Модифицированный полимерный загуститель

Изобретение относится к нефтяной промышленности и направлено на повышение стабильности водных растворов полимеров в пластовых условиях, используемых для изоляции водопритока в нефтяные скважины, для увеличения нефтеотдачи и снижения обводненности продукции скважин, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин. Модифицированный полимерный загуститель включает водорастворимый полиакриламид и адипиновую кислоту в качестве стабилизатора. Технический результат – улучшение стабильности изолирующих свойств во времени при использовании в качестве загущающих и структурообразующих агентов в процессах добычи нефти. 2 табл., 12 пр.

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, и направлено на повышение стабильности водных растворов полимеров в пластовых условиях, используемых для изоляции водопритока в нефтяные скважины, для увеличения нефтеотдачи и снижения обводненности продукции скважин, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

В настоящее время с целью интенсификации процессов нефтедобычи широко применяется закачка в пласт водных растворов полимеров как с целью регулирования подвижности вытесняющей воды, так и с целью выравнивания неоднородности пористой среды и ограничения водопритока к скважинам. Наиболее эффективным и широко применяемым полимером для повышения нефтеотдачи является полиакрил амид (ПАА).

Применение ПАА в технологиях повышения нефтеотдачи наряду с большими преимуществами имеет существенные недостатки. Одним из них является нестабильность вязкостных и вязкоупругих свойств водных растворов ПАА, вызванная тем, что в условиях пласта макромолекулы подвергаются совместному воздействию температур, давлений, сдвиговых напряжений, растворенных в воде солей. Результатом этих воздействий является, как правило, снижение вязкости растворов ПАА, ухудшение их эксплуатационных свойств, недостаточная эффективность применения.

Одним из способов защиты водных растворов ПАА от деградации в условиях нефтедобычи является применение стабилизаторов различного механизма действия. При выборе стабилизатора учитывают его эффективность, технологичность применения, токсичность, стоимость и другие факторы.

Известен состав на основе водного раствора полиакриламида, стабилизированный неорганическими водорастворимыми солями щелочных и щелочноземельных металлов, неорганическими кислотами (SU №994517, опубл. 07.02.1983). Недостатком известного состава является низкая эффективность.

Известны составы на основе водных растворов полиакриламида, стабилизированные введением в раствор различных органических веществ. В качестве органических веществ используют этанол (SU №1754741, опубл. 15.08.1991), мочевину (Патент RU №2350635, опубл. 27.03.2009), неионогенные поверхностно-активные вещества (SU №1594958, опубл. 23.02.1990), полигексаметиленгуанидин (SU №1716861, опубл. 20.08.1995), гидроксиламин (Патент RU №2069677, опубл. 27.11.1996).

Недостатком известных составов является относительно низкая эффективность стабилизации. Кроме того, вещества, используемые в этих составах, либо изменяют структуру и свойства полиакриламида, оказывая неблагоприятное влияние на свойства его растворов, либо нетехнологичны в применении.

Известен также модифицированный загуститель для повышения нефтеотдачи пласта на основе радиационно-обработанного полакриламида. Указанный реагент со степенью гидролиза от 4 до 40% мас. получают обработкой порошкообразных полимеров ионизирующим излучением поглощенной дозой 0,5-3,0 МРад (Патент RU №2069256, опубл. 20.11.1996).

Недостатком состава является то, что пост-радиационные эффекты облученного полиакриламида приводят к деструкции полимера. Для уменьшения процесса радиационного старения к полученному продукту необходимы добавки антиоксидантов или антирадов.

Наиболее близким к предлагаемому реагенту по технической сущности является полимерная композиция, в состав которой входит водорастворимый полиакриламид и стабилизатор - салициловая кислота или ее соли в количестве 0,01-20% от массы полиакриламида (Патент RU №2141981, опубл. 27.11.1999).

Недостатком данного реагента являются невысокие реологические характеристики при высоких сдвиговых напряжениях.

Целью предполагаемого изобретения является разработка модифицированного полимерного загустителя, обеспечивающего высокую эффективность при использовании в качестве загущающих и структурообразующих агентов в процессах добычи нефти.

