следует, что анионактивные сополимеры (11 и 12) образуют нерастворимые полимер-коллоидные комплексы, выпадающие из раствора до процесса гелеобразования, в результате чего при гидролизе в присутствии карбамида образуется амфотерный гель гидроксида алюминия с низким эффектом гидроизоляции на уровне ПГХА и ПАА (2 и 3). Полимер-коллоидные комплексы на основе катионактивных сополимеров образуются до определенного предельного содержания в них катионных групп (6,9 мол.%), выше которого комплексы не образуются из-за сильного электростатического отталкивания между положительно заряженными коллоидными частицами ПГХА и макромолекулами поликатионита. Возникающий в этом случае при гидролизе гель представляет собой механическую смесь амфотерного геля гидроксида алюминия и раствора сополимера с низкими гидроизолирующими свойствами (8, 9, 10). Сополимеры с малым содержанием катионных групп (4-7) образуют устойчивые растворимые полимер-коллоидные комплексы с коллоидными частицами ПГХА, которые при гидролизе с карбамидом дают структурированные гели с высокими гидроизолирующими свойствами. Коэффициент проницаемости насыщенной модели, обработанной такими композициями, снижается более, чем в 1000 раз, что приводит к запирающему эффекту действия подобных композиций, когда фильтрация воды практически прекращается. Положительным моментом является также достаточно широкий ассортимент пригодных для этих целей коммерческих сополимеров с низким содержанием катионных групп.From the data in Table 4 it follows that the anionic copolymers (11 and 12) form insoluble polymer-colloidal complexes that precipitate from the solution before the gelation process, as a result of which hydrolysis in the presence of urea produces an amphoteric aluminum hydroxide gel with a low waterproofing effect at the level of PHCA and PAA (2 and 3). Polymer-colloidal complexes based on cationic copolymers are formed to a certain maximum content of cationic groups (6.9 mol%) in them, above which complexes are not formed due to strong electrostatic repulsion between positively charged colloidal particles of PHA and macromolecules of polycationionite. The gel arising in this case during hydrolysis is a mechanical mixture of an amphoteric gel of aluminum hydroxide and a copolymer solution with low waterproofing properties (8, 9, 10). Copolymers with a low content of cationic groups (4-7) form stable soluble polymer-colloidal complexes with colloidal particles of PHCA, which upon hydrolysis with urea give structured gels with high waterproofing properties. The permeability coefficient of a saturated model treated with such compositions is reduced by more than 1000 times, which leads to a blocking effect of such compositions when the water filtration practically stops. A positive point is also a fairly wide range of suitable for these purposes commercial copolymers with a low content of cationic groups.

Claims (1)

Способ изоляции водопритока к добывающим нефтяным скважинам, включающий закачивание гелеобразующего состава, полученного смешением пентагидроксохлорида алюминия, карбамида и водного раствора полимера, а смешение осуществляют путем введения карбамида в полимер-коллоидный комплекс, полученный смешением водного коллоидного раствора пентагидроксохлорида алюминия с 0,2-0,3 мас.%-ным водным раствором полимера, отличающийся тем, что в качестве полимера используют слабозаряженный катионный полиэлектролит с молекулярной массой 6·106-20·106 и содержанием катионных групп от 1,65 до 9,20 мол.%. A method of isolating water inflow to producing oil wells, including pumping a gelling composition obtained by mixing aluminum pentahydroxochloride, urea and an aqueous polymer solution, and mixing by introducing urea into a polymer-colloidal complex obtained by mixing an aqueous colloidal solution of aluminum pentahydroxochloride with 0.2-0, 3 wt.% - aqueous solution of the polymer, characterized in that the polymer is used lightly charged cationic polyelectrolyte with a molecular weight of 6 · 10 6 -20 · 10 6 and holding cationic groups from 1.65 to 9.20 mol.%.
RU2010129732/03A 2010-07-15 2010-07-15 Insulation method of water influx to production oil wells RU2440485C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010129732/03A RU2440485C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Insulation method of water influx to production oil wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010129732/03A RU2440485C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Insulation method of water influx to production oil wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2440485C1 true RU2440485C1 (en) 2012-01-20

