Многоцелевой гелеобразующий состав

Авторы патента:

Велиев Эльчин Фикрет оглы (AZ)

Исмаилов Фахреддин Саттар оглы (AZ)

Сулейманов Багир Алекпер оглы (AZ)

Гулиев Зохраб Джаббар оглы (AZ)

Исаев Рахман Жексенбаевич (KZ)

E21B33/138 - глинизация стенок скважины, закачивание цемента в поры и трещины породы

C09K8/508 - Материалы для различного использования, не отнесенные к другим подклассам

Владельцы патента RU 2547528:

Научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа (НИПИНГ) (AZ)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при изменении фильтрационных характеристик пластов, при проведении гидроразрыва, разделении потоков жидкостей в скважине, очистке ствола скважин и других ремонтных работах. Многоцелевой гелеобразующий состав включает 3-4 мас.% карбоксиметилцеллюлозы или полианионной целлюлозы, 5-14 мас.% алюмокалиевых квасцов, 0,2-06 мас.% сульфанола, 0,2-0,6 мас.% пропиленгликоля, 0,02-0,06 тетрабората натрия и воду. Техническим результатом является получение нетоксичного гелеобразующего состава с уменьшенной плотностью. 6 пр., 1 табл.

Известен гелеобразующий состав для временной изоляции пласта, содержащий следующие компоненты, мас. %.[1]

Радиализованный γ-излучением полиакриламид (РПАА)	0,20-1,05
Феррохромлигносульфонат	0,40-0,70
Сульфат меди	0,008-0,035
Вода	остальное

Недостатком указанного состава является ограниченная область применения: по совокупности основных свойств состав не может быть использован по многоцелевому назначению, а также узкий температурный диапазон работоспособности как состава для временной изоляции.

Верхний температурный предел применимости ограничен 90°C. Это обусловлено нестойкостью тетрааммиаката меди, разлагающегося при повышении температуры с выделением аммиака и воды, что приводит к нарушению структурно-реологических свойств геля. При этом резко снижается пескоудерживающая способность, необходимым условием сохранения которой является мелкоячеистая структура полимера с низкой фильтрацией.

Нижний температурный предел применимости ограничен 20°C, так как при более низких температурах процессы гелеобразования замедляются, что не обеспечивает требуемой вязкости. Кроме того, компоненты состава взаимодействуют с составляющими цементного и глинистого растворов. Например, сульфат меди (тетрааммиакат меди) активно реагирует со щелочами этих растворов в виде гидроксидов кальция или калия (натрия), образуя гипс, который в зоне смешивания растворов может привести к ускорению схватывания цементного раствора. Поэтому полимерный состав нецелесообразно использовать для разделения потоков жидкостей.

Известен гелеобразующий состав, включающий полиакриламид, фенолоспирт и воду [2]. Однако указанный состав имеет длительные сроки начала гелеобразования при температуре ниже 80°C, а при температуре ниже 50°C гель вообще не образуется.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гелеобразующий состав, включающий водорастворимый карбоксилсодержащий полимер, фенолоспирт, хроматы и воду, щелочной агент, обеспечивающий pH состава более 7,0, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%[3]

Водорастворимый карбоксилсодержащий полимер	0,002-15
Хроматы	0,001-2,0
Фенолоспирт	0,01-65,0
Щелочной агент	0,001-1,0
Вода	остальное

Недостатком данного состава является использование запрещенных токсичных веществ, в частности хроматов, а также высокая плотность образующейся гелевой системы составляющая 960-990 кг/м³.

Задачей изобретения является разработка более эффективного гелеобразующего состава, позволяющего за счет уменьшения плотности композиции расширить диапазон применения, а также использование нетоксичных веществ при приготовлении указанной композиции.

Сущность изобретения заключается в том, что многоцелевой гелеобразующий состав, включающий водорастворимый полимер, соль поливалентного металла, спирт, щелочной агент и воду, где в качестве соли поливалентного металла содержит алюмокалиевые квасцы, в качестве спирта - пропиленгликоль, а как щелочной агент - тетраборат натрия и дополнительно содержит поверхностно-активное вещество (ПАВ) - сульфанол при следующем соотношении мас.%:

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) или

полианионная целлюлоза (ПАЦ)	3-4
Алюмокалиевые квасцы	5-14
Сульфанол	0,2-0,6
Пропиленгликоль	0,2-0,6
Тетраборат натрия	0,02-0,06
Вода	остальное

Использование дополнительно ПАВ позволяет снизить значения плотности раствора, а использование алюмокалиевых квасцов решает задачу нетоксичности используемых компонентов при приготовлении указанной композиции.

