RU2812302C1 - Вязкоупругий состав для глушения скважин - Google Patents
Вязкоупругий состав для глушения скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812302C1 RU2812302C1 RU2022120598A RU2022120598A RU2812302C1 RU 2812302 C1 RU2812302 C1 RU 2812302C1 RU 2022120598 A RU2022120598 A RU 2022120598A RU 2022120598 A RU2022120598 A RU 2022120598A RU 2812302 C1 RU2812302 C1 RU 2812302C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- encapsulated
- destructor
- polymer coating
- coating
- chromium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 81
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims description 10
- -1 oxyethylenediphosphonic acid Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 9
- UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J tetrasodium;2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O UEUXEKPTXMALOB-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 9
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L disodium;carboxylatooxy carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)OOC([O-])=O VTIIJXUACCWYHX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229940045872 sodium percarbonate Drugs 0.000 claims description 6
- AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N urea hydrogen peroxide Chemical compound OO.NC(N)=O AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WOLATMHLPFJRGC-UHFFFAOYSA-N furan-2,5-dione;styrene Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1.C=CC1=CC=CC=C1 WOLATMHLPFJRGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 claims description 5
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);triacetate Chemical compound [Cr+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 229910000356 chromium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011696 chromium(III) sulphate Substances 0.000 claims description 2
- 235000015217 chromium(III) sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N Disodium Chemical class [Na][Na] QXNVGIXVLWOKEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 25
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 24
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 8
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229920000926 Galactomannan Polymers 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 229920003086 cellulose ether Polymers 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCLVNIZJEKLGFA-UHFFFAOYSA-H bis(4,5-dioxo-1,3,2-dioxalumolan-2-yl) oxalate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C([O-])=O ZCLVNIZJEKLGFA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical class [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001064 degrader Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- DHOYZNRIPLSCPT-UHFFFAOYSA-N methyl(nitroso)cyanamide Chemical compound O=NN(C)C#N DHOYZNRIPLSCPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N sodium dichromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KIEOKOFEPABQKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к составам для обработки буровых скважин, а именно к составам для глушения скважин, и может быть использовано при проведении работ на высокотемпературных месторождениях с трещиноватым карбонатным типом коллектора и большими поглощениями жидкости глушения. Вязкоупругий состав содержит 4-7 мас.% частично гидролизованного полиакриламида со степенью гидролиза 2,5-7,5%, 0,087-0,237 мас.% соли трехвалентного хрома в пересчете на хром, и воду - остальное. При этом состав дополнительно содержит 3,1-17,6 мас.% капсулированного комплексного деструктора. Причем капсулированный комплексный деструктор содержит 1,6-12,6 мас.% капсулированного аддукта перекиси водорода с полимерным покрытием и 1,5-5,0 мас.% капсулированного комплексона с полимерным покрытием. Техническим результатом является повышение прочности образующегося геля, регулируемое время сшивки, регулируемое время разрушения геля без образования вторичных осадков и с сохранением фильтрационно-емкостных свойств пласта. 4 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к составам для обработки буровых скважин, а именно к составам для глушения скважин и может быть использовано при проведении работ на высокотемпературных месторождениях с трещиноватым карбонатным типом коллектора и большими поглощениями жидкости глушения.
Глушение скважин предусматривает комплекс мероприятий по подбору рецептуры, приготовлению и закачке в скважину специальных жидкостей, обеспечивающих безопасное и безаварийное проведение ремонтных работ. Наиболее важную роль в процессе ремонтно-восстановительных работ играют жидкости глушения, выбор которых, с учетом всех особенностей геолого-технологических условий месторождения должен обеспечить безаварийное проведения ремонтных работ, предупреждать поглощение технологической жидкости, а также сохранять фильтрационно-емкостные свойства пласта после проведения ремонтных работ. Глушение скважин может осложняться трещиноватым типом пород-коллекторов, высоким газовым фактором, аномально низким пластовым давлением и высокими забойными температурами.