Поставленная цель и указанный технический результат достигаются предлагаемым модифицированным полимерным загустителем, включающим водорастворимый полиакриламид (ПАА) и стабилизатор, где в качестве стабилизатора используют адипиновую кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

- Водорастворимый полиакриламид - 98,0-99,0;

- Адипиновая кислота - 1,0-2,0.

Адипиновая кислота (1,4-бутандикарбоновая кислота, гександиовая кислота) - предельная двухосновная кислота, относится к классу карбоновых кислот. Представляет собой мелкие кристаллы белого цвета, выпускается по ГОСТ 10558-80. Используется как пищевая добавка (зарегистрированная под № Е355) как антиоксидант и регулятор кислотности. Большая часть адипиновой кислоты, около 90%, применяется для производства синтетических полиамидных волокон (например, нейлона) и полиуретанов.

В качестве полимеров для приготовления модифицированного полимерного загустителя могут быть использованы водорастворимые полиакриламиды отечественного или зарубежного производства со средней и высокой молекулярной массой (10-25 млн. ед.) и степенью гидролиза до 40%.

Модифицированный полимерный загуститель, содержащий 1,0 мас. % стабилизатора, используется для приготовления растворов на пресных и слабо-минерализованных водах, а также в составах со сшивателем.

Модифицированный полимерный загуститель, содержащий 2,0 мас. % стабилизатора, используется для приготовления растворов на минерализованных водах.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что добавка в полиакриламид адипиновой кислоты, являющейся антиоксидантом, способствует снижению окислительной деструкции на стадии приготовления водных растворов полимеров. Кроме того, водные растворы полиакриламида и адипиновой кислоты подвержены гидролизу. При этом происходит присоединение кислотных остатков адипиновой кислоты к функциональным группам полиакриламида, предположительно по схеме:

В результате чего водные растворы модифицированного полимерного загустителя обладают повышенной вязкостью и стабильностью в пластовых условиях.

Вязкостные свойства растворов модифицированного полимерного загустителя регулируются его концентрацией в водном растворе. Используются, как правило, концентрации в диапазоне от 0,03 до 0,8%, с добавкой сшивателя или без него. Однако, в некоторых случаях, могут быть использованы концентрации ниже или выше указанного диапазона, в зависимости от исходных характеристик модифицируемого полимера, а также от геолого-физических условий месторождений: пластовой температуры, состава пластовой воды, неоднородности коллектора, приемистости нагнетательных скважин, толщины пласта и степени разработки месторождения. Для каждого конкретного объекта оптимальные составы определяются предварительными лабораторными испытаниями.

Для подтверждения эффективности использования предлагаемого реагента в качестве загустителя для увеличения охвата пласта заводнением, в лаборатории были проведены исследования вязкостных характеристик растворов на минерализованной и пресной водах модифицированного и не модифицированного полимеров для сравнения их загущающей способности. Исследования проводили при простом сдвиговом течении в свободном объеме с использованием ротационного вискозиметра Брукфильда при скорости сдвига 122,0 с-1 (моделирование высоких сдвиговых напряжений).

Реологические данные, полученные при сдвиговом течении, позволяют прогнозировать поведение полимерного раствора в пористой среде.

Стабильность реологических свойств водных растворов испытываемых образцов во времени, оценивали по изменению вязкости через определенные промежутки времени в процессе хранения растворов при 70°С (для ускорения процессов старения). Измерение вязкости проводили после охлаждения испытываемых образцов до 25°С.

Для модификации и проведения лабораторных испытаний использовали полиакриламиды марок: FP-307, фирма-производитель ООО «СНФ Балтреагент» и АРАМ-3, фирма-производитель «Vidar water Industrial Co.LTD», имеющие следующие характеристики:

Модифицированный полимерный загуститель готовили тщательным перемешиванием сухих порошкообразных компонентов:

- ПАА - 98,0-99,0 г;

- адипиновая кислота - 1,0-2,0 г.

Для приготовления растворов использовали в качестве пресной воды -модель волжской воды с общей минерализацией 0,32 г/дм3. В качестве минерализованной воды - модель минерализованной воды с общей минерализацией 88,0 г/дм3.

Приготовление растворов полимеров осуществляли с помощью двухлопастной мешалки с размахом лопастей 60 мм и шириной лопасти 10 мм, с приводом, обеспечивающим скорость перемешивания 5-7 с-1. Концентрации для проведения испытаний составили 0,05; 0,1 и 0,2 мас. %, диапазон концентраций, наиболее часто используемый в технологиях увеличения охвата пласта заводнением.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 1.

