Состав для изоляции водопритока в нефтяных скважинах

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат: повышение эффективности изоляции высокопроницаемых и трещиноватых коллекторов в добывающих скважинах. Сущность изобретения: состав содержит, мас. %: углеводородную жидкость 40-60, эмультал 0,5-5, хлорид кальция 5-10, древесную муку 0,5-1,0, "нефрас" 1,0-5, воду - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения водопритока в нефтяных скважинах.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, изоляции водопритока к нефтяным скважинам, содержащий водорастворимый полимер, сшиватель, древесную муку и воду /1/.

Недостатком данного состава является низкая эффективность при изоляции обводненных нефтяных скважин, так как состав проникает как в водонасыщенные, так и в нефтенасыщенные участки пласта и, не обладая селективными свойствами, закупоривает нефтенасыщенный пласт, чем затрудняет освоение скважин после ремонта.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является изолирующий состав в способе изоляции водопритока в нефтяных скважинах, содержащий углеводородную жидкость, СЖК в качестве эмульгатора, и реагентов, образующих осадок при взаимодействии в водной среде /2/.

Недостатком состава является низкая эффективность при изоляции высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторов, так как обладает недостаточно высокими структурно-механическими свойствами, легко вытесняется нагнетаемыми водами.

Задачей изобретения является повышение эффективности изоляции высокопроницаемых и трещиноватых коллекторов в добывающих скважинах за счет улучшения структурно-механических свойств состава и его термостабильности.

Поставленная цель достигается тем, что известный состав, содержащий углеводородную жидкость, эмульгатор, хлорид кальция и воду, дополнительно содержит древесную муку и растворитель нефти - "нефрас", а в качестве эмульгатора содержит эмультал при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углеводородная жидкость - 40 - 60 Эмультал - 0,5 - 5,0 Хлорид кальция - 5 - 10 Древесная мука - 0,5 - 1,0 "Нефрас" - 1,0 - 5,0 Вода - Остальное Эмультал представляет собой смесь сложных эфиров, линолевой, линоленовой, а также смоляных кислот и триэтаноламина. Выпускается согласно ТУ 6-14-1035-79 отечественными предприятиями.

В качестве нефтяного растворителя используют "нефрас" -Паритет-39/145", выпускаемый согласно ТУ-33080310-10-96 и имеет следующие физико-химические свойства: Внешний вид - Бесцветная маслянистая жидкость Плотность при 20^oC, кг/м³ - 704,2
Содержание парвфиновых углеводородов, мас.%, не менее - 45
Содержание нафтеновых углеводородов, мас.%, не менее - 45
Содержание ароматических углеводородов, мас.% - 10
Содержание фактических смол, в мг на 100 см³ - 4,0
Массовая доля серы, % - 0,1
Кислотность мг КОН на 100 см³ - 1,0
В качестве углеводородной жидкости можно использовать легкие или средние нефти, дизельное топливо.

Достижение положительного эффекта обеспечивается тем, что состав готовится в виде эмульсии, содержащей дисперсную фазу, которая улучшает структурно-механические свойства состава - статическое напряжение сдвига (с.н.с) и стабильность эмульсии, что позволяет увеличить эффективность изоляционных работ в пластах с высокой проницаемостью и увеличить продолжительность эффекта. Эффект будет продолжаться даже после разрушения эмульсии, т.к. древесная мука останется в пласте и будет ограничивать приток воды в скважину. Применение эмультала в качестве эмульгатора улучшает термостабильность эмульсии и также способствует продолжительности эффекта. Для улучшения реологических свойств в состав вводится "нефрас", снижающий показатель вязкости, который является важным технологическим параметром, но при этом не снижает показателя с.н.с., обеспечивающего качество изоляции.

Физико-химические свойства составов определялись в лаборатории.

Состав готовят следующим образом. Берут 60 г нефти, в нее вводят 2 г эмультала и перемешивают на пропеллерной мешалке 1 - 2 мин, в полученную смесь вводят 10 г хлорида кальция (CaCl₂), растворенного 28 г воды, и перемешивают пропеллерной мешалкой при n = 1500 об/мин в течение 15 мин, что способствует режиму получения составов в промысловых условиях (состав N 2, табл.1) (см.табл.1,2 в конце описания).

