Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В ДОБЫВАЮЩЕЙ СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для ограничения водопритока в добывающей скважине, и может найти применение для выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины.

Известен состав для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и селективной изоляции воды в добывающих скважинах (патент RU №2313558, С09К 8/44, С09К 8/82, опубл. 27.12.2007, Бюл. №36), являющийся устойчивой эмульсией, содержащий эмульгатор, углеводород и водный раствор хлорида металла.

Недостатком указанной эмульсии являются ее невысокие изолирующие свойства состава за счет невысоких вязкостных свойств состава.

Известен способ изоляции водопритока в скважине (патент RU №2418153, МПК Е21В 33/138, опубл. 10.05.2011, Бюл. №13), включающий последовательную закачку в изолируемый интервал обратной эмульсии на основе водной дисперсной фазы и углеводородной дисперсионной среды с кремнийорганическим тампонажным составом и закрепляющего состава на основе кремнийорганического тампонажного состава в большей концентрации. До обратной эмульсии в изолируемый интервал закачивают водную суспензию глины для увеличения вязкости и стабильности эмульсии, в качестве кремнийорганического тампонажного состава применяют Силор НЧ.

Недостатком данного состава является низкая эффективность изоляции из-за недостаточно высоких прочностных свойств состава.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав для селективного ограничения водопритоков в добывающих скважинах (патент RU №2391378, МПК С09К 8/467, С09К 8/504, опубл. 10.06.2010, Бюл. №16), включающий инвертную эмульсию, состоящую из дисперсионной углеводородной фазы - нефти или продуктов ее переработки, стабилизатора эмульсии - химически модифицированного кремнезема - Полисила-ДФ и дисперсной фазы. В качестве дисперсной фазы содержит натриевое жидкое стекло и дополнительно - маслорастворимое поверхностно-активное вещество - Синол-ЭМ.

Недостатками известного состава являются низкая эффективность изоляции водопритока в добывающей скважине за счет низкой стабильности эмульсии и низкой эмульгирующей способности состава, что особенно важно для получения долговременного эффекта изоляции водопритока, а также невысокие реологические свойства (указанный состав не образует прочный водоизоляционный экран, эффективно блокирующий напор пластовых вод).

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности изоляции водопритока в добывающей скважине за счет улучшения эмульгирующей способности состава, а также улучшение стабильности и реологических свойств эмульсионных систем, получаемых в пластовых условиях, что позволяет получить прочный водоизоляционный экран в нефтяном пласте добывающих скважин.

Технические задачи решаются составом для ограничения водопритока в добывающей скважине, включающим инвертную эмульсию, состоящую из дисперсионной углеводородной фазы, стабилизатора эмульсии и дисперсной фазы.

Новым является то, что в качестве дисперсионной углеводородной фазы используют смесь нефти или продуктов ее переработки и таллового масла, в качестве стабилизатора эмульсии - простой полиэфир с молекулярной массой 6000±400, в качестве дисперсной фазы - воду с минерализацией от 15 до 300 г/л и доломитовую муку, или мел, или аэросил, или древесную муку при следующем соотношении компонентов, мас. %:

причем объемное соотношение нефти или продуктов ее переработки и таллового масла в их смеси составляет от 1:3 до 3:1.

При приготовлении состава используют следующие реагенты:

- нефть или продукты ее переработки, представляющие собой жидкую смесь углеводородов с температурой застывания ниже 0°С и температурой самовоспламенения выше 40°С;

- талловое масло, представляющее собой смесь органических соединений, преимущественно ненасыщенных и жирных кислот, продукт обработки серной кислотой сульфатного мыла, получаемого в качестве побочного продукта при варке целлюлозы сульфатным способом, по внешнему виду представляет собой темноокрашенную жидкость с резким запахом;

- простой полиэфир с молекулярной массой 6000±400, по внешнему виду представляет собой маслянистую бесцветную жидкость;

- доломитовую муку (ГОСТ 14050-93);

- мел (ГОСТ 17498-72);

- аэросил, представляющий собой пирогенный диоксид кремния (SiO₂), очень легкий микронизированный порошок с выраженными адсорбционными свойствами, с массовой долей основного вещества не менее 95%;

- древесную муку (ГОСТ 16361-87).

