Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАГУЩАЮЩЕЙ ДОБАВКИ К ЗАКАЧИВАЕМОЙ В НЕФТЯНОЙ ПЛАСТ ВОДЕ

Изобретение относится к нефтедобыче, конкретно к способу обработки загущающей добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде, предназначенной для повышения эффективности отдачи нефтяных пластов.

В качестве полимерной добавки наиболее часто в последнее время используется полиакриламидный гель, для получения которого исходный полиакриламид (ПАА) подвергается дополнительной обработке.

Известен способ обработки загущающей полимерной добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде путем радиационного облучения порошкообразных полимеров (сополимеров) кислот акрилового ряда до дозы 0,5-3,0 Мрад. Для уменьшения процесса старения к полученному продукту могут быть добавлены антиоксиданты или антирады. (Патент РФ №2069256, Е 21 В 43 22, 1996 г.).

Известен способ обработки порошка ПАА ионизирующим излучением до дозы 5-50 кгр (0,5-5,0 Мрад) в присутствие газовой среды с содержанием кислорода 10-50% об. (Патент РФ №2127359, Е 21, В 43 22, 1999 г.).

Общим недостатком радиационных способов обработки является значительная нестабильность свойств облученного порошка ПАА, проявляющаяся в том, что при хранении добавки в твердой фазе вследствие пострадиационных процессов происходит деструкция полимера, приводящая к разрушению сшивок, а следовательно, ухудшению гелеобразования и, как следствие, ухудшению эксплуатационных свойств.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ обработки загущающей добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде порошкообразного полиакриламида ПАА ионизирующим излучением до поглощенной дозы 0,1-1,0 Мрад с последующей обработкой облученного ПАА водой в количестве 10-30% от массы полимера и последующей сушкой до первоначальной влажности при атмосферных условиях. (Патент №2186960).

Этот способ обработки позволяет получить стабильную добавку, сохраняющую свои свойства при длительном хранении в сухом состоянии.

Недостатком этого способа обработки является то, что получаемая при этом добавка характеризуется недостаточно высокими нефтевытесняющими свойствами.

Для улучшения нефтевытесняющих свойств в способе обработки загущающей добавки к закачиваемой в нефтяной пласт воде, включающем предварительную обработку порошкообразного полиакриламида ПАА ионизирующим излучением и последующую его обработку, последующую обработку осуществляют 4 - 6%-ным водным раствором анионоактивного поверхностно-активного вещества АПАВ в количестве 15-30% от массы ПАА. Причем обработку ионизирующим излучением осуществляют до поглощенной дозы 0,1-1,0 Мрад.

Указанное отличие позволяет получить полимерную добавку с улучшенными свойствами, стабилизированную от деструкции при хранении в сухом состоянии и с улучшенными нефтевытесняющими свойствами.

Специфичным свойством полимера, в частности ПАА, подвергнутого радиационному воздействию, является образование долгоживущих свободных полимерных радикалов. Эти радикалы реакционно-активны и способны к различным химическим реакциям. В твердой полимерной матрице их реакции имеют диффузионные ограничения. Однако после смачивания и как результат этого при частичном набухании полимера подвижность радикалов возрастает. Это приводит либо к их рекомбинации, либо к взаимодействию с растворенными в воде веществами, в данном случае с АПАВ. Не исключена также адсорбция АПАВ на поверхности зерен ПАА. В результате образуется модифицированный продукт, обладающий повышенным нефтевытесняющим действием.

Выбор интервала концентраций ПАВ в растворе обусловлен тем, что ниже 4% применение ПАВ недостаточно эффективно, а выше 6% - излишне, так как при 6% достигается максимальный эффект.

Выбор интервала концентраций ПАВ в растворе обусловлен тем, что ниже 4% применение ПАВ недостаточно эффективно, а выше 6% - излишне, так как при 6% достигается максимальный эффект.