Типовые вязкоупругие составы для глушения скважин состоят из водорастворимого полимера, сшивателя, деструктора и дополнительных добавок: регулятора рН, регулятора скорости сшивки, адгезионных добавок, поверхностно-активных веществ и др.
Известен вязкоупругий состав, используемый при глушении скважин [RU 2114985 C1, МПК E21B 43/12 (1995.01), опубл. 10.07.1998], содержащий водорастворимый полимер – полиакриламид, сшиватель – бихромат натрия, концентрированную сульфитно-спиртовую барду и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
| полиакриламид | 1,0 - 2,0 |
| бихромат натрия | 0,15 - 0,25 |
| концентрированная сульфитно-спиртовая барда | 0,05 - 2,00 |
| вода | остальное |
Недостатками известного вязкоупругого состава является использование высокотоксичной соли шестивалентного хрома, относящейся к первому классу опасности, а также отсутствие деструктора, позволяющего разрушить вязкоупругий состав после завершения ремонтных работ.
Известен термостойкий вязкоупругий состав для заканчивания и ремонта скважин [RU 2386665 C1, МПК C09K 8/584 (2006.01), E21B 43/22 (2006.01), опубл. 20.04.2010], содержащий водорастворимый полимер – полисахарид из класса галактоманнанов, сшиватель – соединение на основе ацетата хрома, регулятор рН – гидроокись щелочного металла, углеводородсодержащащий реагент и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| полисахаридный реагент из класса галактоманнанов | 0,5 - 2,0 |
| соединение на основе ацетата хрома | 0,1 - 0,4 |
| углеводородсодержащий реагент | 0,5 - 3,5 |
| гидроокись щелочного металла | 0,1 - 0,35 |
| вода | остальное |
Дополнительно данный вязкоупругий состав может содержать деструктор – кислородосодержащий реагент в количестве до 5,0 мас.%, в качестве которого используют или перекись водорода или монопероксигидрат мочевины.
Недостатком состава является малое время сшивки: 18 - 45 мин при 60 °С, 8 - 27 мин при 110 °С, что создает риск структурообразования еще до достижения составом призабойной зоны пласта, приводя к аварийной ситуации.
Известен вязкоупругий состав для заканчивания и капитального ремонта скважин [RU 2116433 C1, МПК E21B 33/138 (1995.01), E21B 43/26 (1995.01), C09K 7/02 (1995.01), опубл.: 27.07.1998], содержащий реагент на основе полисахаридов, структурообразователь – сульфат алюминия или сульфат меди, деструктор – монопероксигидрат мочевины, а также гидроксид щелочного металла и воду, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| реагент на основе полисахаридов | 1,0 - 3,0 |
| гидроксид щелочного металла | 0,05 - 0,45 |
| сульфат алюминия или сульфат меди | 0,15 - 0,3 |
| монопероксигидрат мочевины | 0,1 - 0,2 |
| вода | остальное |
Недостатком состава является введение сшивателя и деструктора на этапе приготовления, и соответственно, параллельное протекание реакций сшивки и деструкции. Это ограничивает время полной деструкции вязкоупругого состава до 10-24 ч от момента получения, которого может быть недостаточно для проведения ремонтных работ. Также существует риск снижения максимальной прочности полученного геля из-за протекания процесса деструкции еще до окончания процесса сшивки.
