Состав для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах

 

Изобретение относится к добыче нефтииз нефтенасыщенных пластов и предназначено для изоляции водопритоков в нефтяных скважинах с помощью кремнийорганических соединений. Цель - повышение эффективности водоизоляции за счет увеличения селективности состава и гидрофобности Изобретение относится к добыче нефти из нефтенасыщенных пластов, в частности к области изоляции водопритоков в нефтянных скважинах с помощью кремнийорганических соединений. Целью изобретения является повышение эффективности водоизоляции путем тампонажного камня. Для этого в составе для изоляции в качестве кремнийорганического соединения используется олигоорганоэтоксихлорсилоксаны (ООЭХС) с остаточным гидролизуемым хлором 0,2-0,8 мае. %. Получают ООЭХС путем совместной этерификации или гидролитической этерификации четыреххлористого кремния или (и) тетраэтоксисилана,или(и)трихлорсилана,или (и) кубовых остатков их производства с алкил-, алкенилили (и) арилхлорсиланами и (или) кубовыми остатками производства алкили алкенилхлорсиланов, взятых в массовом соотношении 16-70 и 84-30 соответственно. При этом совместную этерификацию или гидролитическую этерификацию ведут при температуре до 80° С и молярном соотношении активного хлора и спирта 1 :(0,8-1,2) при этерификации или соотношении активного хлора, спирта и воды 1:(0,72-1) (до 0,3) при гидролитической этерификации . Содержание остаточного гидролизуемого хлора в ООЭХС, продолжительность структуирования, способность образовывать сшитый полимер при гидролизе во всем объеме реакционной массы позволяет судить о пригодности ООЭХС в качестве водоизолирующего материала .1 табл. увеличения селективности состава и гидрофобности тампонажного камня. Состав включает олигоорганоэтоксихлорсилоксаны с остаточным гидролизуемым хлором от 0,2 до 0,8 мае. %, получаемые путем совместней этерификации или гидролитической этерификации четыреххлористого кремния или (и) тетраэтоксисилана, Ё С 00 о ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 В 33/138

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I . 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4230249/03 (22) 03.03.87 (46) 30.09.91 Бюл. ¹ 36 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений и

Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (72) А.С.Шапатин, О,Д.Грачева, И.Ю.Герасимова„А.B.Ìàëÿðåíêî, Ю.В,Земцов, Г.Н.Петров, А.В.Ряднов, С.А.Сидоров, С.П.Евстратов, А.Ф.Хмара, А.И.Маслюков, И.Н.Петрова, Л.М.Хананашвили и Н.И.Цомая (53) 622.245 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1314016, кл. Е 21 В 33/138. 1986, Авторское свидетельство. СССР

¹ 861554, кл. Е 21 В 33/13. 1978. (54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА

ПЛАСТОВЫХ ВОД В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к добыче нефти. из нефтенасыщенных пластов и предназначено для изоляции водопритоков в нефтяных скважинах с помощью кремнийорганических соединений. Цель — повышение эффективности водоизоляции за счет увеличения селективности состава и гидрофобности

Изобретение относится к добыче нефти из нефтенасыщенных пластов, в частности к области изоляции водопритаков в нефтянных скважинах с помощью кремнийорганических соединений.

Целью изобретения является повышение эффективности водоизаляции путем

„„Я „„1680949 А1 тампонажного камня. Для этого в составе для изоляции в качестве кремнийорганического соединения используется олигоорганоэтоксихлорсилоксаны (ООЭХС) с остаточным гидролизуемым хлором 0,2 — 0,8 мас. %. Получают ООЭХС путем совместной этерификации или гидролитической этерификации четыреххлористого кремния или (и1 тетраэтоксисилана, или (и) трихлорсилана, или (и) кубовых остатков их производства с алкил-, алкенил- или (и) арилхлорсиланами и (или) кубовыми остатками производства алкил- и алкенилхлорсиланов, взятых в массовом соотношении 16 — 70 и 84 — 30 соответственно. При этом совместную этерификацию или гидролитическую этерификацию ведут при температуре до 80 С и малярном соотношении активного хлора и спирта 1:(0,8-1,2) при этерификации или соотношении активного хлора, спирта и воды

1:(0,72 — 1) (до 0,3) при гидролитической этерификации. Содержание остаточного гидролиэуемого хлора в ООЭХС. продолжительность структуирования, способность образовывать сшитый полимер при гидролизе во всем объеме реакционной массы позволяет судить о пригодности

ООЭХС в качестве водоизолирующего материала.1 табл. увеличения селективности состава и гидро- д фобности тампонажного камня.

