Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для селективной изоляции водопритоков в добывающих скважинах и увеличения охвата пласта заводнением за счет выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин. Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель, ПАВ и воду, в качестве наполнителя содержит отходы производства цеолитовых катализаторов, а в качестве ПАВ - АФ_9-12 - стабилизатор состава при следующих массовых долях ингредиентов, %: силикат натрия 5-15; гипан 1-10; отходы производства цеолитовых катализаторов 0,1 -5; АФ_9-12 0,01-1; вода - остальное. Технический результат - снижение стоимости, повышение водоизолирующих свойств, повышение устойчивости дисперсной системы. 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к гелеобразующим составам для селективной изоляции водопритоков в добывающих скважинах и увеличения охвата пласта заводнением за счет выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав [1] для изоляции вод в скважинах, содержащий гидролизованный полиакрилонитрил (гипан), силикат натрия и воду. Недостатком данного состава является то, что он содержит большое количество силиката натрия (30%).

Известен гелеобразующий состав [2] для изоляции пластовых вод в скважине, который содержит гипан, силикат натрия (жидкое стекло), воду и в качестве наполнителя - нитролигнин. При приготовлении состава вначале готовят смесь силиката натрия, гипана и воды, которую перемешивают 15-20 минут. Далее при перемешивании в смесь добавляют нитролигнин и после этого перемешивают еще 3-5 минут и сразу закачивают в пласт. Недостатками данного состава являются: использование в качестве наполнителя дорогостоящего продукта - нитролигнина; необходимость быстрой закачки приготовленного состава во избежание его гелирования в поверхностных условиях или при закачке в насосно-компрессорных трубах.

За прототип принят состав [3] для ограничения притока пластовых вод в скважину, содержащий гипан, силикат натрия, глину, поверхностно-активное вещество - сульфонол и воду. Недостатками прототипа являются: образование составов повышенной вязкости из-за большого содержания гипана (до 60%), что приводит к осложнениям при закачке их в скважины; наличие в составе сульфонола, что создает дополнительные трудности в процессе приготовления состава в связи с обильным пенообразованием.

Задачами изобретения являются: снижение стоимости гелеобразующего состава, улучшение технологических и водоизолирующих свойств.

Поставленные задачи решаются применением гелеобразующего состава для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающего силикат натрия, гипан, наполнитель и воду. Новым является то, что гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель, поверхностно-активное вещество - ПАВ и воду, в качестве наполнителя содержит отходы производства цеолитовых катализаторов, а в качестве ПАВ - АФ_9-12 - стабилизатор состава при следующих массовых долях ингредиентов, %:

Силикат натрия 5-15

Гипан 01-10

Отходы производства цеолитовых катализаторов 0,1-5

АФ_9-12 0,01-1

Вода Остальное

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, а это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

Качество водоизоляционных работ зависит от технологических характеристик и водоизолирующих свойств состава. Для улучшения структурно-механических и водоизолирующих свойств гелеобразующих составов на основе силиката натрия к ним добавляют наполнители. В разработанном составе в качестве наполнителя использовали отходы производства цеолитовых катализаторов.

Отходы производства цеолитовых катализаторов - мелкодисперсный материал с активной высокоразвитой поверхностью. За счет хемосорбции формирующегося геля на поверхности частиц отходов производства цеолитовых катализаторов повышаются физико-механические и водоизолирующие свойства состава. При введении отходов производства цеолитовых катализаторов в раствор силиката натрия (ГОСТ 13078-81) и гипана (ТУ 6-01-166-89) в течение суток происходит практически полное осаждение частиц введенного наполнителя.

Данный эффект может приводить в промысловых условиях к технологическим осложнениям при закачке приготовленного заранее состава. При проведении промысловых работ также требуется, чтобы приготовленные составы были стабильньми в течение нескольких недель. В лабораторных условиях установлено, что отходы производства цеолитовых катализаторов в количестве 0,1-5% в присутствии неионогенного поверхностно-активного вещества АФ_9-12 (ТУ 2483-077-05766801-98) дают стойкую однородную суспензию. Концентрация АФ_9-12 в зависимости от содержания наполнителя составляет 0,01-1%. Эти данные получены в лабораторных условиях и представлены в табл. 1.

