Способ получения пенообразующего состава

 

Использование: нефтегазодобывающая промышленности, технология получения пенообразующих составов для ограничения водопритоков в скважины. ЛДелГ- улучшение изолирующей способ- . ности состава за счет повышения устойчивости пены. Сущность изобретения: в емкости с мешалкой растворяют в углеводороде полиизобутилен. В раствор вводят пенообразователь, хлористый кальций и частично разбавляют водой. Остальное количество воды вводят перед использованием состава„ Соотношение компонентов, мас.%: полиизобуч тилен 0,1-0,5; углеводород 1,0-2,5; пенообразователь 0,75-,0; хлористый кальций 1,0-3,0; вода - остальное. Положительный эффект: понижение водопроницаемости пористой среды в 2,5 раза, увеличение периодичности изоляi 1,5 раза. 3 табл. водо.- изоляционных обработок скважин в

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (И) (51)5 Е 21 В 43/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ НТН ОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4749361/03 (22) 19..07.89 (46) 30.11.92. Бюл. Р 44 (71} Институт проблем глубинных нефте" газовых месторождений .АН АэССР (72) А,А. Саркисов, А.M. Дадашев и E.Ñ. Жидков (56) Васильев В.К. и др. Поверхностно-активные вещества для образования пен, используемых в нефтегазодобыче, И, ВНИИОЭНГ, 1976, с. 23"30.

Авт.св. СССР Р 933962, . Е 21 В 43/43, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНООБРАВУЮЩЕГО

СОСТАВА (57) Использование: нефтегазодобываю= щвя промышленности, технология полу" чения пенообразующих составов для or"

Изобретение относится:к: нффтедо", бывающей промышленности, в частности, к способам получения пенообразующих составов для ограничения водопритоков в скважины.

Известен способ получения пенооб" разующего состава, включающий перемешивание поверхностно-активного ве" щества, воды и стабилизатора. Недостаточно высокая устойчивость получае" мой этим способом пены, снижает эффективность ограничения водопритоков в скважину.

Наиболее близким к предлагаемому (прототипом и базовым объектом) явля ется способ получения пенообразующего

: раничения водопритоков в скважины.

"Цель " улучшение изолирующей способ" : ности состава за счет повышения устойчивости пены. Сущность изобретения: в емкости с мешалкой растворяют в уг" леводороде полиизобутилен. В раствор вводят пенообразователь, хлористый кальций и частично разбавляют водой.

Остальное количество воды вводят перед использованием состава. Соотно" шение компонентов, мас.3: полииэобуп тилен 0,1-0,5; углеводород 1,0"2,5; пенообразователь 0,75»4,0; хлористый кальций 1,0-3,0; вода - остальное.

Положительный эффект: понижение водопроницаемости пористой среды в 2 5 раза, увеличение периодичности водо.изоляционных обработок скважин в

1,5 раза. 3 табл.

° еЪ 4 состава для ограничения водопритока в скважину, включающий перемешивание QQ пенообразователя и углеводорода с пос- ) ) ледующим вводом в эту смесь хлористо- 0О го кальция и частичное разбавление водои и введение остального количества воды перед использованием состава.

Недостатком этого способа является невысокая устойчивость получае" мои пены, отрицательно влияющая на изолирующую способность состава.

Цель изобретения " улучшение изо" лирующей способности состава эа счет повышения устойчивости пены.

Укаэанная цель достигается тем

1 что в известном способе получения

1778283 пенообразующего состава, включающем перемешивание пенообразователя и уг" леводорода с последующим вводом в эту смесь хлористого кальция, частич" 5 ное разбавление водой и введение ос" тального количества soAbi перед его использованием, дополнительно, перед смешиванием пенообразователя с угле" ,водородом, в углеводороде растворя- 10 ют полиизобутилен, при следующем соотношении компонентов, мас. : полиизобутилен 0,1-0,5 углеводород 1,0-2,5 пенообразоваталь 0,75"4,0 15 хлористый кальций 1,0"3,0, вода остальное

В качестве пенообразователя ис-пользуются сульфонол, ОП"10, МЛ-80 и др. ПАВЫ. м

В качестве углеводородов исполь" зуются нефть, вазелиновое масло, керосин и др.

