Состав для изоляции водопритока в скважину

 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам, применяемым для изоляции водопритока в скважину, и может быть использовано для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин. Технический результат - повышение эффективности водоизоляционных работ за счет дополнительного структурирования образующихся гелей, исключения процесса синерезиса геля. Состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий силикат натрия и глинистую суспензию, содержит глинистую суспензию плотностью 1,06-1,2 г/см³ и дополнительно бутадиенстирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%: силикат натрия - 7-20, бутадиенстирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 - 1,0-7,0, глинистая суспензия плотностью 1,06-1,2 г/см³ - остальное. 2 табл.

Предложение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам, применяемым для изоляции водопритока в скважину и может быть использовано для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав для изоляции зон поглощения, содержащий латекс, глинопорошок и воду (см. А.с.№ 726308, кл. Е 21 В 33/138, опубл. 1980г.).

В известном составе при взаимодействии указанных реагентов происходит их коагуляция с образованием твердого продукта, что позволяет использовать его для изоляции зон поглощения в крупнопористых, трещиноватых породах.

Недостатком состава является то, что при введении латекса в глинистый раствор происходит расслоение состава в виде отдельных сгустков или глобул, в результате чего образуется неоднородная масса, что отрицательно сказывается на закупоривающей способности состава и качестве изоляции.

Кроме того, данный состав подвержен быстрому разрушению при контакте с пластовыми водами, что приводит к уменьшению прочностных свойств состава и снижению эффективности изоляции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин, содержащий силикат натрия и глинистую суспензию (см. патент РФ № 2142558, кл. Е 21 В 43/32, 33/138, опубл. 1999 г.).

При этом водный раствор силиката натрия вступает в реакцию с глинистой суспензией, в результате которой образуется состав с оптимальным временем гелеобразования, что позволяет повысить эффективность изоляции.

Однако состав обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что образующийся гель имеет недостаточно высокие прочностные свойства и непрочную рыхлую структуру. Кроме того, гель со временем подвержен синерезису, т.е. выделению жидкости из структуры геля. Вследствие этих причин данный состав не обеспечивает надежной изоляции воды.

Технической задачей предлагаемого состава является повышение эффективности водоизоляционных работ за счет дополнительного структурирования образующихся гелей, исключения процесса синерезиса геля.

Поставленная задача решается за счет того, что состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий силикат натрия и глинистую суспензию, содержит глинистую суспензию плотностью 1,06-1,2 г/см³ и дополнительно - бутадиен-стирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Силикат натрия 7 - 20

Бутадиен-стирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 1,0 - 7,0

Глинистая суспензия плотностью 1,06-1,2 г/см³ Остальное

В известном составе прочность геля увеличивается, во-первых, в результате того, что глинистая суспензия является активным наполнителем состава, во вторых, глинистая суспензия является гелеобразующим агентом, участвующим в реакциях ионного обмена и структурирования с силикатом натрия с образованием гелей. Увеличение эффективности водоизоляционных работ в предлагаемом составе происходит, во-первых, как и в известном составе, в результате структурирования силиката натрия с глинистой суспензией, во-вторых, за счет дополнительного структурирования молекулами полимера (латекса), адсорбируемого на глинистых частицах. В результате протекания этой реакции образуется гель, представляющий собой жесткосшитую пространственную структуру, в которой связующими центрами сшивки являются наряду с частицами глинистой суспензии и силиката натрия резиноподобные частицы латекса. Таким образом, полимер (бутадиен-стирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70) выступает в новом качестве дополнительного структурирующего агента и его применение в составе обеспечивает получение геля с исключением синерезиса геля.

При приготовлении составов использовали следующие реагенты:

силикат натрия (низкомодульное жидкое стекло) (ГОСТ 13078-81);

глинопорошок марки ПБН (ТУ 39-0147001-105-93);

бутадиен-стирольный латекс марки СКС-65 ГП (ГОСТ 10564-75) или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 (ТУ 38.303-04-03-90).

Предлагаемый состав готовили следующим образом.

В глинистую суспензию определенной плотности при интенсивном перемешивании добавляли раствор силиката натрия. Глинистую суспензию готовили заранее путем дозирования глинопорошка в пресную воду при перемешивании в течение 30 минут. Затем в полученный состав вводили бутадиен-стирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 определенной концентрации и перемешивали. Оставляли в состоянии покоя до образования геля. После чего измеряли сдвиговую прочность образовавшегося геля.

Структурирование образующихся гелей оценивали значением сдвиговой прочности геля при скорости 1,5 с^-1 измеренным на ротационном вискозиметре "Реотест-2".