Приготовленная таким образом стойкая дисперсная система может храниться в технологических емкостях на производственных базах в течение 2-3 недель, а на промыслы развозиться в готовом виде, и перед закачкой состава в скважину не требуется дополнительных технологических операций.

Водоизолирующие свойства предлагаемого состава определяли на моделях пласта, которые заполняли кварцевым песком. Для этих целей фракции кварцевого песка 0,03-0,06 мм и 0,3-0,6 мм смешивали в соотношении 1:1 и 100 г полученной песчаной смеси набивали в стеклянную колонку длиной 1200 мм и диаметром 20 мм, равномерно уплотняя порции песчаной смеси. Через модель фильтровали пластовую воду (плотность 1,12 г/см³) и определяли проницаемость по воде K₁. Фильтрацию пластовой воды проводили при постоянном давлении, равном 1 м вод. ст. Затем в модель закачивали гелеобразующий состав в количестве 0,3 порового объема модели. Для обеспечения смешения компонентов непосредственно в пористой среде после закачки гелеобразующего состава осуществляли его продавку пластовой водой (0,3 порового объема модели).

После завершения закачки гелеобразующего состава и пластовой воды систему оставляли на реагирование на 48 ч. Затем возобновляли фильтрацию пластовой воды и определяли проницаемость системы К₂ после воздействия.

Проницаемость определяли по уравнению

Q - объемная скорость фильтрации жидкости, м³/с;

- вязкость пластовой воды, Пас;

l - длина модели, м;

F - площадь поперечного сечения модели, м;

Р - давление столба жидкости на модель при фильтрации, Па.

Поскольку, кроме Q, все остальные параметры для данной модели при фильтрации пластовой воды постоянны, то фактор остаточного сопротивления R_ост - отношение проницаемости по пластовой воде до и после воздействия будет равен:

Аналогично проводили эксперименты с известными составами по прототипу и аналогам. Результаты фильтрационных опытов на моделях с различными проницаемостью и соотношением ингредиентов гелеобразующего состава приведены в табл.2.

Как видно из данных, приведенных в табл.2, предлагаемый состав по водоизолирующим свойствам превосходит аналоги.

Из табл.1 и 2 видно, что экспериментальные данные позволили выявить интервалы массовых долей составных частей гелеобразующих составов, дающих наилучшие водоизолирующие свойства,%: силикат натрия 5-15; гипан 1-10; отходы производства цеолитовых катализаторов 0,1-5; АФ_9-12 0,01-1.

Использование предлагаемого состава обеспечивает по сравнению с прототипом снижение стоимости за счет уменьшения количества ингредиентов в массовых долях; повышение водоизолирующих свойств за счет введения активного наполнителя; повышение устойчивости дисперсной системы (состава) за счет введения поверхностно-активного вещества.

Источники информации

1. А.с. СССР № 1329240, МПК 6 Е 21 В 33/138. Состав для изоляции вод в скважинах / И.А. Сидоров, Ю.А. Поддубный, В.М. Сазонова и др. - Заявка № 3881869/03; заявл. 10.04.85; опубл. 09.08.95, БИ. № 22.

2. А.С. СССР № 1321805, МКИ 4 Е 21 В 33/138. Гелеобразующий состав для изоляции пластовых вод в скважине / О.А. Морозов, B.C. Горшенев, В.Р. Родыгин и др. - Заявка № 3944251/22-03; заявл. 06.08.85; опубл. 07.07.87, БИ. № 25.

3. А.с. СССР № 1298347, МКИ 4 Е 21 В 33/138. Состав для ограничения притока пластовых вод в скважину / В.А. Амиян, А.В. Амиян, В.К. Васильев и др. - Заявка № 3947212/22-03; заявл. 23.08.85; опубл. 23.03.87, БИ. № 11.

Формула изобретения

Гелеобразующий состав для изоляции водопритоков и выравнивания профилей приемистости, включающий силикат натрия, гипан, наполнитель, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит отходы производства цеолитовых катализаторов, а в качестве ПАВ - АФ_9-12 - стабилизатор состава при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:

Силикат натрия 5 - 15

Гипан 1 - 10

Отходы производства цеолитовых катализаторов 0,1 - 5

АФ_9-12 0,01 - 1

Вода Остальное