При обработке водным раствором в количестве 15-30% полимер впитывает воду с растворенным в нем реагентом и при этом после просушивания остается порошкообразным, что очень удобно при дальнейшем практическом его применении.

Существо предлагаемого способа иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Пример 1

Берут полиакриламид марки Mutiflok-231 (компания SNF s.a. Ploerger, Франция).

Молекулярная масса - 6,7×10⁶.

Содержание основного вещества - 85%.

Внешний вид - белый сыпучий порошок.

В качестве АПАВ используют моющее средство, “Метасил” (товарный продукт фирмы “Кемилайн”, ТУ 2381-001-18631273-98).

Плотность при 20°С 1,07-1,08 г/см³.

Показатель концентрации водородных ионов (рН) - 12,0-13,0 ед. рН

“Метасил” представляет собой композицию анионоактивного ПАВ с метасиликатом натрия, трилоном Б в сочетании с добавлением других органических добавок.

Полимер облучают гамма-лучами на источнике С° до поглощенной дозы 0,2 Мрад при комнатной температуре в воздушной среде (атмосферные условия), затем облученный полимер обрабатывают водными растворами АПАВ. Для обработки используют растворы с концентрацией “Метасила” от 2 до 8 мас.%. Обработку проводят растворами в количестве 20% от массы полимера. В качестве образца сравнения используют полимер, обработанный водой без АПАВ. Образцы получают путем разбрызгивания растворов по поверхности твердого полимера при перемешивании массы. Полученные образцы помещают в термошкаф и высушивают при 60-70°С до первоначальной влажности.

Для оценки нефтевытесняющего эффекта добавки, полученной по предлагаемому способу обработки, была приготовлена модель пласта из песка объемом 40 см³, насыщенного водой и содержащего нефть из расчета 10% от объема. Водные растворы в заданном количестве, содержащие 0,5% добавки, продавливали через подготовленную модель и измеряли объем вытесненной нефти.

Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы, использование для обработки облученного полимера вместо воды водных растворов “Метасила” улучшает нефтевытесняющие свойства полученной добавки; с увеличением концентрации АПАВ коэффициент нефтевытеснения возрастает, достигая максимального значения при 6%.

Экспериментально также установлено, что другие компоненты моющего средства, “Метасил” не оказывают заметного практического действия на нефтевытесняющие свойства добавки.

Пример 2

Берут ПАА марки Mutiflok-231. В качестве АПАВ используют алкилсульфонат натрия - синтетическое моющее средство, получаемое омылением продуктов сульфохлорирования синтина. Полимер облучают в условиях примера 1. Затем облученный ПАА обрабатывают водными растворами сульфоната натрия с концентрацией 4, 6 и 8%. В качестве образца сравнения готовят образец, обработанный без АПАВ. Количество используемых водных растворов составляет 20% от массы полимера. Методика обработки и испытаний на нефтевытесняющие свойства такие же, как в примере 1.

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы, использование для обработки облученного полимера вместо воды водных растворов сульфоната натрия улучшает нефтевытесняющие свойства добавки.

Пример 3.

Берут ПАА марки Mutiflok-231. Полимер обрабатывают в условиях примера 1. Стабилизацию осуществляют водой без АПАВ (Образец 10) и водным раствором с концентрацией АПАВ 6% “Метасил” (Образец 11) в количестве 20% от массы полимера. Далее проводят испытание на стабильность при хранении в твердой фазе. С целью ускорить деструкцию образцы полимера помещают в термошкаф и выдерживают при 80°С, отбирая пробы для анализа через определенные промежутки времени. Измеряют вязкость (мПас·с) их 0,5%-ных водных растворов на вискозиметре Реотест при 25°С и градиенте скорости 3 с^-1. Для сравнения используют образец без стадии стабилизации (Образец 12).

Полученные результаты приведены в таблице 3.

Из таблицы видно, что вязкость стабилизированного ПАА не изменилась, в то время как образец, полученный на основе того же полимера, но без стадии стабилизации (Образец 12), подвергся деструкции в первые часы хранения.