Введение простого полиэфира позволяет снизить энергию, необходимую для создания свободной поверхности раздела фаз, что ускоряет процесс образования эмульсии. Молекулы простого полиэфира, адсорбируясь на границе раздела фаз, повышают стабильность эмульсии (агрегативную устойчивость). Введение доломитовой муки, или мела, или аэросила, или древесной муки обеспечивает повышение агрегативной устойчивости эмульсии за счет стабилизации и упрочнения адсорбционного слоя на поверхности глобул дисперсной фазы. Содержание жирных кислот в талловом масле и простого полиэфира в составе позволяет эффективно снизить межфазное натяжение на границе раздела фаз, что способствует улучшению реологических характеристик состава за счет повышения степени диспергирования дисперсной фазы и повышения эмульгирующей способности состава.

Предлагаемый состав готовят следующим образом.

Предварительно готовят смесь нефти или продуктов ее переработки и таллового масла в объемном соотношении от 1:3 до 3:1. Из полученной смеси отбирают навеску в количестве 40-80 мас. %. Затем в отобранную навеску смеси нефти или продуктов ее переработки и таллового масла добавляют простой полиэфир с молекулярной массой 6000±400 с концентрацией от 0,5 до 5,0 мас. % и перемешивают в течение 10 мин на механической мешалке со скоростью 500 об/мин. В полученный состав, не прекращая перемешивания, медленно вводят воду с минерализацией от 15 до 300 г/л с концентрацией от 5,0 до 59,49 мас. %, доломитовую муку, или мел, или аэросил, или древесную муку с концентрацией от 0,01 до 10,0 мас. % и продолжают перемешивание до получения однородной массы.

Эмульгирующие свойства оценивали путем разбавления приготовленного состава водой с минерализацией от 15 до 300 г/л при постоянном перемешивании на механической мешалке со скоростью 500 об/мин с последующей оценкой реологических свойств образующихся эмульсий. Реологические свойства состава оценивали значением динамической вязкости эмульсии при скорости сдвига 6,5 с^-1, измеренной на ротационном вискозиметре «RheomatRM-180».

Стабильность полученных эмульсий оценивали по расслоению фаз с измерением объемной доли нерасслоившейся эмульсии после выдержки в течение 15 сут.

Пример приготовления состава в лабораторных условиях.

Предварительно готовят смесь нефти или продуктов ее переработки и таллового масла в объемном соотношении 1:1. Для этого отбирают 50 мл нефти или продуктов ее переработки и добавляют при перемешивании 50 мл таллового масла. Из полученной смеси отбирают 40 г. В отобранную навеску добавляют 0,5 г простого полиэфира с молекулярной массой 6000±400 и перемешивают в течение 10 мин на механической мешалке со скоростью 500 об/мин. В полученный состав, не прекращая перемешивания, медленно вводят 59,49 г воды с минерализацией 15 г/л, 0,01 г древесной муки и продолжают перемешивание до получения однородной массы (пример 1, табл. 1 и 2).

Аналогичным образом готовят и другие составы, варьируя компоненты и их содержание (см. табл. 1 и 2).

В табл. 1 и 2 приведены результаты определения эмульгирующих и реологических свойств и стабильности полученных эмульсий, подтверждающие возможность осуществления предложения в лабораторных условиях.

Из приведенных данных видно, что эмульгирующая способность прототипа ниже по сравнению с предлагаемым составом, при кратности разбавления 3 у прототипа не происходит образование эмульсий во всем объеме, что делает невозможным определение их реологических свойств при кратности разбавления 3-5. Полученные разбавлением водой эмульсии для предлагаемого состава в диапазоне кратности разбавления 1-5 обладают более лучшими реологическими свойствами, вязкость полученных эмульсий для предлагаемого состава выше, чем в случае прототипа, в 1,6-55,8 раза. Предлагаемый состав способствует образованию более стабильных эмульсий, объемная доля полученных эмульсий через 15 сут больше, чем у прототипа, в 1,7-12,5 раз.

Таким образом, предлагаемый состав приводит к повышению эффективности изоляции водопритока в скважину за счет улучшения эмульгирующей способности состава, а также улучшает стабильность и реологические свойства эмульсионных систем, получаемых в пластовых условиях, что позволяет получить прочный водоизоляционный экран в нефтяном пласте добывающих скважин.