Состав включает олигоорганоэтоксихлорсилоксаны с остаточным гидролизуемым хлорам от 0,2 да 0,8 мас, %, получаемые путем совместной этерификации или гидролитической этерификации четыреххлористого кремния или (и) тетраэтоксисилана, 1680949 или(и)трихлорсилана.или(и).кубовыхостатков (к,о.) их производства с алкил, алкенилили (и) арилхлорсиламина и (или) кубовыми остатками производства алкил- и алкенил хлорсиланов, взятых в соотношении от

16 до 70 и от 84 до 30 мас. % соответственно, причем совместную этерификацию и гидролитичес кую этерификацию ведут п ри температуре до 80 С.и молярном соотношении активного хлора и спирта 1:(0,8 — 1,2) при этерификации. При гидролитической этерификации соотношение активного хлора, спирта и воды составляет 1;(0,70 — 1):(до 0,3).

Продукт совместной этерификации или гидролитической этерификации неорганических производных кремния и органохлорсиланов представляет собой смесь, состояЩую из олигоорганоэтоксихлорсиланов, силоксанов, силалкиленов и их сополимеров. Содержание остаточного гидролизуемого хлора в смеси от 0,2 до 8 мас, %. этоксигрупп от 13 до 32 мэс. %, вязкость смеси колеблется от 6,6 до 44,5 сСт., плотность около 1 г/см .

Указанные соединения используются без выделения йх из реакционной среды, Хлористый водород, образующийся в ходе реакции, способствует в дальнейшем гидролизу этоксигрупп в присутствии плэстовой воды с образованием полимера сшитой структуры, надежного изолирующего экрана в водонасыщенной части пласта.

Использование при этерификации хлорсодержащих кремнийорганических соединений определенных молярных количеств спирта по отношению к грамм-иону хлора обусловлено тем, что при меньшем молярном содержании спирта, чем в соотношении 1 г-и хлора: 0,7 м спирта образуется продукт с содержанием остаточного гидролизуемого хлора более 8 мас. %; при большем моля рном содержании спирта, чем в соотношении 1 r-и хлора: 1,2 м спирта наблюдается непроизводительное расходование реагентов, не приводящее к улучшению свойств продукта, В случае гидролитической этерификации, увеличение содержания воды более 0,3 м по отношению к 1 г/и активного хлора может привести к образованию сшитого полимера прямо в реакционной смеси.

Верхний предел температуры этерификации или гидролитической этерификации определяется температурой кипения спир-та при повышенной температуре имеет место нежелательное удаление спирта из реакционной зоны.

Водоизолирующие селективные и гидрофобизирующие свойства составов представлены в таблице.

Водоизолирующая способность кремнийорганических соединений оценивалась по снижению проницаемости кернов для воды после обработки

8=(К1 — К2/Кл) ° 100%, где K> — проницаемость водонасыщенных естественных кернов по воде;

Kz — проницаемость кернов по воде после обработки кремнийорганическим соединением и выдержке в условиях, 5

10 моделирующих пластовые.

Селективные свойства кремнийорганических составов оценивались по изменению проницаемости кернов для нефти (керосина) после обработки отгоняют непрореагировавший. спирт. Получается продукт с содержанием остаточного гидролизуемого хлора 3,5 мэс. %, временем гелеобразования 1 мин 50 с, образующий

50 тампонажный камень во всем объеме реакционной массы.

Пример 2. В смесь, состоящую из 4 8 г ЧХК; 25,2 к,о, МХС, взятых в весовом соотношении, как 16 к 84 мас. % соответственно. при 45о С вводят абсолютированный спирт, 55 затем после 40 мин выдержки реакционной смеси вводят водноспиртовую смесь. Общее количество введенного спирта и воды

37 и 2,7 г соответственно; соотношение комК вЂ” Кп

$ — п п, 1QQ%

Кй где Кй — проницаемость керна для нефти

20 (ePoc Ha); я

К и — проницаемость керна для нефти (керосина) после обработки кремнийорганическим соединением и выдержки в условиях, моделирующих пластовые.