Известен вязкоупругий состав для глушения скважин [RU 2575384 C1, МПК E21B 43/22 (2006.01), C09K 8/42 (2006.01), опубл. 20.02.2016], содержащий водорастворимый полимер – эфир целлюлозы (гидроксиэтилцеллюлозу или полианионную целлюлозу, или карбоксиметилцеллюлозу); сшиватель (комплексообразователь) – водорастворимую соль алюминия или меди; деструктор – капсулированный перкарбонат натрия, или гранулированный перборат натрия; утяжелитель – хлорид натрия, или хлорид калия, или хлорид кальция, или нитрат натрия, или реагент МНК; регулятор рН – уксусную, или щавелевую, или лимонную кислоту; водоудерживающую гидрофобизирующую добавку – этиленгликоль и/или глицерин, или высшие диоксановые спирты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| эфир целлюлозы | 0,8 - 2,5 |
| гидроксид щелочного металла | 0,1 - 0,7 |
| комплексообразователь | 0,19 - 0,6 |
| внутренний деструктор | 0,1 - 0,2 |
| утяжелитель | 6,5 - 22,0 |
| регулятор pH | 0,02 - 0,3 |
| водоудерживающая гидрофобизирующая добавка | 2,0 - 6,6 |
| вода | остальное |
В качестве растворимой соли меди содержит реагент Блустоун, активной составляющей которого является сульфат меди, или уксуснокислая медь. В качестве растворимой соли алюминия содержит сернокислый алюминий или щавелевокислый алюминий.
Недостатками такого состава, несмотря на наличие капсулированного деструктора, является необходимость для более полного разрушения вязкоупругого состава дополнительной закачки «активирующего состава», состоящего из кислотного компонента – лимонной или сульфаминовой кислоты; окислителя – персульфата калия, персульфата аммония, или пероксигидрата мочевины (гидроперита); неиногенного поверхностно-активного вещества – неонол АФ 9-1 или Синоксол марки В, или Реверсмол марки В; деэмульгатора – Диссолван 4411.
Используемый в этом вязкоупругом составе капсулированный деструктор содержит только окислительный компонент (перкарбонат натрия, или перборат натрия), воздействующий только на цепи полимера и не взаимодействующий с мостиками сшивки, что делает деструкцию менее эффективной и может вызвать вторичное осадкообразование агломератов геля.
Наиболее близким к заявленному изобретению является вязкоупругий состав [RU 2190753 C1, МПК E21B 33/13 (2006.01), опубл. 10.10.2002] содержащий водорастворимый полимер – полиакриламид; сшиватель – трехвалентную соль хрома; стабилизатор – хлорид аммония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| полиакриламид | 0,1 - 5,0 |
| сшиватель | 0,05 - 10,0 |
| стабилизатор | 0,1 - 5,0 |
| вода | остальное |
В качестве сшивателя используют растворимые трехвалентные соли хрома, например, Cr2(SO4)3, Cr(С2Н3О2)3, СrСl3.
Для разрушения вязкоупругого состава, после завершения работ на скважине, предлагается закачка в призабойную зону пласта водного раствора перекисного соединения: перкарбоната натрия, или персульфата аммония, или перекиси водорода, или пероксида мочевины (гидроперита).
Недостатком известного состава является отсутствие в нем внутренних деструкторов, что подразумевает проведение отдельной операции по закачке раствора деструктора в призабойную зону пласта. Проведение дополнительных процедур по закачке раствора деструктора несет ряд затрат как временных, так и финансовых. При закачивании раствора деструктора не происходит полного разрушения вязкоупругого состава из-за малой зоны контакта деструктор – вязкоупругий состав. Происходит неравномерное разрушение вязкоупругого состава, а какие-то части состава могут оказаться полностью неразрушенными.
Техническим результатом предложенного изобретения является создание вязкоупругого состава для глушения скважин, обеспечивающего регулируемое время сшивки, высокую прочность образующегося геля, регулируемое время разрушения геля без образования вторичных осадков и с сохранением фильтрационно-емкостных свойств пласта.
Предложенный вязкоупругий состав для глушения скважин, также как в прототипе, содержит полиакриламид, соль трехвалентного хрома и воду.