Результаты измерений приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что величина сдвиговой прочности геля зависит от количественного содержания компонентов. Оптимальными концентрациями компонентов являются (составы 2, 4, 6, 7, 9, 11-14, 18-24, 27-30), при этом силиката натрия 7-20 мас.%, бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 1,0-7,0 мас.%, глинистой суспензии плотностью 1,06-1,2 г/см³ - остальное.

При содержании в составе бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 менее 1,0 мас.% сдвиговая прочность состава низкая - 120 Па (состав 17) и несущественно отличается от прототипа - 85 Па (состав 33).

При введении бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 сдвиговая прочность предлагаемого состава (состав 6) увеличивается от 730 до 1100 Па по сравнению с составом-прототипом (состав 32), который приводит к дополнительному структурированию и исключению синерезиса геля.

При содержании силиката натрия менее 7,0 мас.% образование геля не происходит и при смешении с глинистой суспензией плотностью 1,03 г/см³ не приводит к образованию прочного состава (составы 10, 26).

Исследованиями установлено (п.2, 4, 6, 7, 11-14, 18-24, 27-30), что глинистая суспензия плотностью 1,06-1,2 г/см³ позволяет получить прочный состав.

Увеличение содержания в составе бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 более 7,0 мас.% нецелесообразно, так как оно не обеспечивает повышения эффективности изоляционных работ (составы 25, 31).

Состав с содержанием силиката натрия более 20 мас.% (состав 9) и глинистой суспензии плотностью более 1,2 г/см³ (состав 15) использовать нецелесообразно с экономической точки зрения, а также с технологической из-за высокой стоимости и большого расхода реагентов.

Поэтому за нижний предел содержания компонентов в заявляемом составе принимаем для силиката натрия - 7,0 мас.%, бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 -1,0 мас.%, а для глинистой суспензии плотность - 1,06 г/см³ , а за верхний предел содержания компонентов в заявляемом составе принимаем для силиката натрия - 20 мас.%, бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 - 7,0 мас.%, а для глинистой суспензии плотность - 1,2 г/см³ .

Из таблицы 1 также видно, что дополнительное введение бутадиен-стирольного латекса марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридного латекса марки ДВХБ-70 позволяет получить состав с улучшенными структурирующими свойствами (составы 18-24, 27-30), оптимальным временем гелеобразования и отсутствием синерезиса гелей.

Для оценки эффективности изоляции и снижения водопритока проведены опыты на насыпных моделях пласта общепринятым способом. Модель пласта представляла собой металлическую трубку (длиной 50 см, площадью поперечного сечения 6,4 см²), набитую кварцевым песком определенной фракции. Модель пласта сначала вакуумировали, насыщали водой, определяли исходную проницаемость по воде, затем закачивали предлагаемые составы в количестве 0,5 объема пор. Модель выдерживали в течение 3 суток для полного гелеобразования, затем переворачивали и в обратном направлении определяли проницаемость по воде. Тем самым моделировался процесс пуска скважин и добычи нефти из пласта после проведения водоизоляционных работ. Во всех опытах перепад давления между торцами модели пласта составлял 0,1 МПа.

Эффект изоляции (Э) определяли по известной формуле:

Э=(K1-K2)/K1-100%;

где К1- проницаемость по воде до закачки предлагаемого состава, мкм²;

К2- проницаемость по воде после закачки предлагаемого состава, мкм².

Результаты исследований представлены в таблице 2, при этом номера закачиваемых составов соответствуют номерам составов в таблице 1 (п.2 , 4, 6, 18, 20, 22, 27, 28, 32, 35).

Из таблицы 2 видно, что предлагаемый состав в отличие от прототипа обладает высокой эффективностью изоляции (98-100%) против 85-90% по прототипу.

Применение предлагаемого состава за счет улучшения структурирования и исключения синерезиса геля позволяет повысить качество изоляционных работ по ограничению водопритока в нефтяные скважины и работ по регулированию профиля приемистости нагнетательных скважин, что обеспечивает получение дополнительной добычи нефти.

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритока в скважину, содержащий силикат натрия и глинистую суспензию, отличающийся тем, что он содержит глинистую суспензию плотностью 1,06-1,2 г/см³ и дополнительно бутадиенстирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Силикат натрия 7-20

Бутадиенстирольный латекс марки СКС-65 ГП или винилиденхлоридный латекс марки ДВХБ-70 1,0-7,0

Глинистая суспензия плотностью 1,06-1,2 г/см³ Остальное