Гидрофобизирующую активность кремнийоргэнических соединений оценивают по абсолютному и относительному снижению величины капиллярной пропитки после гидрофобизации

30 р àá=KO(Êã(ðàý); уотн=(Ко Кг/Ko) 100%, где Ко — коэффициент капиллярной пропитки керосинонэсыщенных кернов водой;

Кг — коэффициент капиллярной пропитки обработанных кремнийорганическими реагентами кернов водой (коэффициент капиллярной пропитки после гидрофобизации).

Пример 1. В смесь, состоящую из 100 г к.о. МХС; 20 r к.о, BTXC и 80 г ЧХК, взятых

40 в весовом соотношении кэк 60 к 40 мас, % соответственно при 45 С, вводят водно-спиртовой раствор, состоящий из 120 г абсолютированного спирта и 9 r воды; соотношение реагентов: активный хлор (г-и):

45 спирт(м): вода (м)=1:1:0,0;14, Смесь перемешивают при 78-80 С в течение 3 ч. затем

1680949

20

50

55 понентов: акт. хлор (г-и): спирт (м); вода (м)=1:0,72:0,14. Смесь перемешивают при

78 — 80О С в течение 1 ч, затем отгоняют непрореагированный спирт. Получается про,дукт с содержанием остаточного гидролизуемого хлора 4,7 мас., временем гелеобразования 1 мин 3 с, образующим тампонажный камень во всем объеме реакционной массы.

Пример 3. В смесь, состоящую иэ 9 r

ЧХК; 5 г к.о, МХС; взятых в весовом соотношении как 23 к 77 мас. .Д соответственно, при 20 С вводят водноспиртовой раствор, состоящий из 37 г спирта и 3 г воды; соотношение реагентов: акт. хлор (г-и): спирт (м): вода (м)=1:1:0,14. Смесь перемешивают при

78-80 С в течение 3 ч, затем отгоняют непрореагировавший спир . Получается продукт с содержанием остаточного гидролизуемого хлора 0,5 мас. % временем гелеобразования 2 м, образующим тампонажный камень во всем объеме реакцонной массы, Пример 4. В смесь, состоящую из 5 г

Т30С; 25 г к.о. МСХ, взятых в весовом соотношении, как 17 к 83 мас. % соответственно, при 30о С вводят 26,6 г абсолютированного спирта, затем после 40-минутной выдержки реакционной смеси вводят еще 13,4 г спирта (соотношение реагентов: активный хлор (г-и): спирт (м)=1:0,8. Затем отгоняют непрореагировавший спирт. Получается продукт с содержанием остаточного гидролиэуемого хлора 4 мас. %, временем.гелеобраэования 2 мин, образующим тампонажный камень во всем объеме реакционной массы, Пример 5. В смесь, состоящую из 10 г к.о. ТХС; 46,2 г к.о. МХС, взятых в весовом соотношении как 17,8 к 82,2 мас, % соответственно, при 20 С вводят спирт в количест-, ве 44,2 г; соотношение реагентов: активный хлор (г-и); спирт (м)=1:1,2. Смесь перемешивают при 78 — 80 С в течение 3 ч, затем отгоняют непрореагировавший спирт..Получается продукт с содержанием остаточного гидролизуемого хлора 0,5 мас. %, временем гелеобразования 2 мин, образующим тампонажный камень во всем объеме реакциОнной с массы.

Пример 6. В смесь, состоящую из 15

r ТЭОС и 15 г ФТХС, взятых в весовом соотношении как 50 г 50 мас. % соответственно, при 30 С вводят водноспиртовую смесь, состоящую из 7,4 г абсолютированного спирта и 1,1 г воды; соотношение реагентов акт. хлор (г.-и): спирт (м); вода (м)=1:0,8:0,3.

Смесь перемешивают при 78 — 80 С в течение 3 ч, затем отгоняют непрореагировавший спирт. Получается продукт с содержанием остаточного гидролиэуемого хлора 4 мас. %, временем гелеобраэования 2 мин, образующий тампонажный камень во всем объеме реакционной массы.

