СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ
RESERVOIR RECOVERY INCREASING COMPOSITION

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при производстве термотропных гелеобразующих составов для обработки нефтяных или газовых пластов.
Основным методом увеличения нефтеотдачи пластов является заводнение. Прорыв закачиваемых и пластовых вод по зонам с высокими фильтрационными характеристиками приводит к образованию промытых участков, через которые в дальнейшем фильтруется вода, обходя низкопроницаемые нефтесодержащие участки продуктивного пласта. При этом доля извлекаемой из пласта нефти снижается, а степень обводненности ее увеличивается.
Известен способ разработки нефтяного месторождения (SU авт.св. N 681993 А1, кл. Е21В 43/22, 1991) путем его заводнения с выравниванием фронта вытеснения нефти закачкой маловязкого водного раствора полимера, способного в условиях пласта к застудневанию с повышением температуры пласта, где в качестве полимера используют метилцеллюлозу, а в качестве растворителя - воду хлоркальциевого типа. Недостаток данного способа в трудоемкости растворения метилцеллюлозы в воде, относительно невысокой температуре гелеобразования (около 60°C) и низкой эффективности использования полученного раствора из-за отфильтровывания на забое скважины значительного количества нерастворимых частиц метилцеллюлозы.
Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений (RU патент N 2107156 С1, кл. 6 Е21В 43/22, 1998), содержащий соль алюминия, щелочной сток производства капролактама - ЩСПК и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит водорастворимый полимер-полиакриламид (ПАА). Недостаток состава - высокое (до 50 мас.%) содержание в составе отхода производства щелочного стока нерегулируемого качества, что отрицательно сказывается на реологических и гелеобразующих свойствах состава. Кроме того, при температуре 90°C и выше в результате термодеструкции реологические и гелеобразующие свойства водных растворов ПАА резко снижаются.
Известен состав, где вместо солей алюминия предложено использовать также с карбамидом алюмосодержащие отходы нефтехимических производств [пат. 2120544 РФ, E21B 43/22, 1998]. Алюмосодержащие отходы нефтехимических производств образуются в процессах алкилирования ароматических углеводородов и представляют собой нерегулируемые по составу жидкие смеси с большой долей примесей органического происхождения. Их использование несет в себе опасность загрязнения пластовых и поверхностных вод высокотоксичными органическими веществами.
Известен гелеобразующий при растворении в воде твердый реагент «Галка-Термогель» (ТУ 2163-015-00205067-01, 2001) - композиция на основе гидроксохлорида алюминия, содержащая также карбамид и уротропин. Применение в составе уротропина приводит к усложнению технологического процесса его получения, хранения и применения. Сам уротропин требует особых условий обращения и хранения, а именно: в темных и сухих прохладных помещениях. Кроме того, уротропин очень летуч, имеет неприятный запах.
Наиболее близким, взятым за прототип заявляемому составу, является состав для повышения нефтеотдачи (RU патент N 2076202 С1, кл. 6 Е21В 43/22, 1997), содержащий соли алюминия, карбамид и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%: полиакриламид 0,5-2,5; хлорид алюминия 4,0-17,0; карбамид 15,0-30,0 и вода - остальное.
Недостаток данного состава - отсутствие эффекта повышения структурно-механических и реологических свойств комбинированного геля, состоящего из неорганических частиц гидроокиси алюминия и молекул органического водорастворимого полимера ПАА при пластовых температурах 90°C и выше, что существенно ограничивает область применения данного состава.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности состава за счет увеличения срока работоспособности при повышенных температурах (70°C и выше) и улучшения реологических свойств получаемого геля в пластовых условиях.
Поставленная задача решается тем, что состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий алюминия хлорид, карбамид, добавку и воду, содержит алюминия хлорид марки А-5, карбамид марки А, а в качестве добавки - кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11Н при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюминия хлорид технический марки А-5 - 20-45;
Карбамид марки А - 25-40;
ГКЖ-11Н - 1,0-5,0;
Вода - Остальное.
Указанный товарный продукт алюминия хлорид марки А-5 выпускается в г. Стерлитамаке, на ОАО «Каустик» по ТУ 6-01-2-88, изм. 1, представляет из себя мелкодисперсную систему с размером частиц до 5 мм, полностью растворим в воде при любой температуре, без образования взвесей и осадков.
Карбамид марки А по ГОСТ 2081-2010 выпускается на ОАО «Акрон» г.Великий Новгород. Массовая доля азота в пересчете на сухое вещество не менее 46,3%. Полностью растворим в реакционной массе при любой температуре, без образования взвесей и осадков.
Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н по ТУ 2229-276-05763441-99. Представляет собой водно-спиртовой раствор кремнийорганических олигомеров. Производитель ОАО «Химпром» г. Новочебоксарск.