Согласно изобретению вязкоупругий состав для глушения скважин дополнительно содержит капсулированный комплексный деструктор, а в качестве полиакриламида содержит частично гидролизованный полиакриламид со степенью гидролиза 2,5 - 7,7 %, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| частично гидролизованный полиакриламид | |
| со степенью гидролиза 2,5 - 7,5% | 4 - 7 |
| соль трёхвалентного хрома, в пересчете на хром | 0,087 – 0,237 |
| капсулированный комплексный деструктор | 3,1 - 17,6 |
| вода | остальное |
Причем капсулированный комплексный деструктор содержит капсулированный аддукт перекиси водорода с полимерным покрытием и капсулированный комплексон с полимерным покрытием при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| капсулированный аддукт перекиси водорода | |
| с полимерным покрытием | 1,6 -12,6 |
| капсулированный комплексон | |
| с полимерным покрытием | 1,5-5,0 |
В качестве соли трёхвалентного хрома состав содержит или ацетат хрома (III), или нитрат хрома (III), или сульфат хрома (III), или их смеси и растворы.
В качестве капсулированного аддукта перекиси водорода с полимерным покрытием состав содержит или гидроперит с акриловым покрытием или перкарбонат натрия с акриловым покрытием, или перборат натрия с акриловым покрытием, или их смеси.
В качестве капсулированного комплексона с полимерным покрытием состав содержит динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты с поливинилацетатным покрытием, или лимонную кислоту с поливинилацетатным покрытием, или нитрилотриметилфосфоновую кислоту с покрытием из стиромаля, или оксиэтилендифосфоновую кислоту с покрытием из стиромаля, или их смеси, или их соли.
В составе содержание капсулированного комплексона с полимерным покрытием составляет 11 - 23 кг на 1 кг соли трехвалентного хрома, а содержание капсулированного аддукта перекиси водорода с полимерным покрытием составляет 0,3 – 1,8 кг на 1 кг частично гидролизованного полиакриламида.
Высокая прочность образующегося геля и регулируемое время сшивки достигается за счет использования частично гидролизованного полиакриламида. Частично-гидролизованный полиакриламид позволяет регулировать вязкость растворов плотностью до 1,25 г/см3 в широком диапазоне пластовых температур, с обеспечением высоких показателей структурно-механических свойств, ограничивающих проникновение жидкости глушения в призабойную зону пласта.
Для составов, содержащих частично-гидролизованный полиакриламид, время сшивки регулируется его степенью гидролиза, соотношениями концентраций его и сшивателя. С увеличением концентраций частично-гидролизованного полиакриламида и сшивателя ускоряется процесс сшивки и сокращается время сшивки. С уменьшением степени гидролиза полимера уменьшается скорость сшивки и увеличивается время сшивки. Высокая степень гидролиза нежелательна для получения вязкоупругих составов с прогнозируемым временем сшивки, например, частично-гидролизованный полиакриламид со степенью гидролиза ~10 % характеризуется неконтролируемо высокой скоростью сшивки уже при 38 °С.
Регулируемое время деструкции геля и его полное разрушение без образования вторичных осадков достигается за счет использования капсулированного комплексного деструктора. Полимерное покрытие капсулы - начинает активно растворяться только при достижении температуры более 80 °С, таким образом деструктор может высвободиться только после достижения составом призабойной зоны пласта и выдержки в течение требуемого времени.
Использование деструктора без полимерного покрытия запускает процесс деструкции сразу же после растворения, еще на этапе приготовления. Учитывая возможные отклонения и задержки во время всех технологических операций на скважине, деструкция вязкоупругого состава может произойти еще до достижения составом призабойной зоны пласта, или через сокращенное время, недостаточное для проведения ремонтных работ.
В состав деструктора входят два типа соединений, обеспечивающих разрушения геля: окислитель – аддукт перекиси водорода (гидроперит, или перкарбонат натрия, или перборат натрия, или их смеси), отвечающий за деструкцию связей в молекуле полимера; комплексон (этилендиаминтетрауксусная кислота, или лимонная кислота, или нитрилотриметилфосфоновая кислота, или оксиэтилендифосфоновая кислота, или их смеси, или их соли) обеспечивающий разрушение связей между частично-гидролизованным полиакриламидом и катионом трёхвалентного хрома за счет образования хелатного комплекса хрома, и препятствующий его выпадению из раствора.
