Эмульсия для глушения скважин

 

Изобретение относится к составам для глушения газовых и газоконденсатных скважин с пластовым давлением ниже гидростатического. Задачей изобретения является повышение эффективности временной изоляции при одновременном обеспечении сохранения естественной проницаемости пласта. Эмульсия для глушения скважин, содержащая углеводородную жидкость, эмульгатор КССБ и воду, в эмульсию дополнительно вводят хлористый кальций, химически осажденный мел (ХОМ) бихромат калия при следующем соотношении компонентов, мас.об.%: Углеводородная жидкость: например газовый конденсат 17 - 32, эмульгатор, например КССБ 5 - 13, хлористый кальций 16 - 24, химически осажденный мел (ХОМ) 3 - 9, бихромат калия 0,4 - 1,3, вода остальное. 5 табл.

Изобретение относится к составам для глушения газовых и газоконденсатных скважин с пластовым давлением ниже гидростатического.

Известна гидрофобная эмульсия для глушения скважин, содержащая нефтепродукт, минерализованную воду и эмульгатор, описанная в авторском свидетельстве N 234285, кл. C 09 K 7/02, опубл. 10.01.1969 г., авторов Э.Г.Кистер и др.

Недостатком этой эмульсии является низкая термостойкость, низкое статическое напряжение сдвига и высокая вязкость.

Близким по составу к предлагаемому изобретению является эмульсия для глушения, описанная в авторском свидетельстве N 484300, кл. C 09 K 7/02, опубл. 07.03.76 г. , "Эмульсия для глушения скважин, авторов Н.Р.Акопяна и др., содержащая мас. об.%: Углеводородная жидкость, например газовый конденсат - 50-75 Водный раствор сульфитспиртовой барды 38% конц. - 25-50 Резиновая крошка (по весу к объему конденсата) - 0,25-0,5 Недостатком этой эмульсии, взятой нами в качестве прототипа, является довольно высокое статическое напряжение сдвига более 30 Па с достаточно высокими значениями пластической вязкости и фильтрации.

Задачей изобретения является повышение эффективности и качества изоляции при одновременном обеспечении сохранения естественной проницаемости пласта за счет улучшения реологических свойств эмульсии.

Поставленная задача решается тем, что в состав эмульсии, содержащей углеводородную эмульсию /например, газовый конденсат/, эмульгатор /например, КССБ/ и воду дополнительно вводят хлористый кальций, химически осажденный мел /ХОМ/, бихромат калия при следующем соотношении компонентов, мас.об.%: Углеводородная жидкость, например газовый конденсат - 17-32 Эмульгатор, например конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) - 5-13 Хлористый кальций - 16-24 Химически осажденный мел (ХОМ) - 3-9 Бихромат калия - 0,4-1,3
Вода - Остальное
В качестве дисперсионной среды в эмульсии служит углеводородная фаза /газовый конденсат/, а дисперсной - раствор хлористого кальция. Процесс образования эмульсии заключается в диспергировании воды, распределение ее глобул в углеводородной среде и стабилизации КССБ и бихроматом калия, которые в этом случае являются эмульгаторами. Адсорбируясь на межфазной поверхности, они понижают поверхностное натяжение, существенно ускоряют процесс образования эмульсии и стабилизируют ее. Стабилизация глобул воды в углеводородной среде - один из центральных вопросов при решении проблем образования агрегативно устойчивой эмульсии.

Сложным и не менее важным по значению является вопрос получения тиксотропных свойств эмульсии. Явление тиксотропии объясняется разрывом контактов, образующих структуру системы с последующим обратным их восстановлением в процессе движения. Явление тиксотропии обеспечивается добавлением в состав эмульсии бихромата калия.

В качестве наполнителя в состав эмульсии вводят химически осажденный мел, который способствует повышению блокирующей способности при глушении и разрушении эмульсии в процессе кислотной обработки при освоении скважины в послеремонтный период.

Содержание КССБ менее 5 мас.% недостаточно для создания адсорбционного слоя эмульгатора более 13 мас.% экономически нецелесообразно, т.к. произошло насыщение адсорбционного слоя эмульгатора, устойчивость эмульсии повышается незначительно.

Содержание хлористого кальция в количестве менее 16 мас.% недостаточно для коллоидного высаливания лигносульфонатов (КССБ), более 24 мас.% - приводит к разложению эмульсии и выделению твердых частиц, не обладающих коллоидными свойствами.

Содержание газоконденсата менее 17 об. % недостаточно для создания прочных бронированных слоев глобул газоконденсата, более 32 об.% нецелесообразно, т. к. завершается насыщение бронированных слоев глобул газоконденсата.

Содержание бихромата калия менее 0,4 мас.% снижает вязкость и СНС эмульсии и не способствуют ее стабилизации, более 1,3 мас.% нецелесообразно, т. к. происходит рост вязкости при незначительном увеличении стабилизации и CHC.

