Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и направлено на улучшение тампонирующих свойств состава за счет увеличения количества осадка и устойчивости его к пластовым флюидам и температуре. Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений содержит следующие компоненты, мас.%: хлорид алюминия 2 - 5, щелочной сток производства капролактама (ЩСПК) 10 - 50, водорастворимый полимер 0,15 - 0,5, вода остальное. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для ограничения водопритока в нефтяные и газовые скважины и выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений и способ его приготовления, содержащий полиакриламид, (ПАА) бетонитовую глину и воду [1].

Недостатком данного состава является низкая эффективность при изоляции промытых зон, т.к. сшивка полимеров типа ПАА и глины не происходит без предварительного гидролиза под действием щелочей, следовательно, полимер остается не сшитым, хорошо растворяется в воде и вытесняется нагнетательными водами.

Наиболее близким, взятым за прототип, является состав, используемый при осуществлении способа разработки обводненной нефтяной залежи, включающего закачку хлорида алюминия и щелочные стоки производства капролактама (ЩСПК) [2].

Недостатком данного состава является низкая эффективность изоляции вследствие того, что применяемый отход ЩСПК, представляющий собой натриевую соль адипиновой кислоты, используется только для образования гидроокиси алюминия, при этом сама адипиновая кислота уходит вместе с пластовым флюидом и не используется для дополнительной изоляции.

Задачей изобретения является улучшение тампонирующих свойств состава за счет увеличения количества осадка и устойчивости его к пластовым флюидам и температуре.

Поставленная цель достигается тем, что в известный состав, содержащий хлорид алюминия, реагент ЩСПК и воду, дополнительно вводят водорастворимый полимер, в качестве которого можно использовать полиакриламид различных марок или КМЦ различных марок, при следующем содержании компонентов, мас.%: Хлорид алюминия - 2 - 5 Реагент ЩСПК - 10 - 50 Водорастворимый полимер - 0,15 - 0,5 Вода - Остальное Щелочной сток производства капролактама является отходом производства и согласно ТУ113-03-488-84 по физико-химическим свойствам соответствует следующим показателям: Внешний вид - Жидкость от коричневого до темно-коричневого цвета, непрозрачная, без механических примесей Массовая доля сухого вещества, % - 25-45 Массовая доля натриевых солей органических кислот (в пересчете на адипинат натрия), % - 18-30 Массовая доля циклогексанола, % - Не более 0,8
Массовая доля циклогексанона, % - Не более 0,2
Массовая доля смолы, % - Не более 10
pH раствора - 10-13
Плотность при 20 ^oC, г/см³ - 1,1-1,2
Достижение положительного эффекта обеспечивается тем, что для изоляции пластов используют водные растворы полимеров - полиакриламид или КМЦ и адипинат натрия, представляющий собой сильно основной, катионактивный реагент.

При взаимодействии водного раствора полимера с адипинатом натрия происходит частичный гидролиз амидных групп и присоединение остатка адипиновой кислоты по амидным группам по схеме:
.

Полиакриламид хорошо растворяется в водном растворе ЩСПК, при этом происходит гидролиз амидных групп и присоединение кислотных остатков адипината натрия к функциональным группам полиакриламида. Полученный полимер имеет вязкость 20 - 30 сП, но при этом не утрачивает способность растворяться в воде.

При закачке раствора, имеющего вязкость 20 - 30 сП создается повышенное фильтрационное сопротивление и тем самым увеличивается охват пласт воздействием.

Далее при взаимодействии с хлоридом алюминия происходит сшивка полученного полимера трехвалентным катионом алюминия (Al³⁺) и образование гидроокиси алюминия. В результате реакции раствора из сильнощелочной переходит в нейтральную, в результате в осадок выпадает смола, массовая доля которой 10% в товарной ЩСПК. В результате получается осадок, состоящий из сшитого полимера, гидроокиси алюминия и смолы. Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем определения количества осадка, полученного в результате реакции.

Для сопоставительного анализа были приготовлены растворы по прототипу и предлагаемому решению.