После высвобождения деструктора полное разрушения геля достигается за 59 – 96 ч. Типовое время разрушения геля после высвобождения деструктора составляет 12 – 24 ч. Продукты разрушения геля представляют сбой гомогенный низковязкий раствор, близкий по вязкости к жидкости глушения.
Таким образом, предложенный вязкоупругий состав обладает регулируемым временем сшивки, высокой прочностью образующегося геля, регулируемым временем разрушения геля без образования вторичных осадков и с сохранением фильтрационно-емкостных свойств пласта.
В таблице 1 представлен перечень реагентов и рецептуры, использованные для приготовления вязкоупругих составов. Вода – остальное.
В таблице 2 представлены результаты измерений свойств вязкоупругих составов.
На фиг. 1 показана динамика высвобождения капсулированного комплексона при 100 °С.
На фиг. 2 показана динамика высвобождения, капсулированного аддукта перекиси водорода при 100 °С.
Пример 1.
Для получения вязкоупругих составов использовали реагенты и рецептуры, приведенные в таблице 1.
Для получения капсулированного комплексного деструктора аддукт перекиси водорода и комплексон подвергали капсулированию в псевдоожиженном слое на лабораторном оборудовании Drum coater-3, известным способом, который заключается в пропускании через слой зернистого порошка воздушного потока, нагретого до 40 – 60 °С, обеспечивающего гидродинамический режим псевдоожижения. В псевдоожиженный слой через форсунку подавали дисперсию полимера-капсулянта (поливинилацетат или акриловую дисперсию или дисперсию стиромаля). Капли капсулянта сталкивались с частицами порошка и растекались по их поверхности, образуя жидкую оболочку. За счет воздушного потока из жидкой оболочки происходило испарение растворителя с образованием твердой пленки полимера на поверхности порошка. Для получения двух слоев полимерного покрытия повторно проводили капсулирование в псевдоожиженном слое. Полученные капсулы помещали в сушильный шкаф на 2 часа.
Полученный капсулированный комплексный деструктор, обеспечивает начало высвобождение реагентов при температуре 80 - 120 °С, не ранее чем через 30 ч, но не более 120 ч (фиг. 1 и фиг. 2).
Приготовление вязкоупругого состава осуществляли на лабораторной верхнеприводной мешалке при 200 - 1000 об/мин. В стакан с пресной водой, при перемешивании, добавляли сшиватель, перемешивали 10 минут до полного его диспергирования, после чего, производили ввод комплексного капсулированного деструктора, далее, порциями, медленно вводили полимер и перемешивали еще 20 минут. Массовые концентрации реагентов загружали согласно таблице 1.
После приготовления производили замеры свойств полученного вязкоупругого состава, а именно: плотности; типа геля по классификатору Сиданска; показателя фильтрации; времени сшивки; предела текучести сшитого состава; время полной деструкции.
Плотность состава определяли при температуре 20 °С пикнометрическим методом с использованием металлического пикнометра типа П-1.
Показатель фильтрации вязкоупругого состава в условиях трещиноватого коллектора определяли с помощью модернизированного тампонирующего фильтр-пресса HPHT фирмы OFITE с применением щелевых фильтрационных сред при 90 °С.
Определение времени сшивки состава проводили при 90 °С на ротационном вискозиметре OFITE 1100 с измерительной системой коаксиальных цилиндров.
Реологические исследования, включающие измерения предела текучести (предельного напряжения сдвига после которого происходит разрушение сшитого состава), проводили на реометре Anton PaarPhysica MCR 102 Smartpave с использованием системы плоскость-плоскость в осцилляционном режиме при 90 °С.
Время полной деструкции состава определяли визуальной оценкой разрушения состава от времени его затворения до момента полного разрушения при 90 °С. После полной деструкции оценивали наличие/отсутствие вторичного осадка и вязкость разрушенного раствора.