Family

ID=45785719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010129732/03A RU2440485C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Insulation method of water influx to production oil wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440485C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2518615C1 (en) * 2013-04-23 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of non-homogeneous oil formation (versions)
RU2529536C2 (en) * 2012-12-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing water-soluble reagent for treating natural and waste water and separating phases
RU2557566C1 (en) * 2014-04-17 2015-07-27 Закрытое акционерное общество "ХИМПЕТРО" Thermotropic gel-forming composition
RU2757331C1 (en) * 2020-11-08 2021-10-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Нефтесервискомплект" Composition for development of watered oil reservoir
RU2757943C1 (en) * 2020-11-08 2021-10-25 Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «НефтеСервисКомплект» Composition for increasing the petroleum recovery

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2529536C2 (en) * 2012-12-21 2014-09-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method of producing water-soluble reagent for treating natural and waste water and separating phases
RU2518615C1 (en) * 2013-04-23 2014-06-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of non-homogeneous oil formation (versions)
RU2557566C1 (en) * 2014-04-17 2015-07-27 Закрытое акционерное общество "ХИМПЕТРО" Thermotropic gel-forming composition
RU2757331C1 (en) * 2020-11-08 2021-10-13 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Нефтесервискомплект" Composition for development of watered oil reservoir
RU2757943C1 (en) * 2020-11-08 2021-10-25 Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственное предприятие «НефтеСервисКомплект» Composition for increasing the petroleum recovery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11015109B2 (en) Particulate profile control agent self-adaptive to size of formation pore throat and preparation method thereof
RU2726079C2 (en) Low-strength gel systems for increasing oil recovery using chemical reagents
RU2440485C1 (en) Insulation method of water influx to production oil wells
RU2544943C2 (en) Inhomogeneous distribution of proppant
RU2564298C2 (en) Procedure for treatment of underground reservoirs
NO820015L (en) PROCEDURE AND COMPOSITIONS FOR TREATMENT OF PERMEABLE FORMS
WO2007135617A1 (en) Tight formation water shut off method with silica gel
CA2790100C (en) Lewis acid as gelation retarder for crosslinkable polymer compositions
NO334871B1 (en) Method of reducing relative permeability in water-in-oil-bearing formations
CN109385259B (en) AM-AMPS-NVP terpolymer-PR temperature-resistant profile control agent and preparation method and application thereof
CN103923629A (en) Plugging agent
US20140224489A1 (en) Ammonium Halide as Gelation Retarder for Crosslinkable Polymer Compositions
US4564070A (en) Hydrocarbon recovery process using an in situ silicate/polymer gel
CN105368423A (en) Chromium-free composite resin gel-type profile control agent for oil exploitation and preparation method and application thereof
GB2524232A (en) Process
CN110628401A (en) Preparation method of calcium ion sensitive oil well profile control water shutoff agent
CN107556996B (en) CO (carbon monoxide)2Response in-situ gel channeling sealing agent and preparation method and application thereof
CN109679604A (en) A kind of salt tolerant high-temperature resistant water gel and the preparation method and application thereof
CN1290804A (en) Method for preparing controlled size microgel
CN107686533B (en) Polymer with selective water plugging function and preparation method and application thereof
RU2396419C1 (en) Method for isolation of water production to producing oil wells
CN113943399A (en) Self-aggregation self-suspension proppant and preparation method and application thereof
CN109777394B (en) Preparation method of self-suspending self-degrading proppant
CN108003276B (en) Polymer with water shutoff profile control performance and preparation method and application thereof
CN107686532B (en) Polymer with selective water plugging function and preparation method and application thereof

Legal Events

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

Effective date: 20140716