В качестве водорастворимого полимера используют КМЦ со степенью полимеризации не менее 400, либо ПАЦ. В качестве соли поливалентного металла - квасцы алюмокалиевые, в качестве ПАВ - сульфанол, в качестве спирта - пропиленгликоголь, а как щелочной агент - тетраборат натрия.

При приготовлении гелеобразующего состава использованы следующие реагенты: КМЦ используют по ТУ 2231-002-5027756300, ПАЦ по ТУ 2231-033-97457491-2010, квасцы алюмокалиевые ГОСТ 4329-77, сульфанол порошок 80% по ТУ 2481-135-07510508-2004, пропиленгликоль по ТУ 6-09-2434-81, тетраборат натрия по ГОСТ 8429-77.

Многоцелевой гелеобразующий состав готовится добавлением к рассчитанному объему воды сухого полимера при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке до полного растворения. Одновременно готовят раствор, добавляя отмеренное количество ПАВ, тетрабората натрия, пропиленгликоля и воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке. Далее отмеривают необходимое количество полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, после также при постоянном перемешивании добавляют соль поливалентного металла.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1: готовят гель следующего состава, мас.%:

ПАЦ	4
Алюмокалиевые квасцы	14
Сульфанол	0,6
Пропиленгликоль	0,6
Тетраборат натрия	0,06
Вода	остальное

В 79 мл воды добавляют 4 г сухого полимера марки ПАЦ. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 58 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 20 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 3 мл полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 3% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 14 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,38 г/см³, кратность 2,67.

Пример 2: готовят гель следующего состава, мас.%:

ПАЦ	3
Алюмокалиевые квасцы	5
Сульфанол	0,4
Пропиленгликоль	0,4
Тетроборат натрия	0,04
Вода	остальное

В 78 мл воды добавляют 3 г сухого полимера марки ПАЦ ВВ. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 58 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 20 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 2 мл полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 6% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 5 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,38 г/см³, кратность 2,67.

Пример 3: готовят гель следующего состава, мас.%:

КМЦ	4
Алюмокалиевые квасцы	14
Сульфанол	0,4
Пропиленгликоль	0,4
Тетраборат натрия	0,04
Вода	остальное

В 79 мл воды добавляют 4 г сухого полимера марки КМЦ 400. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 58 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 20 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 2 мл из полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 3% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 14 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,38 г/см³, кратность 2,68.

Пример 4: готовят гель следующего состава, мас.%:

КМЦ	3
Алюмокалиевые квасцы	5
Сульфанол	0,4
Пропиленгликоль	0,4
Тетраборат натрия	0,04
Вода	остальное

В 89 мл воды добавляют 3 г сухого полимера марки КМЦ 400. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 58 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 20 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 3 мл полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 6% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 5 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,38 г/см³, кратность 2,68.

Пример 5: готовят гель следующего состава, мас.%:

ПАЦ	3
Алюмокалиевые квасцы	5
Сульфанол	0,01
Пропиленгликоль	0,4
Тетраборат натрия	0,04
Вода	остальное

В 78 мл воды добавляют 3 г сухого полимера марки ПАЦ. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 68 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 10 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 2 мл полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 6% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 5 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,65 г/см³, кратность 1,7.

Пример 6: готовят гель следующего состава, мас.%:

ПАП	3
Алюмокалиевые квасцы	5
Сульфанол	0,8
Пропиленгликоль	0,4
Тетраборат натрия	0,04
Вода	остальное

В 78 мл воды добавляют 3 г сухого полимера марки ПАП. На лабораторной мешалке перемешивают до полного растворения. Одновременно готовят раствор следующего состава, в 68 мл воды при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке добавляют 40 мл ПАВ и 20 мл пропиленгликоля, а также 2 г тетрабората натрия. Далее отмеривают 2 мл полученного раствора и вводят при постоянном перемешивании в готовую полимерную матрицу, также при постоянном перемешивании добавляют 6% раствор алюмокалиевых квасцов в количестве 5 мл.

Плотность полученного геля составляет 0,75 г/см³, кратность 1,4. Другие образцы изготавливают аналогичным способом, и их физико-химические показатели представлены в таблице.

