Состав для изоляции притока пластовых вод
Владельцы патента RU 2316574:
Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения притока пластовых вод в нагнетательной скважине для повышения нефтеотдачи пластов. Технический результат - повышение качества тампонирующего состава, увеличение эффективности его действия и достижение высоких блокирующих показателей. Состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий глину, биополимер и воду, дополнительно содержит полиакриламид, модифицированный радиационно-химическим методом, а в качестве биополимера - ксантановую камедь, продуцируемую штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводородной среде при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 0,1-0,6, указанный биополимер 0,1-0,25, указанный полиакриламид 0,2-0,5, вода остальное. 1 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения притока пластовых вод в нагнетательной скважине с целью повышения нефтеотдачи пластов.
Известен способ регулирования заводнения нефтяного пласта путем последовательной закачки в пласт глинистой суспензии в водном растворе ПАА и раствора соляной кислоты (а.с. СССР №1731943). Недостаток такого решения состоит в неудобстве раздельной закачки реагентов, что приводит к неравномерному смешению компонентов. Кроме того, водный раствор ПАА при соприкосновении с пластовой водой разбавляется и вымывается из пласта.
Известен реагент на водной основе, включающий глину и биополимер, продуцируемый штаммом бактерий Bacillys polymuxa 1459-B (а.с. СССР №1713920). Недостатком данного состава являются низкие реологические показатели раствора и неудовлетворительные фильтрационные характеристики.
Наиболее близким из известных решений, принятым нами за прототип, является состав, включающий глину и биополимер, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5993 и воду (патент RU №2128283). Этот состав позволяет улучшить реологические показатели раствора, однако его стабилизирующая способность недостаточна, и реагент может использоваться только для малоглинистых систем, т.к. при высоком содержании глины происходит расслоение раствора.
Целью настоящего изобретения является повышение качества тампонирующего состава, увеличение эффективности его действия и достижение высоких блокирующих показателей.
Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий глину, биополимер и воду, согласно изобретению дополнительно содержит полиакриламид, модифицированный радиационно-химическим методом, а в качестве биополимера состав содержит ксантановую камедь, продуцируемую штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводородной среде, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глина | 0,1-0,6 |
| Ксантановая камедь, | |
| продуцируемая штаммом | |
| бактерий Xanthomo | |
| и Campestrim в углеводородной среде | 0,1-0,25 |
| Модифицированный полиакриламид | 0,2-0,5 |
| Вода | остальное. |
В качестве модифицированного ПАА применяли ПАА, обработанный радиационно-химическим способом. Обработка ПАА проводилась путем облучения полимера γ-источником Со 60 при дозе облучения 0,1-0,3 Мрад на воздухе при комнатной температуре.
Модифицированный ПАА оказывает высокое удерживающее влияние на частицы глины, что позволяет вводить в реагент высокие концентрации глинистого компонента. Как показано в работе Долганской СИ. "Исследование механизма взаимодействия в системах полимер-полимер и полимер-порода" ОЭНГД994 г., в полимер - глинистых суспензиях происходит взаимодействие между компонентами на молекулярном уровне, в результате чего усиливаются стабилизирующие эффекты.
Биополимером служит ксантановая камедь (Xanthan Gum IV), продуцируемой путем ферментации штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводной среде (производство Китая). Помимо высокой способности к загущению при низкой концентрации, хороших тиксотропных и псевдопластичных свойствах, ксантановая камедь является стабилизатором эмульсий и взвешенных твердых частиц в растворах благодаря своей особой молекулярной структуре. Это позволяет использовать реагент для приготовления тампонажных составов с высоким содержанием глины или других инертных наполнителей.
Кроме того, важным свойством является совместимость ксантановой камеди с высокоминерализованной пластовой или подтоварной водой.
Различие между модифицированным и немодифицированным ПАА состоит в том, что первый представляет сшитую полимерную систему, отличающуюся способностью образовывать в водной среде гели, обладающие высоким тампонирующим действием. При совместном присутствии полимеров тампонажный эффект возрастает (примеры 9-11).
