Результат интеллектуальной деятельности: ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности, к составам для проведения водоизоляционных работ, и может быть использовано при регулировании фильтрационных потоков нефтяных пластов при капитальном ремонте скважин.

В настоящее время для снижения обводненности и увеличения охвата пласта используют различные составы, в том числе для водоизоляции, селективной изоляции, регулирования проницаемости обводненных пропластков.

Технологическая практика показывает, что наибольший эффект в регулировании фильтрационной проницаемости обводненных пропластков достигается при использовании гелеобразных композиций. Наиболее перспективным является применение гелеобразующих композиций на базе неорганического сырья, в частности, кремнийсодержащих веществ.

Известны гелеобразующие составы на основе различных химических реагентов, в частности полимеров [1] , кремнийорганических водоизолирующих материалов на основе олигоорганоэтоксихлорсилоксанов (торговое название 119-204) [2, 3] . Известны также гелеобразующие составы на основе силикатов [4, 5] .

Недостатками известных составов являются их низкая эффективность из-за сложности регулирования скорости гелеобразования, низкой структурной устойчивости, а также высокая стоимость гелеобразующих компонентов, что существенно ограничивает область применения составов.

Наиболее близким техническим решением является гелеобразующий состав [6] , включающий в себя соляную кислоту, воду и добавку, в качестве которой используется нефелин при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Нефелин - 4-10
Соляная кислота - 6-10
Вода - Остальное
Недостатком этого состава является низкая скорость гелеобразования.

Целью настоящего изобретения является увеличение скорости гелеобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в гелеобразующем составе, включающем соляную кислоту, воду и добавку, в качестве добавки используют саморассыпающийся шлак при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Саморассыпающийся шлак - 4-14
Соляная кислота - 6-12
Вода - Остальное
Таким образом, в предлагаемом изобретении используется новый ингредиент, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию "новизна".

В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании саморассыпающихся шлаков при приготовлении гелеобразующих составов. Известно использование составов, образующих гели за счет растворения кремнезема и образования геля кремневой кислоты. Применение саморассыпающихся шлаков дает ранее неизвестный эффект повышения прочности геля, т. е. ускорения гелеобразования. Это обусловлено тем, что саморассыпающийся шлак содержит оксид кальция и некоторое количество оксида алюминия. Благодаря проявлению алюминием амфотерных свойств в системе образуется гидроксид алюминия, способствующий созданию пространственной структуры, упрочняющей образуемый гель. Благодаря присутствию СаО и Al₂О₃ возможно также образование гидроалюминатов Са, которые также вносят свой вклад в формирование прочности полученного геля.

Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Пример реализации изобретения
Для приготовления 100 мл раствора (состав 4, см. таблицу) берется 9 г саморассыпающегося шлака, 10 г соляной кислоты (в пересчете на 100 г сухого вещества) и 81 мл воды. Компоненты перемешиваются вручную или на магнитной мешалке в течение 5 минут. Из приготовленной смеси периодически отбираются пробы, в которых определяется вязкость с помощью капиллярного вискозиметра. В качестве критерия гелеобразования была принята кинематическая вязкость 25 мм²/с.

В рассматриваемом примере время гелеобразования при температуре 20^oС составило 10 часов.

При определении скорости гелеобразования при более высокой температуре (40^oС) полученная проба термостатировалась.

Для приготовления гелеобразующего состава использовались саморассыпающийся шлак Актюбинского завода ферросплавов, который имеет следующий состав: СаО 50-56%, MgO 8-12%, Al₂О₃ 5-8%, SiО₂ 24-27% и техническая соляная кислота с концентрацией 32%.

Приготовленные составы гелеобразующих смесей приведены в таблице. Здесь же приведены показатели гелеобразующего состава - прототипа. На основании данных, представленных в таблице, можно сделать вывод о том, что заявляемый гелеобразующий состав, содержащий соляную кислоту, саморассыпающийся шлак и воду, имеет высокую скорость гелеобразования и высокую прочность образующегося геля. Наилучшие показатели по скорости гелеобразования приведены в опытах 3, 4, 6.

При промышленной реализации предлагаемого изобретения получение гелеобразующего состава осуществляется следующим образом.

В емкости цементировочного агрегата заливается 2430 л воды, в которой разводится 300 кг соляной кислоты (в пересчете на сухое вещество), после тщательного перемешивания полученной смеси к ней добавляется 270 кг саморассыпающегося шлака. Полученная смесь перемешивается не менее 15 минут путем круговой циркуляции. Затем полученная смесь через насосно-компрессорные или бурильные трубы закачивается в пласт и оставляется для ее структурирования и упрочнения геля в порах пласта.

Таким образом, приведенный пример реализации изобретения показывает его соответствие критерию "практическая применимость".

Кроме того, использование саморассыпающихся шлаков, являющихся отходами промышленного производства, в определенной степени решает вопрос их утилизации и частично проблемы экологии.

Источники информации
1. Сургучев М. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. - М. : Недра, 1985.

2. А. С. 168049 A1 от 30.09.91, БИ 36.

3. А. С. 1808998, БИ 14, 1993.

4. Патент США 4257813, кл. 106-74.

5. Патент США 4640361, кл. 116-258.

6. Патент РФ 2089723 "Способ разработки нефтяных месторождений", 11.12.97 (прототип).