Таблица
Состав мас.%	Плотность г/см³	Кратность
N пр.	КМЦ 400	ПАЦ	Сульфанол	Пропилен-гликоль	Алюмокалиевые квасцы	Тетраборат натрия	Вода
1	-	4	0,6	0,6	14	0,06	остальное	0.38	2.67
2	-	3	0,4	0,4	5	0,04	остальное	0.38	2.67
3	4	-	0,4	0,4	14	0,04	остальное	0.38	2.68
4	3	-	0,4	0,4	5	0,04	остальное	0.38	2.68
5	-	3	0,01	0,4	5	0,04	остальное	0.65	1.7
6	-	3	0,8	0,4	5	0,04	остальное	0.75	1.4
7	4	-	0,01	0,6	14	0,06	остальное	0.7	1.3
8	4	-	0,8	0,6	14	0,06	остальное	0.85	1.13
9	2	-	0,5	0.4	10	0.06	остальное	0.86	1.11
10	-	5	0,6	0.3	12	0.04	остальное	0.75	1.12
11	3	-	0,4	0.5	4	0.04	остальное	0.95	1.02
12	-	4	0,4	0.6	15	0.06	остальное	0.9	1.1
13	4	-	0,2	0.4	14	0.06	остальное	0.85	1.12
14	-	4	0,3	0.2	10	0.03	остальное	0.75	1.3
15	-	3,5	0,4	0,8	12	0,04	остальное	0,78	1.14
16	3	-	0,2	0,4	14	0,01	остальное	0.86	1.08
17	-	3	0.3	0,6	12	0,08	остальное	0.9	1.05
18	Прототип	0,96-0,99	1.05

Как видно из данных таблицы, заявленный состав по сравнению с известными в выбранном диапозоне (пример 1-4) обладает меньшей плотностью 0,38 г/см по сравнению с прототипом 0,95 г/см.

Предложенный гелеобразующий состав уменьшает плотность вязкоупругой системы с использованием не токсичных компонентов.

Список использованной литературы

1. Патент РФ 2057781, С09К 7/00, Е21В 43/26, 1996 г.

2. АС СССР №1770547, Е21В 33/138, 1992 г.

3. Патент РФ 2261321, Е21В 33/138, 2004 г.

Многоцелевой гелеобразующий состав, включающий водорастворимый полимер, соль поливалентного металла, спирт, щелочной агент и воду, отличающийся тем, что в качестве соли поливалентного металла содержит алюмокалиевые квасцы, в качестве спирта - пропиленгликоль, а как щелочной агент - тетраборат натрия и дополнительно содержит поверхностно-активное вещество - сульфанол при следующем соотношении, мас.%:

Карбоксиметилцеллюлоза или
полианионная целлюлоза	3-4
Алюмокалиевые квасцы	5-4
Сульфанол	0,2-0,6
Пропиленгликоль	0,2-0,6
Тетраборат натрия	0,02-0,06
Вода	остальное

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам приготовления составов для ликвидации заколонных перетоков в скважине. Технический результат - повышение технологичности и эффективности ликвидации заколонных перетоков в скважине за счет увеличения прочности и расширения диапазона времени отверждения состава на основе микроцемента.

Способ изоляции водопритока в скважину // 2543849

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции водопритока в скважину с применением кремнийорганических соединений, может использоваться для изоляции водопритока в добывающих скважинах и регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Способ изоляции зон водопритока в скважине // 2540704

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам изоляции зон водопритока в скважине. Способ изоляции зон водопритока в скважине включает спуск в эксплуатационную колонну на насосно-компрессорных трубах (НКТ) перфорированного патрубка.

Способ селективной изоляции обводненных интервалов нефтяного пласта // 2536529

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам ограничения водопритока в добывающих и выравниванию профиля приемистости в нагнетательных нефтяных скважинах.

Способ разработки неоднородного нефтяного месторождения // 2535762

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке неоднородного нефтяного месторождения. Технический результат - увеличение охвата неоднородного месторождения воздействием, снижение обводненности добываемой продукции, выравнивание проницаемости месторождения, повышение коэффициента конечной нефтеотдачи.

Способ поинтервальной изоляции притока пластовых вод в горизонтальных скважинах // 2534555

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изоляции водопритоков в горизонтальных стволах добывающих скважин. Способ включает в себя спуск гибкой трубы колтюбинговой установки, заполнение скважины блокирующей жидкостью в интервале от забоя до нижней части ближнего к забою интервала водопритока.

Способ цементирования зон водопритока скважин // 2533997

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области цементирования зон водопритока в скважинах. Способ цементирования зон водопритока скважин включает спуск в скважину колонны насосно-компрессорных труб (НКТ), установку открытого конца НКТ выше зоны водопритока.

Способ обработки обводненной горизонтальной скважины, эксплуатирующей карбонатный трещинно-поровый коллектор // 2531985

Изобретение относится к нефтедобыче. Технический результат - снижение обводненности продукции скважины на 20-70% и увеличение дебита нефти в 1,5-2 раза.

Тампонажный материал // 2530805

Изобретение относится к тампонажным материалам, используемым при цементировании нефтяных и газовых скважин, преимущественно к специальным вяжущим веществам для крепления паронагнетательных скважин.