Оценку эффективности использования заявляемого состава для изоляции обводненных, высокопроницаемых пропластков, проводили в лабораторных условиях по снижению уровня проницаемости пористой среды образующимися в модели пласта системами.

Для этого были приготовлены растворы модифицированных и исходных полимеров указанных маркок на пресной и минерализованной водах, концентраций 0,3; 0,5 и 0,8 мас. % по описанной выше методике. В готовые растворы, при постоянном перемешивании, дозировали сшиватель, в количестве 10 мас. % от массы сухого ПАА. В качестве сшивателя использовали ацетат хрома, выпускаемый по ТУ 6-02-0009912-70-00 в виде 50% водного раствора.

Фильтрационные эксперименты проводили в соответствии с ОСТ 39-195-86, на песчаной насыпной модели пласта с проницаемостью в диапазонах 8,1-15,3 мкм2, моделирующих высокопроницаемый, обводненный пропласток, подлежащий изоляции.

Модель пласта вакуумировали, насыщали водой и определяли исходную проницаемость по воде. После этого прокачивали один поровый объем состава и, после выдержки на период образования и упрочнения полимерного геля, во всех экспериментах определяли коэффициент изоляции по изменению проницаемости керна. Все эксперименты проводили при постоянном перепаде давления между торцами модели пласта при 25°С.

Снижение проницаемости (коэффициент изоляции) рассчитывали по формуле:

12)/К1⋅100,%;

где К1 - первоначальная проницаемость по воде, мкм2;

К2 - проницаемость по воде после формирования геля, мкм2.

Стабильность изолирующих свойств испытываемых образцов во времени оценивали по изменению коэффициента изоляции в процессе их хранения в термостате при 70°С. Для этого, периодически, с интервалом семь суток, керн вынимали из термостата, охлаждали до 25°С и прокачивали воду, определяя проницаемость керна.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблице 2.

В таблице 2, представлен коэффициент изоляции (Кизол.) после 21 суток выдержки при 70°С.

Как видно из представленных в таблице 1 результатов испытаний, использование модифицированного полимерного загустителя позволяет увеличить вязкость растворов в пресной и минерализованной водах, а также повысить их устойчивость при высоких сдвиговых напряжениях по сравнению с теми же полимерами без добавки стабилизатора.

Результаты, приведенные в таблице 2, подтверждают эффективность использования водных растворов модифицированного полимерного загустителя со сшивателем для изоляции обводненных, высокопроницаемых пропластков по сравнению с теми же полимерами без добавки стабилизатора.

Коэффициент изоляции полимеров с введенным стабилизатором возрастает на 14-15% (табл. 2).

Таким образом, можно сделать вывод, что введение стабилизатора в порошкообразные водорастворимые полиакриламиды по предлагаемому изобретению, позволит повысить и сохранить эксплуатационные свойства полимеров во времени. Предлагаемый состав прост при изготовлении, технологичен и экологически безопасен.

С целью оптимизации количества компонентов состава и обеспечения технологичности процесса приготовления растворов на промысле, компоненты состава смешивают на производственной базе и поставляют на промысел однокомпонентным порошком.

При использовании модифицированного полимерного загустителя на промысле закачку реагента производят на стандартном оборудовании по общепринятым технологиям.

Модифицированный полимерный загуститель, включающий водорастворимый полиакриламид и стабилизатор, отличающийся тем, что в качестве стабилизатора содержит адипиновую кислоту, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Водорастворимый полиакриламид 98,0-99,0
Адипиновая кислота 1,0-2,0



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к применению по меньшей мере одного этоксилированного неионного поверхностно-активного вещества - ЭНПАВ, выбранного из соединений приведенной формулы, в качестве ингибитора для ингибирования явлений удержания анионных ПАВ в нефтеносном пласте, в частности, в карбонатном или глинистом пласте.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к производству химических реагентов для обработки буровых растворов. Технический результат - усиление влияния лигносульфонатного реагента на фильтрацию и структурно-механические свойства глинистых растворов.
Изобретение относится к области бурения вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин, в частности, представленных мощными отложениями высоковязких глин, склонных к набуханию и разупрочнению, в том числе с изменениями целостности ствола скважины, особенно в горизонтальной ее части.