Полиизобутилен является продуктом низкотемпературной полимеризации иэо" 25 бутилена, имеет структурную формулу о

3 Ъ

l 1

-С-СН - - С-CH—

30 сн, сн, и представляет собой высокомопекулярное соединение, бесцветный каучуко" подобный продукт. Каучукоподобный пластичный полиизобутилен с молеку „". 35 лярным весом 80000-200000 и плотностью - 0,93 г/см образуется при 103 С, растворим в углеводородах и не растворим в воде.

Пенообразующий состав готовят; спе" дующим образом. В емкость с мешалкой подают углеводород и полиизобутилен, Тщательно перемешивают и в полученный углеводородный, раствор полииэо" бутилена вводяТ пенообраэователь (ПАВ), хлористый кальций и после добавления 3-43 воды от ее общего коли- . чества вновь всю массу перемешивают, эб . Частичное растворение водой применяет" ся для удобства последующей трансаор" тировки состава от места изготовления до места использования. Остальное количество воды вводят непосредственно перед закачкой состава в скважину.

В зависимости от соотношения ингредиентов плотность получаемого состава

998-1028 кг/м, вязкость 4,343

11,836 мПа ° с, кратность образующейся пены 3,2-4,3.

Предварительное растворение поли" изобутилена в углеводороде перед введением пенообразователя приводит к накоплению его молекул на внешней поверхности пленки пузырьков газа (из"за нерастворимости в воде они вы" тесняются на границу раствор"воздух), что придает дополнительную механичес" кую прочность пленке и существенно уменьшает диффузию воздуха (газа) через межпузырьковые пленки, связанную с разностью давлений в различных по величине пузырьках. В результате.по" вышается устойчивость пены.

Проверка эффективности предлагаемого состава осуществлялась в лабораторных условиях путем оценки проч" ности образующейся пленки,стабильнос" .ти пены и изменения фазовой проница" емости пористой среды для воды после обработки ее предлагаемым раствором.

Все эти показатели сопоставлялись с аналогичными показателями базового объекта.

Для проведения экспериментов были подготовлены 90 пенообразующих соста" вов с различными соотношениями компо" нентов по 100 см каждый (табл. 1).

В качестве ПАВ использовался суль"

Фанол (составы 1-30), ИЛ-80 (составы

31-60) и ОП"10 (составы 61-90).

В качестве углеводородов " вазели" новое масло (составы l""10, 31-39, 61"70), нефть (составы 11-19, 40-48, 71"79) и керосин (составы 20-30, 49"59, 80"90).

Составы 1,2,11,20,21,31,32,40,49,50, 61,62,71,80 и 81 приготовлены в соот» ветствии с базовым объектом. Остальные - в соответствии с предлагаемым решением.

В первой серии экспериментов оцени» валась устойчивость пен, образующихся из базового и предлагаемого сос" тавов после перемешивания их в течение . 5 мин в мешалке с h = 5000 об/мин.

Устойчивость пен оценивалась по вре" мени выделения из нее 503 объема при" готовленной жидкости..

Результаты экспериментов приведены в графе 6 табл. 1.

Из анализа данных табл. 1 следует что во всех случаях пена, приготов-. ленная на основе предлагаемого соста"

5 177828 ва значительно устойчивей пены, при".. готовленной на основе базового состава °

Вне. зависимости от вида выбранного углеводорода устойчивость пены по сравнению с базовым объектом возрас" тает в 1,7-6,2 раза. Однако наиболь" шие абсолютные значения устойчивости пены достигаются, при:.Использова" нии керосина в качестве углеводород" ной составляющей состава.