Для приготовления составов использовались технические продукты:
полиакриламид марки C5-131, имеющий гранулометрический состав 0,25 - 1,0 мм и молекулярную массу 1·10^5oC1·10⁷, представляющий собой белый порошок;
ЩСПК - ТУ 113-03-488-84;
Хлорид алюминия, 6-водный, по ГОСТ 3759-75.

Пример 1. Приготовление состава для гидролизации пласта при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиакриламид - 0,25
Хлорид алюминия - 2,0
ЩСПК - 15
Вода - 82,75
Раствор готовят в следующей последовательности: расчетное количество воды делят на две равные части и наливают в два стакана. В первом стакане растворяют навеску ЩСПК, а затем полиакриламид. Во втором стакане готовят раствор хлорида алюминия. Раствор ЩСПК с полиакриламидом ставят на магнитную мешалку и перемешивают до полного растворения, затем выдерживают в течение 2 ч. для протекания гидролиза. По истечении двух часов в стакан с раствором полимера, при постоянном перемешивании вливают раствор хлорида алюминия. Образовавшийся осадок переносят на фильтр, высушивают и взвешивают. Исследуют свойства осадка и фильтрата.

Полученный осадок устойчив к действию температур в интервале 20 - 100^oC, а также к действию слабокислой и слабощелочной сред. При взаимодействии с пластовой водой осадок приобретает большую устойчивость к температурному воздействию.

Фильтр по своему составу близок к пластовой воде, т.к. в растворе остается NaCl и следы HCO²₃^- .

Закупоривающую способность предлагаемого состава определяли стандартным методом на насыпных моделях.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что во всех опытах, приведенных в таблице, предлагаемый состав имеет лучшие показатели в сравнении с прототипом.

Свои положительные свойства состав проявляет при варьировании содержания ингредиентов в следующем диапазоне, мас.%: хлорид алюминия 2 - 5, полиакриламид 0,15 - 0,5, ЩСПК 10 - 50.

Содержание полиакриламида менее 0,15 мас.% приводит к снижению необходимых технологических показателей (вязкости, количества осадка, закупоривающих свойств) Содержание полиакриламида более 0,5 мас.% очень повышает вязкость состава, что может вызвать разрыв пласта при закачке раствора в пласт.

Содержание в составе ЩСПК ниже 10 мас.% не обеспечивает процесс гидролиза ПАА, а содержание выше 50 мас.% - не экономично. Содержание хлорида алюминия в растворе берется в зависимости от концентрации ПАА в количестве 2 - 5 мас.%, что обеспечивает сшивку полимера.

В произведенных условиях для приготовления 1 м³ раствора потребуется 2,5 кг ПАА, 20 кг хлорида алюминия, 150 л ЩСПК и 820 л воды. Для приготовления состава можно использовать как пресную, так и минерализованную воду. Расчетное количество воды делят на две равные части. В первую емкость заливают 410 л воды и 150 л ЩСПК, затем добавляют 2,5 кг ПАА. Раствор перемешивают с помощью насоса до полного растворения ПАА и оставляют на 1 - 2 ч. для протекания процесса гидролиза. Затем во вторую емкость наливают 410 л воды и растворяют в ней 20 кг хлорида алюминия, после этого готовые растворы из двух емкостей одновременно подают на устье скважины, где с помощью гидроактиватора перемешивают в скважину.

Предлагаемый состав безопасен при его приготовлении в производственных условиях, он имеет лучшие закупоривающие свойства, что позволяет с большой эффективностью проводить изоляционные работы, а так как осадок обладает термостойкостью и стойкостью к пластовым флюидам, то это увеличивает продолжительность эффекта изоляции.

Источники информации.

1. Авторское свидетельство СССР N 1710708, кл. E 21 B 43/22, 33/137, 1992.

2. Патент РФ N 2039224, кл. E 21 B 43/22, 33/138, 1995.

Формула изобретения

1. Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, содержащий хлорид алюминия, щелочной сток производства капролактама (ЩСПК) и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит водорастворимый полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид алюминия - 2 - 5
Щелочной сток производства капролактама - 10 - 50
Водорастворимый полимер - 0,15 - 0,5
Вода - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид.

РИСУНКИ

Рисунок 1