Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВ ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНУ

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в добывающих скважинах и обработки нагнетательных скважин с целью выравнивания профиля приемистости и увеличения охвата пластов заводнением.

Известен состав для ограничения водопритока в скважину (патент RU №2525079, МПК E21B 33/138, опубл. 10.08.2014 в бюл. №22), содержащий жидкое стекло, 0,03-0,05%-ный раствор полиакриламида DP9-8177 и регулятор гелеобразования при следующем соотношении компонентов, % об.:

в качестве регулятора гелеобразования используют 10-20%-ный раствор кальция хлористого технического или 10-20%-ный раствор POLYPACS-30 LF (полиалюминия хлорид). Предварительно перемешивают раствор полиакриламида DP9-8177 и жидкое стекло до получения однородной смеси. Затем последовательно закачивают полученную смесь и регулятор гелеобразования.

Недостатком известного состава является то, что в зоне изоляции перемешиваются не в полном объеме составы, в результате чего гель образуется не в полном объеме, что снижает результат ограничения водопритока от использования состава.

Известен состав для ограничения водопритока в скважину (патент RU №2083816, МПК E21B 43/32, 33/138, опубл. 10.07.1997 в бюл. №19), содержащий минерализованную воду хлоркальциевого типа и осадкообразователь. Эти компоненты состава разделяют легкой нефтью, а в качестве осадкообразователя используют 5-7%-ный водный раствор алюмината натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Недостатком известного состава является то, что при взаимодействии минерализованной воды хлоркальциевого типа с алюминатом натрия гелеобразования не происходит, а образуются алюминаты кальция и гидроксид кальция, которые плохо растворимы в воде, и они выпадают в виде взвеси.

Наиболее близким аналогом является состав для ограничения водопритока в скважину (патент RU №2168618, МПК E21B 43/22, опубл. 10.06.2001 в бюл. №16), содержащий жидкое стекло, в качестве гелеобразователя - аммиачную селитру и пресную воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Указанный состав может дополнительно содержать анионактивное поверхностно-активное вещество, например, ДС-РАС, сульфонол в количестве 1-3% от массы состава на основе силиката натрия.

Недостатком известного состава является невозможность его гелеобразования при низких температурах. Для гидролиза аммиачной селитры (нитрата аммония), обуславливающей гелеобразование жидкого стекла, нужна температура не менее 50°С. Существенным недостатком является также низкая прочность полученных гелей, что доказывает указанная в наиболее близком аналоге максимальная вязкость - 1600 мПа⋅с.

Техническими задачами являются повышение эффективности изоляции водопритока в скважину и технологичности за счет повышения прочности состава при регулируемом времени гелеобразования при низкой пластовой температуре и упрощение приготовления.

Технические задачи решаются составом для ограничения водопритока в скважину, содержащим жидкое стекло, гелеобразователь и воду.

Новым является то, что жидкое стекло используют с силикатным модулем 2,7-3,5, в качестве гелеобразователя используют алюминат натрия при следующих соотношениях компонентов состава, мас. %:

Для приготовления состава используют следующие реагенты:

- жидкое стекло (силикат натрия) по ГОСТ 13078-81 - представляет собой густую жидкость желтого или серого цвета плотностью в пределах 1360-1450 кг/м³ с силикатным модулем в пределах 2,7-3,5;

- алюминат натрия (NaAlO₂) по ТУ6-09-01-727-87 - представляет собой растворимый в воде порошок белого цвета с отношением процентного содержания окиси натрия к окиси алюминия (Na₂O:Al₂O₃) в пределах 0,86-1,14. Известно, что алюминат натрия используется для ускорения затвердевания бетона;

- воду пресную.

Сущность предложения состоит в создании состава для ограничения водопритока в низкотемпературных скважинах. Состав является простым в приготовлении, удобным для закачивания в скважину, имеет регулируемое время гелеобразования и низкую стоимость. Жидкое стекло с силикатным модулем 2,7-3,5 является низкомодульным и недорогим в отличие от высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем выше 3,5. Жидкое стекло и алюминат натрия являются доступными реагентами, которые выпускаются крупнотоннажно. Они хорошо и быстро растворяются в воде. После перемешивания компонентов состава в указанном диапазоне соотношений компонентов при комнатной температуре образуется гель, который через несколько часов после образования приобретает плотную структуру.

В лабораторных условиях состав готовят следующим образом. При температуре 22±2°С в стеклянный стакан объемом 150 мл вносят навеску алюмината натрия в количестве 1 г (сверх 100 мас. %), наливают воду 88 г (88 мас. %), перемешивают до растворения, далее в полученный раствор при перемешивании медленно приливают жидкое стекло 12 г (12 мас. %) и оставляют состав на гелеобразование (опыт 6). После образования геля определяют его прочность (статическое напряжение сдвига) при комнатной температуре с использованием широметра по ГОСТ 33213-2014. Результаты гелеобразования и определения прочности состава на основе жидкого стекла и алюмината натрия представлены в таблице. Оптимальные показатели времени гелеобразования и прочности обеспечивает предлагаемый состав. Остальные опыты готовятся аналогично опыту 6.

Составы, приготовленные при запредельных значениях концентрации компонентов, имеют короткое время гелеобразования или низкую прочность: состав по опыту 1 образовал текучий гель, прочность которого не измеряли, а состав по опыту 10 имеет короткое время гелеобразования (30 мин).

Максимальное время гелеобразования предлагаемого состава составляет 14 ч, а максимальная прочность геля - 304,7 Па в отличие от состава по наиболее близкому аналогу, у которого максимальное время гелеобразования составляет 6 ч (опыт 12), а максимальная вязкость геля - 1600 мПа⋅с (опыт 11), то есть гель является текучим.

По результатам испытаний состава на длительность гелеобразования и прочность, представленным в таблице, был выбран диапазон соотношений компонентов, мас. %.:

Таким образом, достигнуты технические задачи - создание гелеобразующего состава с высокой прочностью, регулируемым временем гелеобразования при низкой температуре и простого в приготовлении.