Проведенные испытания показали, что предлагаемый вязкоупругий состав характеризуется регулируемым временем сшивки от 20 - 230 минут (таблица 2), обладает регулируемыми структурно-механическими и прочностными свойствами: тип геля по классификатору Сиданска от Н (слабо деформируемый не текучий гель) до J который характеризуется как очень прочный «звенящий» гель, предел текучести состава находится в диапазоне от 77 до 458 Па. Высокие значения структурно механической прочности состава позволяют предотвратить его фильтрацию в пласт при больших репрессиях, что подтверждается минимальным показателем фильтрации в диапазоне 0-1,5 см3 в условиях моделирования щелевых фильтрационных сред. Полное разрушение вязкоупругого состава комплексным капсулированным деструктором происходит за 59-96 часов с полным диспергированием состава, без образования осадков, до маловязкой жидкости с эффективной вязкостью при 90 °С 0,64 - 1,41 сПз.
Пример 2.
Были проведены фильтрационные исследования по моделированию процесса обработки призабойной зоны пласта добывающей скважины предложенным вязкоупругим составом и последующего освоения на установке для исследования фильтрационно-емкостных и электрических свойств керна ПИК-ОФП/ЭП, позволяющей создавать пластовые термобарические условия.
Расширенные фильтрационные исследования включали три стадии:
1. Определение абсолютной проницаемости по воде.
2. Моделирование процесса блокирования призабойной зоны пласта вязкоупругим составом с комплексным капсулированным деструктором и без деструктора.
3. Определение проницаемости по воде после блокирования вязкоупругим составом.
Для испытания был выбран вязкоупругий состав № 3 (таблицы 1 и 2).
Проницаемость образца керна после блокирования вязкоупругим составом без деструктора составила 26 % от исходной, то есть снизилась в 3,8 раза. Образец керна, на котором был использован предложенный вязкоупругий состав, содержащий капсулированный комплексный деструктор, после блокирования обладал проницаемостью 89% от исходной, то есть проницаемость снизилась в 1,1 раза. Таким образом, использованный вязкоупругий состав, содержащий капсулированный комплексный деструктор, обеспечил практически полное сохранение фильтрационно-емкостных свойств керна.
Claims (8)
1. Вязкоупругий состав для глушения скважин, содержащий полиакриламид, соль трехвалентного хрома и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит капсулированный комплексный деструктор, а в качестве полиакриламида содержит частично гидролизованный полиакриламид со степенью гидролиза 2,5-7,7 %, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
причем капсулированный комплексный деструктор содержит капсулированный аддукт перекиси водорода с полимерным покрытием и капсулированный комплексон с полимерным покрытием при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соли трёхвалентного хрома содержит или ацетат хрома (III), или нитрат хрома (III), или сульфат хрома (III), или их смеси и растворы.
3. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве капсулированного аддукта перекиси водорода с полимерным покрытием содержит или гидроперит с акриловым покрытием, или перкарбонат натрия с акриловым покрытием, или перборат натрия с акриловым покрытием, или их смеси.
4. Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве капсулированного комплексона с полимерным покрытием содержит динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты с поливинилацетатным покрытием, или лимонную кислоту с поливинилацетатным покрытием, или нитрилотриметилфосфоновую кислоту с покрытием из стиромаля, или оксиэтилендифосфоновую кислоту с покрытием из стиромаля, или их смеси, или их соли.