Аналогичным образом готовят составы с другими эмульгаторами, другой углеводородной жидкостью (дизельное топливо - составы N 6 - 9, табл.1).

В первой серии экспериментов был исследован ряд эмульгаторов (табл.2), применяемых в нефтяной промышленности. Из данных, приведенных в табл.2, видно, что эмульгаторы: эмультал и ЭМСА-3 обеспечивают требуемые параметры - статическое напряжение сдвига 33 - 46,8 Па, вместо 0 - 13 Па для СЖК, высокую термостабильность составов - 5 - 10 сут, вместо 4 - 6 ч для СЖК. В дальнейших исследованиях для приготовления составов из этих двухэмульгаторов был выбран эмультал, так как его расход по сравнению с ЭМСА-3 в 2 раза ниже при достижении требуемых параметров.

В табл. 1 приведены свойства полученных составов - плотность, условная вязкость, реологические параметры (динамическая вязкость, статическое напряжение сдвига) и термостабильность при 20 и 70^oC, определение которых проводилось стандартными методами. Плотность определялась пикнометрическим методом, условная вязкость - на большой воронке (вискозиметр полевой ВП-5), реологические параметры - на вискозиметрической системе RM 180 Rheomat, термостабильность - путем выдержки в термостате при температуре 20 и 70^oC.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что во всех опытах, приведенных в табл.1, предлагаемый состав (N 15, 16, 21, 22) имеет лучшие структурно-механические свойства по сравнению с прототипом. Предлагаемый состав имеет статическое напряжение сдвига от 31,6 до 62,9, вместо 6,6 - 13,2 у состава по прототипу. При значительном увеличении статического напряжения сдвига вязкость предлагаемого состава 99 - 148 мПа · с. Термостабильность предлагаемого состава колеблется от 3 до 8 сут (составы 15, 16, 21, 22), вместо 4 - 6 для состава по прототипу.

Снижение содержания "нефраса" ниже 1% приводит к увеличению вязкости состава, а повышение содержания "нефраса" до 10% снижает термостабильность состава (состав N 25). Повышение содержания древесной муки до 3% (составы N 17, 23) резко увеличивает вязкость состава, что улучшает технологические свойства состава.

В промысловых условиях изолирующий состав готовят на специальной установке, состоящей их технологической емкости объемом 20 м³, снабженной роторной мешалкой, вращающейся со скоростью 100 - 1500 об/мин. Раствор готовят в двух цементировочных агрегатах. В емкости одного агрегата готовят водную фазу - набирают 6,4 м³ воды, в ней растворяют 1000 кг CaCl₂ и добавляют 100 кг древесной муки. Во второй емкости готовят углеводородную фазу. Для этого в емкость наливают 10 м³ нефти, 1,4 м³ нефраса и 0,4 м³ эмультала, все перемешивают насосом агрегата. После приготовления водной и углеводородной фаз начинают одновременную подачу растворов в технологическую емкость, перемешивая роторной мешалкой в режиме 1500 об/мин в течение 15 - 30 мин. Готовую эмульсию закачивают в скважину.

Предлагаемый состав имеет лучшие закупоривающие свойства, лучшую термостабильность, что позволит с большей эффективностью и продолжительностью эффекта проводить изоляционные работы в нефтяных скважинах.

Источники информации
1. Патент РФ N 2071555, МПК E 21 B 43/22, 33/138, 1997 г.

2. Авторское свидетельство СССР N 605937, МПК E 21 B 43/00, 1978 г. - прототип.

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритока в нефтяных скважинах, включающий углеводородную жидкость, эмульгатор, хлорид кальция и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит древесную муку и растворитель нефти - "нефрас", а в качестве эмульгатора состав содержит эмультал при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углеводородная жидкость - 40 - 60
Эмультал - 0,5 - 5,0
Хлорид кальция - 5,0 - 10,0
Древесная мука - 0,5 - 1,0
"Нефрас" - 1,0 - 5,0
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2