Наилучшие результаты с техничес" кой точки зрения и целесообразные с экономической точки зрения достига". 15 ются при изменении содержания ПАВ от 0,75 до 4,0>, углеводородной составляющей от 1,0 до 2,5В, хлористого кальция от 1 0 до 3,03 и полиизобутилена от 0,1 до 0,5>, 20

Во второй серии экспериментов, ре" зультаты которых сведены в табл. 2, сопоставлялись прочностные характе" ристики пен, приготовленных на осно" ве базового и предлагаемого составов. 25

Прочность пленок пен оценивалась по методу Максвелла. Для этого на проволочной рамке с одной подвижной сто" роной создавали пленку„пены и подве" шиванием на подвижную сторону рамки разновесов определяли удельную наг" рузку, .необходимую для разрыва пленки.

Эксперименты проводились на баэо" вых составах 1 и 20 и предлагаемых, составах 10 и 29, оптимальное сооотно" шение компонентов которых приведено в табл. 1.

Как видно из данных табл. 2 проч" ность пленок пен, приготовленных на основе предлагаемого состава в 1,5"

2,9 раза превышает прочность базово"

ro состава .

45 учитывая, что эффективность приме". нения пен в значительной степени за".:; висит от их адгезии к поверхности поровых каналов призабойной зоны скважин, были произведены замеры кра" 50 евого угла смачивания пузырька пены (8) к твердой поверхности. В экспери» менте использовались базовый-состав

20 и предлагаемый состав 29, соотношение компонентов которых 6риВедено в 55 табл. 1. В результате установлено, что для базового состава 8 = 63 град, а для предлагаемого - 9 --84,5 град., т.е. прочность прилипания пузырька

3 б пены предлагаемого состава эначитель" но выше, чем известного состава„

Сопоставительная оценка влияния предложенного состава и прототипа на изменение водопроницаемости пористой среды исследовалась на моделях, созданных из кварцевого песка. Модель и имела воздухопроницаемость 12,3 мкм... пористость 29"31ь, длину 130 см, диаметр 2,6.см, объем пор 216 см . ОпыTbI проводились следующим образом. Перед каждым экспериментом модель пласта вакуумировалась и насыщалась пластовой водой (хлоркальциевого типа).

Фильтруя воду через пористую среду при постоянном перепаде давления (350 см вод.ст.) определяли ее водо" проницаемость - 2,8 мкмг. Затем в на" сыщенную модель пласта со стороны выхода закачивали пену 0,2 объема пор, приготовленную на основе предлагаемо" го состава 29 и состава 20 по прото" типу. Система поддерживалась в течение 24 часов и вновь определялась водопроницаемость пористой среды в тех же условиях.

Результаты экспериментов представлены в табл.3.

Иэ анализа данных табл. 3 следует, что непосредственно после обработки предлагаемым составом водопроницае" мость пористой среды уменьшилась с

2,8 до 1,1 мкмг, т.е. в 2,55 раза.

В то же время после обработки базовым составом проницаемость пористой среды снизилась с 2,8 только до

1,8 мкм, т.е. только в 1,6 раза. г

Полное восстановление водопроницаемости пористой среды, обработанной предлагаемым составом, произошло после прокачки 30 объем пор обработанной зоны, а при использовании ба"... зового состава полное восстановление водопроницаемости произошло уже после прокачки 20 объемов пор обрабо". танной зоны.

Таким образом, применение предлагаемого состава позволит увеличить

:не только степень изоляции водо" притоков, но и значительно (приблизительно в 1,5 раза) увеличит периодичность проведения водоиэоляционных обработок скважин.

Формула изобретения

Способ получения пенообразующего состава, вклю ающий перемешивание пе7 1778283 нообразователя и углеводорода с ffoc- смешиванием пенообРазователЯ c yrBe ледующин вводом в эту смесь хлористо- водородом е углеводород р р глеводороде растворяют при следующем соот" го кальция и частичное разбавление полиизо Утилен, пР сл дУ Я. водой, вв д е ение остального количества ношении компонентов, мас.3: во ы перед его использованием о т " од

i глево о о 1,0"2 5; л и ч а ю шийся тем, что,с це" пенообразователь 0,75"4,0, лью улучшения изолирующей способности состава за..счет повышения устой" хлористый кальций 1,0-3,0 чивости пены, дополнительно перед 10 вода остальное.

