SU1763637A1 - Состав дл изол ции водопритока в скважину - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности. Состав дл  изол ции водопритока в скважину содержит 0,0050 - 1,000% полиакриламида с мол. м. от 5 х Ю6 до 18 хЮ6 усл. ед. со степенью гидролиза 5 - 30%, 0,00017 - 0,40000% хромата или бихромата одновалентного катиона , 0,0025 - 0,2000 неорганической кислоты, 0,0040 - 0,5000% неионогенного ПАВ - ок- сиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или блок-сополимеры окисей этилена и пропилена на основе диамина или диола (неонолы АФ-6, АФд-12, СНО-ЗБ, проксамии и про- ксанол) и вода - остальное. В водный раствор полиакриламида ввод т кислотный раствор хроматов и неирногенного ПАВ. Компоненты состава перемешивают. К. характеристика состава. Через 1 -2 сут модуль упругости 16 н/м2, предел прочности 109 н/м% СФ 120. 1 табл. со с

Description

Изобретение относитс  к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам дл  изол- ции водопритока в нефт ные скважины и регулировани  профил  приемистости нагнетательных скважин .

Известны водоизолирующие составы, содержащие полиакриламид (ППА), поверхностно-активное вещество (ПАВ), хромсо- держащее вещество (хромкалиевые квасцы или конденсированную хромсодержащую сульфит-спиртовую барду), диссоциирующее в воде с образованием катиона-хрома, и воду. Однако недостатком этих составов  вл етс  то, что катион-хрома, наход щийс  в водном растворе состава, активно адсорбируетс  на породе пласта, что снижает степень сшивки молекул полиакриламида и,

следовательно, прочность или изолирующие свойства гел , образующегос  в пласте. Кроме того, эти составы не хран тс  долго, так как период гелеобразовани  их составл ет 16 - 48 ч.

Известен состав, содержащий полиакриламид , хроматы одновалентного катиона и алифатические или ароматическ/,е спирты , используемые в качестве восстановител  хроматов до катиона-хрома при рН 1-3, регулируемого добавлением сол ной или серной кислот и воду. Эти составы хран тс  сколько угодно долго, не образу  гел , и только при закачке в пласт при повышении рН выше 5 за счет нейтрализации к/юлоты в пласте образуетс  гель, Недостатком этого состава  вл етс  то, что в случае использовани  спиртов в качестве восстановител 

VI

О

со

iQs

i00 XI

хромата в катион-хрома сшивка полимера трехвалентным хромом в присутствии ди- карбоновых кислот, образующихс  при окислении спиртов хроматами, проходит малоэффективно с образованием непроч- ной сшитой полимерной структуры, так как дикарбоновые кислоты не участвуют в сшивке ПАА катионом хрома.

Цель изобретени  - улучшение изолирующих свойств состава за счет увеличени  его структурной прочности, модул  упругости и скрин-фактора.

Указанна  цель достигаетс  тем, что состав дл  изол ции водопритока в скважину, включающий полиакриламид, хромат или бихромат одновалентного катиона, восстановитель , неорганическую кислоту и воду, согласно изобретени  содержит полиакриламид с мол. м. 5 х 106 - 18х 10 усл. ед. со степенью гидролиза от 5 до 30%, а в качестве восстановител  - неионогенное поверхностно-активное вещество - оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или блок-сополимеры окисей этилена и пропилена на основе диамина или диола при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид с мол. м. от5х 106до 18 х 106 со степенью гидролиза

от 5 до 30%0,0050-1,000

Хромат или бихромат одновалентного

катиона0,00017-0,04000

Неорганическа  кисло-

та0,0025 - 0,2000

Неионогенное ПАВ-окси- этилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или блок-сополимеры окисей этилена и пропилена на основе диамина

или диола0,0040 - 0,5000

Вода Остальное

В качестве неорганической кислоты используют сол ную или серную кислоту. В составе-прототипе дл  получени  сшивате- л -трехвалентного хрома их хроматов ис- польЗуют в качестве восстановител  водорастворимые алифатические или ароматические спирты При этом в образовании сшитого полимера участвуют катион-хрома и низкомолекул рна  дикар- бонова  кислота, например щавелева , об- разующа с  при окислении этилового спирта бихроматом одновалентного катиона . Однако прочность или изолирующие свойства образующегос  в этом составе сшитого полимера невысокие за счет диссоциации соли (св зи) хрома с карбоксильными группами дикарбоновых кислот. В пред- лагаемом составе в качестве восстановител  используют неионогенные ПАВ, которые окисл ютс  бихроматом при рН 1- 3 по следующему уравнению реакции на примере оксиэтилированного нонилфе- нола, бихромата кали  и сол ной кислоты:

ЗСНз(СН2)8 СбН4(ОС2Н4)п ОН + 5К2СГ207

+ 40HCI-X3 НООС(СН2)8 СбН4(ОС2Н4)п-1 ОСН2СООН + 10СгС1з + 10KCI + 26Н20

В результате реакции образуютс  смешанного (анионно-неионного) типа ПАВ и трехвалентный хром, которые сшивают молекулы полимера, например гидролизован- ного полиакриламида, при повышении рН выше 3 с образованием пространственной стеки, в которой св зь катиона хрома с карбоксильной группой смешанного типа ПАВ в отличие от состава-прототипа мало диссоциирует , что обеспечивает улучшение прочности образующегос  гел  по сравнению с прочностью гел  состава - прототипа. Кроме того, прочность гел  и, следовательно, изолирующие свойства данного состава дополнительно усиливаютс  за счет взаимодействи  амидной группы полиакриламида с неподеленной парой электрона кислорода оксиэтиленовой группы смешанного типа ПАВ. Такое взаимодействие в составе - прототипа отсутствует. В отличие от составов- аналогов, содержащих также ПАВ, как и данный состав, в последнем НПАВ, окисленный хроматом до дикарбоксильного НПАВ, участвует в сшивке полиакриламида катионом-хрома за счет образовани  малодиссоциируемой прочной св зи карбоксильной группы НПАВ с катионом хрома и ПАА при ион-ионном взаимодействии их. В составах-аналогах полиакриламид сшиваетс  только катионом хрома, а молекулы ПАВ, не участву  в сшивке ПАА, модифицируют сшитый полимер малопрочной св зью ди- поль-дипольного взаимодействи  дл  анионных ПАВ или взаимодействием амидной группы полиакриламида с неподеленной парой электрона кислорода оксиэтиленпвой группы неионогенного ПАВ.

В результате составы-аналоги имеют менее прочную сшитую структуру полимера , чем данные составы. Дл  приготовлени  данного состава используют 0,005 -1,0% водные растворы полимера с мол. м. 5 х 10

-18 х 106 с содержанием карбоксильных групп 5 - 30%, 1-2% воднокислотные растворы хромата одновалентного катиона с неионогенным ПАВ в количестве, достаточном дл  восстановлени  шестивалентного хрома до трехвалентного, имеющий рН 0,5

-1,5. Оба раствора смешивают в требуемом

соотношении, рН полученного состава при этом составл ет 1 - 3. Приготовленный состав хранитс  сколько угодно долго, не сши- ва сь. Однако при закачке состава в нефт ной пласт при повышении рН выше 3 за счет реакции кислоты с породой и смешени  с пластовыми жидкост ми, происходит сшивка полимера и анионно-неионогенного ПАВ трехвалентным хромом с образованием в зкоупругого гел  или сшитой структуры поверхностно-активного полимера. Последний блокирует пористую среду, в которой он образовалс , от проникновени  через нее закачиваемой или извлекаемой из пласта воды, измен   направление закачиваемой воды в слаборазрабатываемые неф- тенасыщенные зоны, т. е. позвол ет изолировать поступление воды в скважину или регулировать разработку нефт ного месторождени  методом заводнени .

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

Дл  приготовлени  составов берут в качестве полимера полиакриламид мол. м. 18 млн и степенью гидролиза 14% (П-1) мол. м. 5 млн и степенью гидролиза 30% (П-2)имол. м. 10 млн и степенью гидролиза 5% (П-3). В качестве хроматов - бихромат натри  (БХН) и кали  (БХК), в качестве неионогенного ПАВ - неонолы АФ-6, АФэ-12, СНО-ЗБ, про- ксамин 385 и проксанол 305 (блоксополиме- ры окисей этилена и пропилена на этилен-диамине - диамине и этиленглико- ле-диоле, соответственно), Из этих компонентов готов т 0,001 - 1,0%-ный водный раствор полимера, 1%-ный раствор хроматов и 25% НПАВ в сол но- или сернокислотном водном растворе. Перед исследованием составов в водный раствор полимера ввод т кислотный раствор хроматов и НПАВ при перемешивании. Получают исследуемые составы с рН 1 -3 и после их нейтрализации до рН 7 10%-ным раствором карбоната натри  оденивают изолирующие свойства их по структурной прочности, модулю упругости и скрин-фактору после выдержки их в течение 1 - 2 сут. Составы по прототипу готов т также, но без НПАВ, а с этиловым спиртом в качестве восстановител . При этом при приготовлении кислотной смеси спирта с хроматом спирт добавл етс  в том же эквимолекул рном количестве как и в случае смеси НПАВ с хроматом.