5. Состав по п. 1, отличающийся тем, что содержание капсулированного комплексона с полимерным покрытием составляет 11-23 кг на 1 кг соли трехвалентного хрома-сшивателя; а содержание капсулированного аддукта перекиси водорода с полимерным покрытием составляет 0,3-1,8 кг на 1 кг частично гидролизованного полиакриламида.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812302C1 true RU2812302C1 (ru) | 2024-01-29 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5048609A (en) * | 1990-12-14 | 1991-09-17 | Marathon Oil Company | Selective permeability reduction in a subterranean hydrocarbon-bearing formation using a nonselective gel |
| RU2114985C1 (ru) * | 1998-02-11 | 1998-07-10 | Некоммерческое партнерство Институт системных исследований процессов нефтегазодобычи (НП ИСИПН) | Способ глушения эксплуатационной скважины |
| RU2190753C1 (ru) * | 2001-06-21 | 2002-10-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная Компания Черногорнефтеотдача" | Способ временной изоляции интервала продуктивного пласта |
| RU2386665C1 (ru) * | 2008-11-13 | 2010-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Термостойкий вязкоупругий состав для заканчивания и ремонта скважин |
| RU2575384C1 (ru) * | 2014-12-31 | 2016-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ глушения скважин и вязкоупругий состав для его осуществления |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5048609A (en) * | 1990-12-14 | 1991-09-17 | Marathon Oil Company | Selective permeability reduction in a subterranean hydrocarbon-bearing formation using a nonselective gel |
| RU2114985C1 (ru) * | 1998-02-11 | 1998-07-10 | Некоммерческое партнерство Институт системных исследований процессов нефтегазодобычи (НП ИСИПН) | Способ глушения эксплуатационной скважины |
| RU2190753C1 (ru) * | 2001-06-21 | 2002-10-10 | Открытое акционерное общество "Нефтяная Компания Черногорнефтеотдача" | Способ временной изоляции интервала продуктивного пласта |
| RU2386665C1 (ru) * | 2008-11-13 | 2010-04-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Пермский Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти" | Термостойкий вязкоупругий состав для заканчивания и ремонта скважин |
| RU2575384C1 (ru) * | 2014-12-31 | 2016-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" (ООО "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг") | Способ глушения скважин и вязкоупругий состав для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5445223A (en) | Delayed borate crosslinked fracturing fluid having increased temperature range | |
| US9284482B2 (en) | Acidic internal breaker for viscoelastic surfactant fluids in brine | |
| US9006153B2 (en) | Oxidative internal breaker system with breaking activators for viscoelastic surfactant fluids | |
| EP1268976B1 (en) | Viscosity reduction of viscoelastic surfactant based fluids | |
| DE60213078T2 (de) | Bohrlochbehandlungsmethode | |
| US5658861A (en) | Delayed borate crosslinked fracturing fluid having increased temperature range | |
| DE2657443C3 (de) | GeIf örmige wäßrige Zusammensetzung zur Säuerung unterirdischer Formationen | |
| WO2013188413A1 (en) | Crosslinked synthetic polymer gel systems for hydraulic fracturing | |
| WO2009107017A1 (en) | Treatment fluid with oxidizer breaker system and method | |
| WO2007020592A2 (en) | Wellbore treatment compositions containing foam extenders and methods of use thereof | |
| EA011222B1 (ru) | Добавки к жидкости для гидроразрыва пласта в виде сухой смеси | |
| WO2010023602A1 (en) | Partially neutralized polyhydroxy acids for well treatments | |
| CA2635868C (en) | Oxidative internal breaker system with breaking activators for viscoelastic surfactant fluids | |
| CN102559160A (zh) | 天然气井单向暂堵剂及其应用方法 | |
| US20130045899A1 (en) | Compositions And Methods To Stabilize Acid-In-Oil Emulsions | |
| US20060135372A1 (en) | Controlled degradation of filtercakes and other downhole compositions | |
| RU2812302C1 (ru) | Вязкоупругий состав для глушения скважин | |
| CN110272726A (zh) | 一种油田压裂用发泡返排剂及其应用 | |
| CN106634911A (zh) | 一种逆相态暂堵剂及其制备方法 | |
| WO2017155524A1 (en) | Exothermic reactants for use in subterranean formation treatment fluids | |
| US20160009984A1 (en) | Novel viscous fluids systems from produced and flow back waters | |
| RU2413839C2 (ru) | Внутрипластовый кислотный разжижитель для вязкоупругих поверхностно-активных жидкостей в рассоле | |
| US20200208038A1 (en) | Microsphere compositions and methods for production in oil-based drilling fluids | |
| US20180305608A1 (en) | Carboxylated cellulose polymers for use in hydraulic fracturing operations | |
| RU2589881C1 (ru) | Вязкоупругий состав для временной изоляции продуктивных пластов |