Увеличение содержания остаточного гидролизуемого хлора в продукте выше 8 мас. приводит к меньшей продолжительности его структурирования (до нескольких секунд и долей секунд), что приводит к потере эксплуатационных свойств продукта, а также повышению его токсичности, Уменьшение содержания остаточного гидролиэуемого хлора в продукте ниже 0,2 мас. приводит к увеличению продолжительности структурирования продукта более 1 ч и соответственно создается возможность вымывания реагента из зоны изоляции.

Продукт, содержащий в составе исходного сырья производное кремния в количестве 8, мас, и более, образует при гидролизе хрупкий полимер, который легко растрескивается, продолжительность структурирования которого настолько велика, что реагент может быть вымыт из зоны

ИЗОЛЯЦИИ.

Представленные в таблице данные позволяют сделать заключение о высоких изолирующих свойстоах состава, характеризуется повышенной гидрофобиэирующей активностью и селективностью.

Эти свойства обусловливают уменьшение непроизводительного расхода реагентов, увеличение продолжительности эффекта изоляции и повышение нефтеотдачи скважины.

Формула изобретения

Состав для изоляции притока пластовых вод в нефтяных скважинах, включающий крем нийорганическое соединение, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности водоизоляции за счет увеличения селективности состава и гидрофобности тампонажного камня, в качестве кремнийорганического соединения используют олигоорганоэтоксихлорсилоксаны с остаточным гидролизуемым хлором 0,2 — 0,8 мас. %, полученные путем совместной этерификации или гидролитической этерификации четыреххлористого кремния, или (и) тетраэтоксисилана, или(и)трихлорсилана, или ., (и) кубовых остатков их производства с алкил-, алкенил- или (и) арилхлорсиланами и (или) кубовыми остатками производства алкил- и алкенилхлорсиланов в количестве 1670 и 30 — 84 мас. соответственно при температуре до 80 С и молярном соотношении активного хлора и спирта 1:(0,7-1,2).

1680949

Соотношение 1 ги С1:спирт (м):Н О (м) идрофобиз иующая активость, Ж

Максимальное снижение проницаемости,X

1 по нефти по во(3 о н

98,4 11, 3 3,6 72,1

100 144 45 778

99,6 8, 9 3,9 74,5

100 18,6 5,3 81, 1

100 214 76 866 (43,5: 13: 43, 5) к.о. МХС + ТЭС (71,4:28,6) к.о. МХС + ЭС-40 (66,7:33,3)

ТХС + к.о. ЭХС (17:83) 1:1:0,14 100

1:1:0,14 99,4

1:1:0,14 100

1:1:0,14 99,9

1:1:0,14 97,3

1:0,72:0,14 100

1:1:0,14 99,8

1:0,8 100

17,6 7,1

14,8 7,9

15,4" "8 3i

4,1

12,6

16 1

10 ЧХК+к.о.МХС+к.о.ВТХС (40:60)

11 ЧХК + к.о. MXC (16:84)

12 ЧХК + к.о. МХС (23:77)

13 ТЭОС + к.о. МХС (17:83) 4,4

4,7

17,8

17,6

7,7

7,8

3,8

7,0

87,2

73,7 . -85,7

15,3

14,9

14 к.о. ТХС + к.о. MXC (17,8:82,2) 1:1,22 100

15 ФТХС + ТЭОС (50:50) 1:0,.8:0,3 99,8

19,9

П р и м е ч а н и е. Условные обозначения: ЧХК - четыреххлористый кремний;

ТХС вЂ” трихлорсилан; к.о. — кубовые остатки производства соответствующих соединений; MXC - метилхлорсилан; ТЭС— тетраэтоксисилан; ЭС-40 — этилсиликат-40.

Составитель Л.Бестужева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э.Лончакова

Редактор С.Лисина

Заказ 3295 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного коми1ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Пример Исходные компоненты при синтезе материала, мас.т

1 к.о. МХС + ЧХК (67:33)

2 к.о. МХС + ЧХК (71:29)

3 к.о. МХС + ЧХК (59141)

4 к.о. МХС + ЧХК (50:50)

5 к.о. МХС + ЧХК (30:70)

6 к.о. МХС+к.о.ТХС+к.о.TÇOC

1: 1:0,14

1! 190914

1:1:0,14

13130 14

1:1:0,14

85,9

87 5 .87 6

77,6

77,3

78,8

-87,0