Для получения реагента сначала готовится сухая смесь, при этом содержание компонентов может находиться в следующих пределах (мас.%):
| Глинопорошок | - 10-60, |
| Ксантановая камедь | - 10-30 |
| Модифицированный ПАА | - 20-60 |
Приготовленная смесь представляет собой однородный сыпучий порошок, удобный для применения и транспортировки. Перед использованием состав смешивают с водой в соотношении, необходимом для обработки скважины. Обычно это составляет 0,3-1,0 мас.% реагента в пресной или минерализованной воде. Нижняя граница концентрации реагента ограничивается снижением тампонирующего эффекта, а верхняя - значительным увеличением вязкости раствора при более высокой концентрации реагента, в результате чего затрудняется закачка, или экономической нецелесообразностью.
Испытания предлагаемого состава иллюстрируются следующими примерами.
Предварительно готовили сухие смеси в составе и соотношениях, указанных выше. Смеси использовали для приготовления 0,5 и 1,0% водных растворов.
В качестве глино-порошка использовали бентонитовую глину, а в качестве модифицированного ПАА применяли ПАА, обработанный радиационно-химическим способом. Обработка ПАА проводилась путем облучения полимера γ-источником Со 60 при дозе облучения 0,1-0,3 Мрад на воздухе при комнатной температуре.
Принципиальное различие между немодифицированным и модифицированным ПАА состоит в том, что последний представляет собой сшитую гелевую структуру, отличающуюся высокой стабильностью, поскольку она образуется на стадии дезактивации свободных радикалов.
Для оценки загущающей способности реагента определяли динамическую вязкость на ротационном вискозиметре Реотест-2 при скорости сдвига 3 с-1 и температуре 25°С. Тампонирующие свойства определяли по результатам фильтрационных исследований, для чего в качестве модели кернов готовили колонки, заполненные кварцевым песком. Длина колонок составляла 15 см, поперечное сечение - 1,54 г/см3. Вытеснение проводили пресной водой с плотностью 1,001 г/см3.
В таблице приведены результаты испытаний, а также концентрации компонентов в водном растворе для каждого испытанного образца.
Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1) предложенный состав характеризуется высоким значением фактора остаточного сопротивления (образцы 6-8);
2) присутствие ксантановой камеди позволяет получить устойчивую дисперсию с увеличенным содержанием глины, что повышает возможность проникновения тампонирующего состава во внутренние слои пласта (образцы 5-11), увеличивает тампонажный эффект;
3) использование реагента в присутствии повышенной минерализации пластовой воды не снижает тампонирующего эффекта (образец 8);
4) добавка модифицированного ПАА "запечатывает" прошедший в пласт реагент. Эффективность действия реагента увеличивается при совместном присутствии двух полимеров - модифицированного ПАА и ксантановой камеди (ср. образцы 5-7).
| Таблица Результаты испытаний составов с различным содержанием компонентов | ||||||||
| № образца | Содержание растворе, мас.% | Вязкость, мПа·с | Фактор остаточного сопротивления | Общее содержание реагента в воде | Примечание | |||
| Камедь | Глина | ПАА | Вода | |||||
| 1 | 0 | 0,2 | 0,3 | 99,5 | 2100 | 5 | 0,5 | неустойчивая дисперсия |
| 2 | 0,05 | 0,1 | 0,35 | 99,5 | 2500 | 40 | 0,5 | неустойчивая дисперсия |
| 3 | 0,15 | 0,35 | 0 | 99,5 | 700 | 8 | 0,5 | неустойчивая дисперсия |
| 4 | 0 | 0,4 | 0,1 | 99,5 | 690 | 3 | 0,5 | неустойчивая дисперсия |
| 5 | 0,1 | 0,5 | 0,4 | 99,0 | 2800 | 16 | 1,0 | |
| 6 | 0,1 | 0,6 | 0,3 | 99,0 | 2700 | 60 | 1,0 | устойчивая дисперсия |
| 7 | 0,25 | 0,55 | 0,2 | 99,0 | 2800 | 90 | 1,0 | устойчивая дисперсия |
| 8 | 0,25 | 0,55 | 0,2 | 99,0 | 2800 | 85 | 1,0 | устойчивая дисперсия |
| 9 | 0,50 | 0,50 | 0 | 99,0 | 1800 | 30 | 1,0 | неустойчивая дисперсия |
Состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий глину, биополимер и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиакриламид, модифицированный радиационно-химическим методом, а в качестве биополимера состав содержит ксантановую камедь, продуцируемую штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводородной среде при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Глина | 0,1-0,6 |
| Указанный биополимер | 0,1-0,25 |
| Указанный полиакриламид | 0,2-0,5 |
| Вода | остальное |