Таблица

Сопоставительные данные об устойчивости пен на основе базового объекта и предлагаемого решения при различных соотношениях компонентов

Концентрация компонентов пенообразующих составов, Устойчивость пены, с/см

Состав

Полиизо» Вода бутилен глеводороды ПАВ Хлористый кальций

СульФанол

Вазелиновое масло о

Базовый объект

0,5

1,5 остальное

tl

10,5

1,0

1,5

2,0

5,1

8,6

Предлагаемый состав

° 11 )

II и

° l l

° II

° II

„II

НеФть

"Сульфанол

Базовый объект остальное

18,3

0,5

1,5 Предлагаемый состав

° 11

° It

II н остальное

° tl

° tl сульФанол Базовый объект керосин

4

5 б

8

10

12

13

14 . 15

16

17

18

19 е0

0,5

0 5

0.5

1,0

1,5

2,5

1,5

1,0

0,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

1 5

0,75

0,75

1,0

1,0

2,0

3,0

3,5

4,0

0,75

0,75

1 0

1,0

2,0

3,0

4,0

4,0

0,1

0,1

О,1

0,1

1,0

2,0

2,0

3,0

0 1

011

011

0ю1.

2,0

2,5

3,0

0,1

i),0,05

0,1

0,1

0,3

0,5

0,76

0 5

0ъ1

0,05

0,05

0i1

0,4

0,5

0,5

9,4

8,0

10,2

15,5

22Д

38,4

4,1

40,3

22Д

20,1

39,2

34,8

62 9

67;6

70,1

72,3

1О

Продолжение

1778283 табл. 1 компонентов пенообразующих составов, ь

Устойчивость пены, с/си

Сос" тав

Концентрация

Хлористый Полиизо- Вода кальций бутилен

«Углеводороды

IlAB

33,4

72,4

1,0

2,0

1,0

1,5

0,5

1,0 остальное

° 11

Пред ла гаемый состав остальное

Вазелино" все масло

МЛ"80 Базовый обект

31

6,2

10,1

0,5

1 О

1,5

2,0

0,5

1,5 остальное

° 11

ПЬедЛаГаемый Состав

О 1

0,05

О 1

0,3 остальное

0,5

0,75

О 5

Mll-80

Нефть объект

Базовый

21,2

1,5

1,5

0,5 остальное ПредлагаЕмый Сбстав

МП-80

Керосин БаЗовый состав

49

43,7

81,2

1,0

2,0

1,0

1,5

0,5

1,0 остальное

22

23

24

26

27

28

29

3)

34

35.

36

37 38

41

42

43

44

46

47

1,О

0,5

0,5

0,5

1,О

1,5

2,0

2,0

1,5

1,0

0,5

0,5

1,0

1,5

2,5

1,5

1ьО

0,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

1,5

0,75

0,75

1,0

1,0

1,5

3,0

3,5

4,0

4,0

0,75

0,75

1,0

2,0

3юО

3,5

4,0

0,75

0,75

1,0

1,О

2,0

3,0

4,0

4,0

0,1

0,1

0,1

0,1

1,0

2,0

3,0

3,5

3,0

Q ô

0,1

0,1

1,0

2,0

2,0

3,0

0,1

О,!

0,1

0,1

l",0

2,0

2,5

3,0

0,1

0,05

0,05

0,1

0,3

0,5

1,0

1,5

0,5

0,1

0,05

0,05

О,1

0,4

0,5

1,0

0,5

° 11

° II

1 11

11

° 11

lJ

° II

11, .. I J

104,3

76,5

186, 7

249,5

308,3

476,4

520,5

526,4

521,3

11,4

10,8

13,4

25,6

49,4

62, .g

59,6

24 3

22, О

38,2

44,6

63,4

78,5

90,4

88,6

1778283

Продолжение табл.