В заявляемом составе основным действующим компонентом является комплексная соль, получаемая при взаимодействии алюминия хлорида с карбамидом. При этом размер частиц используемой товарной формы алюминия хлорида марки А-5 (до 5 мм) наиболее оптимально подходит для получения указанной соли с конверсией 97-99%. Получаемая концентрация указанной соли и тип образующихся химических связей определяет качество образуемого геля, так как непосредственно гидролиз карбамида при повышенных температурах катализирует образование стабильного геля в пластовых условиях. В свою очередь, введение указанной кремнийорганической жидкости - термостабилизирующей гидрофобной присадки на основе кремнийорганического олигомера способствует увеличению срока работоспособности получаемого геля, что, в конечном счете, благоприятно сказывается на реологических свойствах предлагаемого состава, обладающего термотропными свойствами.
Снижение содержания алюминия хлорида марки А-5 в составе ниже 25 мас.% приведет к увеличению транспортных расходов, необоснованному расходу карбамида, повышенному расходу состава на одну обработку скважины. Повышение содержание алюминия хлорида выше 40 мас.% приведет к перенасыщению получаемого раствора и образованию осадков.
Гелеобразующий состав готовят следующим образом. В реактор загружается расчетное количество воды (300 кг), алюминия хлорида марки А-5 (300 кг), затем порционно добавляют карбамид марки А (350 кг). После загрузки всего количества исходных компонентов в реакционную массу добавляют ГКЖ-11Н (50 кг) (термостабилизирующую присадку). Полученную массу в виде водного раствора загружают в железнодорожные цистерны. Полученный раствор является готовой товарной формой и может быть использован без дополнительных операций при закачке непосредственно на скважине. Указанный состав способствует образованию геля внутри пласта, что позволяет селективно блокировать его высокопроницаемые участки. Эффективность состава была подтверждена лабораторными исследованиями. Изучено влияние времени и температуры гелеобразования в зависимости от концентрации алюминия хлорида марки А-5 и карбамида марки А, с добавлением указанной присадки.
ПРИМЕРЫ
В опытах использовались следующие реагенты:
1. Алюминия хлорид марки А-5 ТУ 6-01-2-88, изм 1.;
2. Карбамид марки А ГОСТ 6691-77;
3. Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н.
4. Вода.
Пример 1 - исследование времени гелеобразования и термостабильности получаемого геля.
Расчетное количество полученного термотропного гелеобразующего состава помещали в стеклянную колбу, добавляли необходимое количество технической воды, доводя до 100 мл, полученные растворы тщательно перемешивали, закрывали и помещали в сушильный шкаф при заданной температуре. Контроль проводился визуальным способом. При температуре 100-110°C исследуемые растворы помещались в пальчиковые автоклавы.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Таблица
№ п/п
Содержание исходных компонентов, %
Температура испытания, °C
Время геля, ч
К с.г., %
К с.г., прототип, %
Алюминия хлорид
Карбамид
Термостабилизирующая присадка
Вода
1
25
20
-
55
70
32
10,3
9,8
2
25
20
1,0
54
70
32
5,2
3
25
20
3,0
52
70
32
1,5
4
45
40
10
10,0
70
32
1,4
5
30
25
5,0
40,0
80
15
1,6
12,1
6
35
30
5,0
30
80
12
1,65
7
40
35
5,0
20
80
10
1,4
8
25
40
5,0
30
80
8
4,0
9
30
35
5,0
30
80
7,5
2,5
10
20
25
5,0
50
80
15
1,7
11
30
35
5,0
30
90
7
1,5
18,3
12
30
40
5,0
25
90
5
1,8
13
25
30
3,0
42
90
11
5,0
Н
35
30
5,0
30
90
6
1,3
15
45
30
3,0
22
90
5,5
4,4
14
25
30
-
45
100
6
15,3
29,7
15
25
30
3,0
42
100
5
8,2
16
25
30
5,0
40
100
5
7,3
17
30
35
5,0
30
100
4,5
6,9
18
30
35
10
25
100
5
6,3
19
25
30
-
45
110
4,5
18,6
48,5
20
25
30
3,0
42
110
4
8,5
21
25
30
5,0
40
110
4
7,3
22
25
30
10
35
110
4
7,2
23
30
35
5,0
30
110
3,2
7,4
24
35
40
5,0
20
110
2,5
7,5
25
35
40
10
20
110
2,5
7,3
К с.г.- коэффициент стабилизации геля. Вычисляется по формуле:К с.г.=(V1-V2)/V1*100%, где V1 - объем рабочего раствора,V2 - объем получаемого геля.
Пример 2 (прототип).
Расчетное количество приготовленного термотропного гелеобразующего состава прототипа помещали в стеклянную колбу, добавляли необходимое количество технической воды, доводя до 100 мл, полученные растворы тщательно перемешивали, закрывали и помещали в сушильный шкаф при заданной температуре. Контроль проводился визуальным способом. При температуре 100-110°C исследуемые растворы помещались в пальчиковые автоклавы. Температура гелеобразования прототипа варьировалась в зависимости от температуры в интервале 30-5 часов. Результаты испытаний приведены в таблице.
Таким образом, из таблицы можно сделать следующий вывод: заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает при оптимальном времени гелеобразования высокую стабильность геля при повышенных температурах по сравнению с прототипом.