Перспективные составы для обработки нефтяных скважин с применением порошкообразного эластомера

УДК 662.21

Р. Ш. Гарифуллин, Ф. П. Мадякин, Р. М. Вахидов, А. С. Сальников,

Л. И. Айзатвафина, А. В. Косточко, В. Н. Савагин

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОРОШКООБРАЗНОГО ЭЛАСТОМЕРА.

Ключевые слова: порошкообразный эластомер, нефтяная скважина, проходное

прессование, поверхность горения.

В статье предложены перспективные составы для обработки нефтяных скважин с применением порошкообразного эластомера. Использование порошкообразного эластомера позволяет формовать составы методом проходного прессования в изделия заданной длины и сечения, что позволяет регулировать скорость горения заряда за счет изменения его удельной поверхности горения.

Квy words: рowdery elastomer, oil wells, passing pressure, surface of burning.

In this article are proposed perspective compositions for processing oil wells with use of powdery elastomer. The use of powdery elastomer makes it possible to shape compositions with method ofpassing pressure into product of given length and cross section that enables to regulate the burning velocity by changing specific surface of burning.

В настоящее время многих нефтедобывающих месторождений характерна низкая нефтеотдача пластов, что связано с их нахождением на поздних стадиях разработки. С целью интенсификации нефтепритока применяют различные методы увеличения нефтеоотдачи.

Характер воздействия на пласт определяется скоростью образования газовых продуктов. Так, например, для расплавления асфальтено-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) используются медленно горящие составы, которые обеспечивают повышенную температуру в интервале обрабатывания в течение длительного времени. При осуществлении гидроразрыва пласта наоборот, используют высокоскоростные пороховые генераторы горения. Разнообразие выполняемых технологических задач обуславливает необходимость в разработке разнообразных ГОС и аппаратуры для их использования.

Большинство существующих составов для обработки скважин имеют ряд существенных недостатков, например, регулирование скорости газопритока осуществляется путем подбора рецептуры ГОС, хотя данный параметр на практике можно регулировать путем изменения удельной поверхности горения. Применяемые в настоящее время составы, вследствие их низких реологических свойств, не позволяют их формовать методом проходного прессования или экструзии в изделия заданной длины и сечения. Температура горения некоторых ГОС относительно низкая (не более 1000 К), что не позволяет проводить эффективную обработку скважин с повышенным содержанием АСПО. Опыт показывает, что для эффективной обработки пластов требуется температура горения не ниже 2000 К. С целью достижения данного уровня температуры в состав дополнительно вводят металлические горючие, например, алюминий, что приводит к удорожанию ГОС и повышению зольности [1, 2].

Указанные недостатки могут быть устранены при использовании ГОС на основе порошкообразного эластомера. Порошкообразный эластомер позволяет перерабатывать составы высокопроизводительными методами проходного прессования или экструзии, и выполняет в составе одновременно роль горючего и связующего. При этом при сгорании такого состава не образует твердой фазы, что сохраняет высокие фильтрационные характеристики перфорационных каналов. В связи с этим, в качестве ГОС предложен состав, состоящий из аммиачной селитры и порошкообразного каучука СКН-26М с размером частиц менее 0,5 мм. Исследования по получению эластомеров в порошкообразном виде приведены в работах [3, 4, 5].

Результаты по исследованию влияния соотношения между аммиачной селитрой и каучуком СКН-26М на состав продуктов сгорания смеси приведены на рис. 1. Для предварительных исследований, приготовленные составы перерабатывали методом глухого прессования при комнатной температуре, диаметре пресс-сборки 20 мм и давлении прессования 60 МПа.

Рис. 1 - Влияние соотношения между аммиачной селитрой и каучуком СКН-26М на состав продуктов сгорания смеси

Из данных представленных на рис. 1 видно, что с увеличением содержания аммиачной селитры и уменьшением содержания каучука в продуктах сгорания смеси резко снижается количество конденсированных продуктов и при содержании аммиачной селитры выше 70 %, они в продуктах сгорания отсутствуют. При этом также снижается содержание диоксида водорода, остальные продукты сгорания изменяются незначительно.

На рис. 2 показана зависимость температуры горения смеси от содержания аммиачной селитры.

Из представленных на рис. 2 данных видно, что с увеличением содержания аммиачной селитры до 90 % увеличивается температура горения состава до значения порядка 2100 К. Такая температура горения смеси позволяет проводить эффективную обработку скважин с повышенным содержанием АСПО.

Содержание аммиачной селитры, % Рис. 2 - Зависимость температуры горения от содержания аммиачной селитры

Таким образом, с учётом представленных выше данных, для дальнейших исследований выбрана смесь содержащая, % : аммиачную селитру - 85, каучук СКН-26М - 15. Плотность шашки выбранной смеси составляет 1530 кг/м3, прочность на сжатие - 1,02 МПа. Для повышения прочности образца в состав вводили фторопласт в количестве 2 % за счет уменьшения содержания каучука СКН-26М. В результате этого прочность на сжатие образца увеличилась до 2,18 МПа. Данная смесь перерабатывается методом проходного прессования при относительно невысоких давлениях порядка 15-20 МПа в шнуровые изделия высокого качества.

Литература

1. Аглиуллин, М.М. Новые термобарические технологии обработки призабойной зоны пластов / М.М. Аглиуллин [и др.] // НТВ «Каротажник». - Тверь: Изд. АИС. -2001 - Вып. 92 - С 23-26.

2. Еникеев, М.Д. Методы и технологии испытания и воздействия на призабойную зону пласта / М.Д. Еникеев [и др.] // НТВ «Каротажник». - Тверь: АИС. - 2000 - Вып. 66 - С 33-35.

3. Мадякин, Ф.П. Получение эластомеров в виде порошка и гранул и переработка пиротехнических составов на их основе / Ф.П. Мадякин [и др.] // Современные проблемы пиротехники: материалы докл. III Всерос. конф. / ФГУП ФНПЦ НИИПХ. - Сергиев Посад, 2004. - С. 28-30.

4. Мадякин, Ф.П. Пиротехнические составы на основе измельчённых эластомеров / Ф.П. Мадякин [и др.] // Вестник Казан. технол ун-та. - Казань - 2007.- №2.- С. 69-76.

5. Мадякин, Ф.П. Влияние измельчения эластомеров на свойства составов цветных огней на их основе / Ф.П. Мадякин [и др.] // Вестник Казан. технол ун-та: специальный выпуск. - Казань -2008. - С. 38-45.

© Р. Ш. Гарифуллин - канд. техн. наук, асс. каф. технологии твердых химических веществ КГТУ, rus-garifullin@yandex.ru; Ф. П. Мадякин - д-р техн. наук, проф. каф. химии и технологии гетерогенных систем КГТУ, madyakin@kstu.ru; Р. М. Вахидов - канд. техн. наук, асс. каф. технологии твердых химических веществ КГТУ, wachidow@mail.ru; А. С. Сальников - студ. каф. технологии твердых химических веществ КГТУ; Л. И. Айзатвафина - асп. той же кафедры; А.В. Косточко -д-р техн. наук, проф., зав. каф химии и технологии высокомолекулярных соединений КГТУ; В. Н. Савагин - канд. техн. наук, доц. той же кафедры.