Концентрация компонентов пенообразующих составов, Ф

Устойчивость пены, с/см

Состав

Хлористый Полиизо" Вода кальций . бутилен

Углеводороды ПАВ

П 1еДлаМемый состав

0,1 остальное

О 05

0,05

О 1

О 3!

0,5 остальное

1 О

1 5

О 5!

Вазелиновое

M9CllO

ОП" 10

Бявовый 6бъект

61

4,0

6,4

0 5

1,0

1,5

2,0

0,5

1,5 остальное !! ПьедлаРаемый состав

0,75 0,5

0,75 0,1

1 О 0,1

1,О 0,1

2,0 1,0

3,0 2,0

3,5 2,0

4,0 3,0 ва ве»» в»вава ва ва ° е

ОП»,,1 О.... „ Базовый объект

° . 11

° II

0,01

0,05

0,1

0,1

0,3

0,5

0,75

0,5

° е ва

° II!!

° II

11 °

° II л !! л

Нефть

° „ Il

1,5

1,5

0,5

12,3 Предлагаемый состав

° ее»в»в»ее»авве»В»в»вела»в»в»в»вале»в»в»в»в»в»вава» в»вела»в»в»вава»в»а

0П" 10

Керосин Базовый объеКт

° II

° II

1,0

1,5

1,0

2,0

0,5

1,0

30,1

56,5

51

52

53

54

56

57

58

63

64

66

67

68

69

72

73

74

76

77 78

1,0

0,5

0,5

0,5

1,0, 1,5

2,0

2,0

1,5

1,О

0,5

О 5

0,5

1,0

1,5

2,5

1,5

1,О

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

1,5

0,75

0,75

1,О

1 О

1,5.

3,0

3,5

4,0

4,0

0,75

0,75

1,0

1,О

2,0

3,0

4,0

4,0 о,!

0,1

0,1

0,1

1,0

2,0

3,0

3,5

3,0

0,1

0,1

0,1

0,1

1,О

2,0

2,5, 3,0

0,1

0,05

0,05

0,1

О, 4

О 5

1,0

0,5 остальное

° tl !! остальное

II

° I1 ° °

° ll

103,5

83,1

192,6

252,4

320,9

484,6

539,6

542,7

540,2

7,2

7,0

7,6

10,5

2 1.",2

27,6

33Д

34,2.14,8

134 )

19,4

36,7

36, l

44,!

51,6

50, 9".

14

"Рололжение тягл.

1778283

Устоичивость пены, с/см

Концентрация компонентов пенообразующих составов, тав

ПАВ Хлористый Полиизо- Вода кальций бутилен

Углеводороды

Предлагаемый состав

Таблица 3

Табли ца 2

Влияние"предлагаемого и базового сОстава на изменение водопроница" емости пористой среды

Сопоставление прочностных характеристик пленок пен на основе базового и предлагаемого составов

Фазовая проницаемость

ВОды, мкм

«е41» ф Кол"во зака-, чанной воды в объемах пор Обработанной призабойной зоны

Состав Удельная разрывающая нагрузка, мг/см

° а пена извест- пена предного состава лагаемого состава

Базовый состав Предлагаемый состав сра3у после

Обработки

1,8

1,9

2,3 2>5

2,8

114

136

284

312

Составитель Е. Жидков

Техред И. Моргентал

Редактор Л. Павлова

Корректор И. Иулла

Заказ 4170 Тираж -.1; Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 1 1IHT СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский кОмбинат "Патент", r.Óæãîðoäl ул. Гагарина,101

82

83

84

86

87

88

89

1,0

0,5

0,5

0,5

1,0

1,5

2,0

2,0

1,5

0,75

0,75

1,0

1,0

1,5

3,0

3,5

4,0

4,0

0ю1

0,1

0,1

0,1

1,0

2,0

3,0

3,5

3,0

О,1

0,05

0,05

0,1

0,3

0,5

1,0

1,5

0,5 н

Il

Il

tl

tl

II

° н

ll

71,4

55,7

103,4

167,6

205,9

369,8

470, 1

476,4

472,3

1,1

1,3

1,8 ,2,2

2,5

2,7

2,8