Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтяных и газовых скважинах.

Известен состав для изоляции водопритоков в скважину (патент RU №2015305, МПК E21B 33/138, опубл. 30.06.1994 г., Бюл. №12), включающий силикат натрия, лигносульфонат и воду. Состав дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество, а в качестве воды - воду с минерализацией до 30 г/л при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Недостатком известного состава является то, что водоизолирующий гель, образованный составом, имеет невысокую прочность и ограниченную продолжительность эффекта.

Наиболее близким аналогом является состав для изоляции водопритоков (заявка РФ №2007106794, МПК E21B 33/00, опубл. 27.08.2008 г., Бюл. №24), включающий силикат натрия, электролит и воду. Состав дополнительно содержит метилсиликонат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

в качестве метилсиликоната натрия состав может содержать гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11 или ГКЖ-11Н.

Недостатком известного состава является то, что для высокопроницаемых пластов эффект от ограничения водопритока будет низким, так как состав из-за малой вязкости будет вымываться из зоны изоляции. Недостатком известного состава является также то, что полученный гель в пресной воде со временем разрушается, а обводненность нефти увеличивается, вследствие чего межремонтный период работы скважины сокращается.

Техническими задачами предложения являются увеличение продолжительности водоизолирующего эффекта и расширение технологических возможностей.

Поставленная задача решается составом для изоляции водопритока в скважине, включающим силикат натрия, метилсиликонат натрия и гелеобразователь.

Новым является то, что состав содержит в качестве силиката натрия водный раствор силиката натрия с M=2,7-3,4 плотностью 1360-1450 кг/м³, качестве гелеобразователя - 10-20%-ный водный раствор кальция хлористого технического, или полиалюминия хлорида, или минерализованную воду плотностью 1150-1200 кг/м³ и дополнительно - сополимер акриламида с акрилатом натрия и древесную муку при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Реагенты, применяемые в заявляемом составе:

- водный раствор силиката натрия (стекло натриевое жидкое) по ГОСТ 13078-81. Представляет собой густую жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом, с плотностью 1360-1450 кг/м³. Полное замерзание водного раствора силиката натрия происходит при температуре на несколько градусов ниже 0°C. По этой причине растворы силиката натрия хранят в помещениях и транспортируют при положительных температурах;

- метилсиликонат натрия

Прозрачная или слегка мутная жидкость от бесцветного до светло-коричневого цвета. Допускается наличие мелкодисперсного осадка и механических примесей. В нефтяной и газовой промышленности применяется в качестве модификатора глинистых буровых растворов, а также в качестве реагентов, используемых в химических процессах. Массовая доля для сухого остатка - не менее 25%, гидрофобизирующая способность - не менее 8 ч, температура замерзания - не выше минус 30°C;

- кальций хлористый технический по ГОСТ 450-77. Представляет собой раствор желтовато-серого или зеленоватого цвета, прозрачный или с легкой мутью. В составе используется 10-20%-ный водный раствор;

- полиалюминия хлорид. Представляет собой порошок светло-желтого цвета с массовой долей оксида алюминия (Al₂O₃) не менее 30%, с массовой долей хлора (Cl^-) 25-33% и pH 1%-ного водного раствора 3,5-5,0. В составе используется 10-20%-ный водный раствор;

- сополимер акриламида с акрилатом натрия. Порошок белого цвета, степень набухания в пресной воде составляет более 400%. Используется в составе в качестве водонабухающего полимера (ВНП);

- древесная мука по ГОСТ 16361-87. Представляет собой волокнистый, набухающий в воде природный материал, получаемый при механическом размельчении древесины, с размерами частиц в пределах 120-1250 мкм.

Сущность предложения заключается в контакте компонентов состава с гелеобразователем в интервале изоляции, в результате чего образуется полимерная масса, которая обладает высокой изолирующей способностью и блокирует приток воды в обводненный пласт скважины. Водный раствор силиката натрия используется в предложении с силикатным модулем M=2,7-3,4. При добавлении метилсиликоната натрия в водный раствор силиката натрия снижаются вязкость состава и температура его замерзания до минус 12-22°C.

Гелеобразователь, входящий в состав, готовится перед закачкой: 10-20%-ный водный раствор кальция хлористого технического готовят путем добавления к 10-20 мас.ч. кальция хлористого технического 90-80 мас.ч. пресной воды плотностью 1000 кг/м³ и дальнейшего механического перемешивания; 10-20%-ный водный раствор полиалюминия хлорида готовят аналогично.

Древесная мука, содержащаяся в составе, набухает при контактировании с водой и способствует образованию плотного и прочного геля во всем объеме. Положительный результат от применения состава для изоляции водопритока в скважине сохраняется продолжительное время за счет тампонирующего эффекта, создаваемого разбухшей в воде древесной мукой.

Сополимер акриламида с акрилатом натрия увеличивает вязкость состава, поэтому позволяет использовать его для изоляции высокопроницаемых пластов, что расширяет технологические возможности использования состава.

Изолирующую способность предлагаемого состава и наиболее близкого аналога определяли на моделях пласта по общеизвестной методике. Усредненные результаты модельных испытаний водоизолирующей способности предлагаемого состава и наиболее близкого аналога представлены в таблице. В стеклянный стакан объемом 200 мл наливали 100 г (100 мас.ч.) водного раствора силиката натрия, 35 г (35 мас.ч.) метилсиликоната натрия, 0,2 г (0,2 мас.ч.) сополимера акриламида с акрилатом натрия, 3 г (3 мас.ч.) древесной муки и перемешивали, добавляли 30 г (30 мас.ч.) 20%-ного водного раствора полиалюминия хлорида и закачивали в модель пласта, заполненную кварцевым песком, и оставляли на реагирование (см. таблицу, №8). Остальные опыты готовили аналогичным образом. Через 24 ч и 6 мес. выдержки на реагирование прокачали воду и определили снижение проницаемости моделей. По величинам снижения проницаемости через 6 мес. выбрали оптимальное соотношение компонентов состава для изоляции водопритока при следующих соотношениях, мас.ч.:

причем в качестве гелеобразователя использовали 10-20%-ный водный раствор кальция хлористого технического, или полиалюминия хлорида, или минерализованную пластовую воду плотностью 1150-1200 кг/м³.

Оптимальные величины снижения проницаемости через 6 мес. получены в опытах №№4-12. В результате исследований установлено, что предлагаемый состав по изолирующим свойствам превосходит состав по наиболее близкому аналогу:

- по образованию геля во всем объеме;

- по повышению прочности;

- по снижению проницаемости моделей через 6 мес.;

- по возможности использования для изоляции высокопроницаемых пластов;

- по снижению температуры замерзания состава до минус 12-22°C.

Таким образом, предлагаемый состав обеспечивает увеличение продолжительности водоизолирующего эффекта и расширение технологических возможностей.