Состав для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к составам для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах. Состав содержит, мас.%: олигоорганоэтоксихлорсилоксан - 3,5-15,0, органосилилфосфат - 0,1-3,0, водf - 3,0-15,0, углеводородный разбавитель - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к составам для ограничения водопритока в нефтяные и газовые скважины, для создания водонепроницаемого экрана и выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав, представляющий собой смесь олигоорганоэтоксихлорсилоксанов (ОЭХС) [1] Недостатком состава является мгновенное взаимодействие его с пластовой водой, что усложняет технологию использования данного состава.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является состав для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах, включающий олигоорганоэтоксихлорсилоксаны с остаточным гидролизуемым хлором 0,2-0,8 мас. [2] Недостатком известного состава является очень быстрое (в течение нескольких секунд-минут) отверждение при контакте с водой, что делает невозможным предварительное смешение реагента с водой перед его закачкой в скважину (для равномерного регулируемого отверждения по всему закаченному объему) и создает определенные трудности при осуществлении технологического процесса (требует дополнительной операции оттеснение воды органическим растворителем из зоны изоляции).

Задачей изобретения является получение изолирующего материала с регулируемым временем отверждения, достаточным для осуществления технологического процесса и обладающего способностью образовывать прочную гелеобразную структуру без ухудшения остальных показателей.

Задача решается тем, что в известный состав, содержащий кремнийорганическое вещество, дополнительно вводят органосилилфосфат, углеводородный разбавитель и воду, а в качестве кремнийорганического вещества используют олигоорганоэтоксихлорсилоксан или олигоорганоэтоксисилоксан (ОЭС) при следующем соотношении компонентов, мас.

Олигоорганоэтоксихлорсилоксан или олигоорганоэтоксисилоксан 3,5-15 Органосилилфосфат 0,1-3,0 Вода 3,0-15 Углеводородный разбавитель Остальное.

ОЭХС и ОЭС представляют собой подвижную жидкость темно-зеленого цвета, имеющую вязкость, близкую к нефти, 4-6 сП и плотность 1,01-1,02 г/см³. Выпускается как продукт 119-204 по ТУ 6-02-1294-84.

Органосилилфосфаты (СФ) продукты реакции фосфорной кислоты с кремнийорганическими соединениями, протекающей с образованием связей Например, при взаимодействии фосфорной кислоты с органоалкоксисиланами, осуществляемом при простом смешении реагентов (реакция с выделением тепла): R CH₃-, C₂H₅-, C₆H₅-, C₃H₇-, или с силоксанами (процесс ведут при перемешивании и нагревании до температуры 120-170^oC): Исходные компоненты берут в соотношении: фосфорная кислота - кремнийорганическое соединение 1:6.

Получаемые продукты, органосилилфосфаты, представляют собой жидкости с вязкостью 50-100 сП и плотностью 1,00-1,08 г/см³.

Органосилилфосфат регулирует продолжительность гелеобразования и обеспечивает его в присутствии воды по всему объему состава.

Такое действие СФ на ОЭХС и ОЭС объясняется комплексом факторов, СФ совмещаются с кремнийорганическими соединениями и их растворами. Они равномерно распределяются по всему объему состава и при действии воды не переходят в водную фазу. При действии воды протекает постепенный гидролиз СФ по связям Si O P с появлением кислотных групп при фосфоре:

которые катализируют гидролиз и гидролитическую поликонденсацию ОЭХС и ОЭС по всему объему с образованием сшитых структур (гелей).

Вода вводится в состав для обеспечения процесса гелеобразования за счет гидролиза функциональных групп при атомах кремния, что сопровождается появлением силанольных групп и их конденсацией в полисилоксановые сшитые структуры:

Катализатором этих процессов является СФ и продукты его взаимодействия с водой (формула 1).

Углеводород является разбавителем, т. е. позволяет снизить скорости процессов гидролиза и поликонденсации, а также расход кремнийорганических реагентов.

В качестве углеводородного разбавителя можно использовать например, нефть, бензин и т.п.

Изоляционный состав готовится простым смешением компонентов: берут расчетное количество нефти 85,8 г (опыт 5) и при постоянном перемешивании вводят 6 г ОЭХС, затем 1,2 г СФ и 7 г воды. Раствор перемешивают в течение 5 мин. Приготовленный раствор помещают в термостат и выдерживают одну часть пробы при температуре 60^oC, а другую при 20^oC. Образование геля по всему объему при t 60^oC происходит за 160 мин, а при t 20^oC за 1450 мин.

Все составы, приведенные в таблице, готовятся аналогично.

Пример приготовления изоляционного состава на скважине. Для приготовления 1 м³ состава, содержащего компоненты в соотношении, мас.

ОЭХС или ОЭС 6
СФ 1,2
Вода 7
Нефть 85,8
потребуется ОЭХС или ОЭС 0,060 м³, СФ 0,012 м³, воды - 0,070 м³, и нефти 0,858 м³.

Для приготовления раствора используют стандартное оборудование емкость агрегата ЦА-320. В емкость агрегата заливают расчетное количество нефти и воды, добавляют ОЭХС или ОЭС и при постоянном перемешивании добавляют расчетное количество инициатора СФ. Раствор перемешивают в течение 1-2 циклов агрегата и закачивают в скважину.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что во всех опытах, приведенных в таблице, свои положительные свойства предлагаемый состав проявляет при варьировании содержания ингредиентов в следующем диапазоне: ОЭХС или ОЭС 3,5-15% СФ 0,1-3% вода 3-15% остальное углеводородный разбавитель.

При содержании ОЭХС или ОЭС менее 3,5% не происходит образования геля по всему объему, а при содержании их более 15% резко увеличивается скорость отверждения систем (пример 7).

При содержании СФ менее 0,1% не происходит катализа, а следовательно, сшивки структуры материала. При содержании СФ более 3% происходит очень быстрое схватывание состава, что делает невозможным его применение для изоляционных работ.

Изобретение направлено на увеличение продолжительности эффекта изоляции и повышение нефтеотдачи скважины.

Формула изобретения

Состав для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах, содержащий кремнийорганическое вещество, отличающийся тем, что он дополнительно содержит углеводородный разбавитель, органосилилфосфат продукт реакции фосфорной кислоты с кремнийорганическим соединением и воду, а в качестве кремнийорганического вещества используют олигоорганоэтоксихлорсилоксан или олигоорганоэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.

Олигоорганоэтоксихлорсилоксан или олигоорганоэтоксисилоксан 3,5 15,0
Органосилилфосфат 0,1 3,0
Вода 3 15
Углеводородный разбавитель Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1