Настоящее изобретение относится к меченным графеновыми квантовыми точками агентам, подавляющим парафиноотложение, таким как ингибиторы парафиноотложения и диспергаторы парафина, меченные графеном, а также способам их получения и применения.

Настоящее изобретение касается способа добычи нефти из подземных нефтяных месторождений. Способ получения при помощи карбоксиметилирования смеси поверхностно-активных веществ - ПАВ для использования при добыче нефти, содержащей по меньшей мере одно анионное ПАВ (А) приведенной общей формулы, полученное посредством взаимодействия неионогенного ПАВ (В) приведенной общей формулы при указанных условиях.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение технологичности способа обработки призабойной зоны скважины, снижение длительности и трудоемкости процесса.
Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения поверхностно-активных веществ, ингибиторов нитрификации-денитрификации почв и серосодержащих торфогуминовых удобрений.

Изобретение относится к области бурения нефтяных скважин и может быть использовано в производстве реагентов для химической обработки буровых растворов. Технический результат изобретения - понижение вязкости глинистого бурового раствора, улучшение его технологических параметров.

Группа изобретений относится к буровым растворам и способу их получения. Технический результат – низкая температура потери текучести, биодеградация и низкая токсичность буровых растворов.

Изобретение относится к области строительства скважин, в частности к тампонажным растворам для цементирования обсадных колонн, газоконденсатных и нефтяных скважин, осложненных наличием слабосвязанных, склонных к гидроразрыву многолетних мерзлых пород.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложены способ уменьшения концентрации акриловой кислоты в водном растворе акриламида, способ получения водного раствора акриламида (варианты).

Изобретение относится к порошкообразной растворимой в воде катионогенной полимерной композиции, используемой для промотирования флокуляции при разделении твердой и жидкой фаз.

Группа изобретений относится к косметической промышленности, более конкретно к области средств личной гигиены. Предложена смываемая композиция для очищения волос, имеющая рН в диапазоне от 5 до 7 и содержащая (в пересчете на общую массу композиции) 0,1-0,4 мас.% полиакрилата-32, 0,1-0,4 мас.% поликватерниума-53 и 0,1-30 мас.% по меньшей мере одного анионного поверхностно-активного вещества.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству эластомерных материалов уплотнительного назначения, и может быть использовано для внутреннего слоя уплотнительных элементов в составе водонефтенабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к материалу взаимопроникающих полимерных сеток (ВПС), содержащему микрокристаллическую целлюлозу (МКЦ), микрофибриллированную целлюлозу (МФЦ) или их смесь и по меньшей мере один полимер, образующий ВПС вместе с МКЦ, МФЦ или их смесью.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к производству эластомерных материалов уплотнительного назначения, и может быть использовано для внешнего слоя уплотнительных элементов в составе водонефтенабухающих пакеров, применяемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования.

Изобретение может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. Композиция агрегированного наполнителя содержит частицы наполнителя из измельченного карбоната кальция, средство для предварительной обработки, выбранное из поливиниламина и катионного полиакриламида или их смеси и нанофибриллярную целлюлозу.

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим резинам на основе бутадиеннитрильных каучуков, которые могут использоваться в пакерах и другом скважинном оборудовании.

Настоящее изобретение относится к эмульсионному коагулянту для коагуляции эмульсии и набору для герметизации проколов в шинах с применением эмульсионного коагулянта.
Изобретение относится к способу получения частиц эластомера из водной суспензии, содержащей множество частиц эластомера, имеющего размер частиц 0,05-25 мм, суспендированные в ней.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и направлено на повышение стабильности водных растворов полимеров в пластовых условиях, используемых для изоляции водопритока в нефтяные скважины, для увеличения нефтеотдачи и снижения обводненности продукции скважин, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин. Модифицированный полимерный загуститель включает водорастворимый полиакриламид и адипиновую кислоту в качестве стабилизатора. Технический результат – улучшение стабильности изолирующих свойств во времени при использовании в качестве загущающих и структурообразующих агентов в процессах добычи нефти. 2 табл., 12 пр.

Наверх