Состав-аналог готов т путем растворени  в растворе ПАА неонола АФ-12, а затем в этот раствор ввод т 1 %-ный водный раствор хромкалиевых квасцов (ХКК) до получе- ни  требуемого содержани  ХКК дл  сравнени  с данным составом. Прочность приготовленных составов определ ют на

приборе Реогель-001 с измерительным узлом типа коаксиальных цилиндров с вращением внешнего цилиндра под действием приложенной нагрузки. Приложенное напр жение , соответствующее максимальному углу закручивани , рассматриваетс  как предел прочности (Рк) структуры гел . Сшитую систему получают непосредственно в измерительном узле прибора, чтобы избежать

0 разрушени  сшитой структуры при загрузке его в узел. Из полученной кривой зависимости напр жение-деформаци  определ ют модуль упругости (G), соответствующий тангенсу угла наклона начального, пр молинейного

5 участка кривой зависимости напр жение-деформаци . Дл  оценки изолирующих свойств составов с низкой концентрацией полимера определ ют скрин-фактор (СФ) их на сетчатом скрин-вискозиметре по отношению вре0 мени истечени  50 мл испытываемого состава из скрин-вискозиметра к времени истечени  того же объема растворител . Чем больше скрин-фактор, тем выше изолирующие свойства испытанных составов. Изолирующие

5 свойства составов-прототипов, составов- аналогов и данных составов приведены в таблице.

Из таблицы видно, что прочность структуры , модуль упругости и скрин-фактор данных

0 составов выше, чем у составов-прототипов (ср. составы 1 и2сЗ,4, 6с7,13с 16и 14с 17) и составов-аналогов (ср. составы 1 с 12 и 14 с 20). Однако данные составы с содержанием полимера ниже 0,005, хромата ниже 0,00017,

5 НПАВ ниже 0,004 и кислоты ниже 0,0025 мас,% про вл ют невысокие технологические свойства, которые сопоставимы со свойствами состава по прототипу (ср. составы 15 и 18). Таким образом, нижним пределом со0 держани  ингредиентов в данном составе  вл етс  дл  полимера 0,005, хроматов 0,00017, НПАВ 0,004 и кислоты 0,0025 мае. %, за верхний предел содержани  компонентов в за вл емом составе принимаем, исход  из

5 технико-экономических соображений (высокой стоимости состава и большого расхода компонентов) дл  полимера 1,0, хроматов 0,04, НПАВ 0,5 и кислоты 0,2 мас.%.

Технологи  применени  составов про0 ста и заключаетс  в закачке их в пласт до снижени  приемистости скважины на 20 - 50%, продавка состава из ствола скважины в пласт водой, выдержке в пласте в течение 16 - 24 ч и пуска скважины в эксплуатацию

5 дл  нефт ных скважин или закачки воды дл  нагнетательных скважин. Использование изобретени  позволит повысить качество изол ционных работ по ограничению водо- притока в нефт ные скважины и может быть

применено дл  регулировани  разработки

месторождений при заводнении, что приведет к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды) на каждую скважино-операцию.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Состав ъп  изол ции водопритока в скважину, включающий полиакриламид, хромат или бихромат одновалентного катиона , восстановитель, неорганическую кис- лоту и воду, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  изолирующих свойств состава за счет увеличени  его структурной прочности, модул  упругости и скрин-факто- ра, он содержит полиакриламид с мол. м. 5 х 106 - 18 х 106 усл. ед. со степенью гидролиза 5 - 30%, а в качестве восстановител  - нейоногенное поверхностно-активное вещество - оксиэтилированные моноалкилфе- нолы на основе гримеров пропилена или блок-сополимеры окисей этилена и пропиена на основе диамина или диола при слеующем соотношении компонентов, мас.%:

   полиакриламид с

   мол. м. 5хЮ6-18х 106 у . е. со степенью гидролиза от 5-30%-0,005-1,000;

   хромат или бихромат

   одновалентного

   катиона-0,00017-0,04000:

   неорганическа 

   кислота -0,0025 - 0,2000;

   неионогенное поверхностно-активное вещество

   оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена или

   блок-сополимеры окисей

   этилена и пропилена на

   основе диамина или

   диола -0,004 - 0,500;

   вода -остальное.

   Составы дл  изол ции водопритока и их изолирующие свойства Сс, р„. ty