Наличие в составе эмульсии бихромата калия 0,4-1,3 мас.% химически осажденного мела 3,0-9,0 мас.% и сочетание газового конденсата 17-32 об.%, КССБ 5,0-13,0 мас. % хлористого кальция 16,0-24,0 мас.% является отличительным признаком заявляемого изобретения, соответствует критерию "Изобретательский уровень" и является неочевидным для среднего специалиста в данной области знаний.

Вышеперечисленные признаки позволяют считать заявляемый состав для глушения скважин новым, не описанным в научно-технической и патентной литературе.

Изобретение является промышленно применимым, что подтверждается прилагаемым актом лабораторных испытаний. Эмульсия глушения скважин готовилась с использованием следующих реагентов: КССБ ТУ 39-094-75, мел химически осажденный ГОСТ 8253-79, хлористый кальций ТУ 6-09-4711-181, бихромат калия ГОСТ 4220-75, газовый конденсат Вуктыльского месторождения, пресная вода
Физико-химические характеристики компонентов приведены в табл.2.

Эффективность эмульсии оценивали по реологическим параметрам и блокирующей способности /см. таблицы 3-5/. Для получения надежных показателей блокирующей способности эмульсии и восстановления проницаемости использовались установки УИПК-1 М и "модель пласта" по известным методикам.

Порядок приготовления эмульсии: растворяется необходимое количество КССБ, к нему добавляется, при перемешивании, расчетное количество бихромата калия и ХОМ, затем добавляется газоконденсат и все перемешивается до получения однородной смеси, а уж к ней добавляется раствор хлористого кальция заданной концентрации и смесь вновь перемешивается в течение 5 мин.

В качестве перемешиваемого устройства использовалась смесительная установка типа "Воронеж". Вязкость эмульсии и статическое напряжение сдвига определялись с помощью вискозиметра ВСН-3.

Расчеты в примерах даны на 100 мл эмульсии.

Пример 1. В стакане электромиксера в 39 мл воды растворяется 5 г КССБ и 0,4 бихромата калия, добавляется при перемешивании 3 г мела и 17 мл конденсата, содержимое перемешивается до получения однородной смеси, к ней добавляется 16 г хлористого кальция, растворенного в 35 мл воды и все вновь перемешивается в течение 5 мин. /табл.1, опыт 6/.

Пример 2. В стакане электромиксера в 26 мл воды растворяется 13 г КССБ и 1,3 г бихромата калия, добавляется, при перемешивании, 9 г мела и 32 мл конденсата, содержимое перемешивается до получения однородной смеси, к ней добавляется 24 г хлористого кальция, растворенного в 26 мл воды и все вновь перемешивается в течение 5 мин. /табл.1, опыт 7/.

Пример 3. В стакане электромиксера в 30 мл воды растворяется 8 г КССБ и 0,8 г бихромата калия, добавляется, при перемешивании, 6 г мела и 30 мл конденсата, содержимое перемешивается до получения однородной смеси, к ней добавляется 20 г хлористого кальция, растворенного в 26 мл воды и все вновь перемешивается в течение 5 мин. /табл. 1, опыт 5/.

Пример 4. В стакане электромиксера в 25 мл воды растворяется 10 г КССБ, добавляется 30 мл конденсата и содержимое перемешивается до получения однородной смеси, к ней добавляется 25 г хлористого кальция, растворенного в 30 мл воды и все вновь перемешивается в течение 5 мин. /табл.1, опыт 3/.

Результаты лабораторных исследований показали, что заявленный состав по сравнению с прототипом и известными эмульсиями /табл.1,3/ обладает лучшими реологическими показателями, что способствует повышению эффективности и качества глушения при одновременном сохранении естественной проницаемости пласта, что особенно актуально для газо- и газоконденсатных месторождений с аномально низким пластовым давлением.

Применение заявляемого состава для глушения скважин позволит повысить качество проводимых ремонтных работ и уменьшить время освоения скважин после проведения ремонтно-восстановительных работ и время выхода скважин на режим после освоения, при использовании доступных и не дефицитных реагентов, входящих в состав высокостабильной эмульсии.

Формула изобретения

Эмульсия для глушения скважин, содержащая углеводородную жидкость, эмульгатор и воду, отличающаяся тем, что в эмульсию дополнительно вводят хлористый кальций, химически осажденный мел (ХОМ), бихромат калия при следующем соотношении компонентов, мас. об.%:
Углеводородная жидкость, например газовый конденсат - 17 - 32
Эмульгатор, например конденсированная сульфит-спиртовая барда (КССБ) - 5 - 13
Хлористый кальций - 16 - 24
Химически осажденный мел (ХОМ) - 3 - 9
Бихромат калия - 0,4 - 1,3
Вода - Остальноеп

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5