Тампонажный состав для цементирования скважин с низким пластовым давлением // 2530153

Изобретение относится к области крепления нефтяных и газовых скважин. Тампонажный состав для цементирования скважин с низким пластовым давлением включает 60,5-63,7 мас.% портландцемента, 0,61-1,53 мас.% соли алюминия.

Неводные, кислоторастворимые, высокоплотные флюиды для заканчивания скважины и способ // 2547187

Изобретение относится к композициям и способам для обработки подземного пласта. Способ включает вытеснение первого флюида на углеводородной основе, присутствующего в необсаженном интервале ствола скважины, вторым флюидом, контактирование второго флюида с кислым природным пластовым флюидом с образованием третьего флюида, где второй флюид содержит водную жидкость, диспергированную как дисперсная фаза в маслянистой жидкости, и поверхностно-активное вещество ПАВ на основе амина, выбранное так, что указанное контактирование протонирует, по меньшей мере, часть ПАВ с образованием третьего флюида, включающего эмульсию, содержащую маслянистую жидкость, обратимо диспергированную как дисперсная фаза в водной жидкости, где по меньшей мере 40 об.% каких-либо твердых веществ, не относящихся к проппанту, присутствующих во флюиде, являются водорастворимыми при рН меньше чем или равном 6,5, а ПАВ имеет указанную структуру.

Способ изготовления легковесного кремнеземистого магнийсодержащего проппанта // 2547033

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических проппантов. Технический результат изобретения заключается в снижении разрушаемости гранул проппанта при сохранении низкой плотности материала.

Состав для повышения нефтеотдачи пластов (варианты) // 2546700

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи карбонатных коллекторов с различной проницаемостью, насыщенных высоковязкой нефтью.

Композиция для приготовления кислотного состава с изменяющейся вязкостью для обработки продуктивного пласта и кислотный состав с изменяющейся вязкостью для обработки продуктивного пласта // 2546697

Изобретения относятся к нефтегазовой промышленности. Технический результат - придание кислотному составу минимальной начальной вязкости при минимальном влиянии на реологическое поведение кислотного состава при истощении кислоты.

Способ приготовления состава для ликвидации заколонных перетоков в скважине // 2546684

Состав для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений // 2546158

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений. Состав содержит поверхностно-активное вещество на основе полимера окиси этилена - реагент ИТПС 806 марка Б 0,1-5,0 мас.% и смесь алифатических и ароматических углеводородов в виде реагента ИТПС 010 марка А - остальное.

Состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта и способ кислотной обработки призабойной зоны пласта // 2545582

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение приемистости нагнетательных скважин и интенсификации притока флюида из продуктивного пласта с карбонатными коллекторами за счет замедления скорости реакции кислоты с породой пласта, уменьшения интенсивности кислотной коррозии, предотвращения выпадения вторичных осадков и образования эмульсии и обеспечения моющего действия состава.

Тампонажный состав для цементирования обсадных колонн в условиях нормальных и пониженных температур (варианты) // 2545208

Изобретение относится к области строительства скважин, в частности к рецептурам тампонажных материалов, используемых для цементирования обсадных колонн в условиях нормальных и пониженных температур при наличии неинтенсивно поглощающих горизонтов и водоносных пластов.

Полимерная жидкость с инициируемым загустеванием для закачивания в пласт и способы ее применения // 2544932

Настоящее изобретение относится к эксплуатации углеводородсодержащих пластов или нагнетательных скважин. Способ для обработки подземных углеводородсодержащих пластов включает: a) обеспечение композицией, включающей инициатор загустевания, изменяющий pH, и полимер, способный гидратироваться в определенной области pH; b) закачивание композиции со значением pH, находящимся за пределами указанной области pH; с) активизацию действия инициатора загустевания pH для смещения pH композиции в указанную область его значений и d) обеспечение возможности увеличения вязкости композиции и формирования пробки.

Способ добычи нефти из подземных нефтяных месторождений // 2544213

Настоящее изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к добыче нефти из подземных нефтяных месторождений. Технический результат - повышение эффективности добычи нефти за счет выравнивания приемистости подземных неоднородных формирований со значительными температурными градиентами.

Состав для повышения нефтеотдачи пластов // 2547871

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для повышения нефтеотдачи пластов. Состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий загуститель и моющий агент, содержит в качестве загустителя смесь рапсового и пальмового масел, в качестве моющего агента - ксилол при следующем соотношении компонентов, мас.%: рапсовое масло 90,0 - 95,0, пальмовое масло 3,0 - 8,0, ксилол 2,0 - 5,0. Технический результат - повышение нефтевытесняющих свойств и нефтеотдачи пластов. 3 пр., 4 ил.