СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД В СКВАЖИНЕ
COMPOSITION FOR SEALING INFLOW OF STRATAL WATER IN WELL

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для изоляции водопритока в нефтяные скважины и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением и снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами.
Известен состав для изоляции в нефтяных скважинах, содержащий углеводородную жидкость, неионогенное поверхностно-активное вещество (эмультат), хлорид кальция, древесную муку, нефрас (см. патент РФ №2131513, кл. Е21В 43/32 от 1997).
Недостатком этого состава является то, что состав, проникая в пласт, вызывает кольматацию пор и трещин частицами древесной муки, которые со временем, вымываясь, засоряют призабойную зону пласта (ПЗП). Кроме того, этот состав не обеспечивает прочность изоляционного экрана в водонасыщенных пластах с высокоминерализованными пластовыми водами.
17
20
17
20
3
Известна гидрофобная эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважину (патент РФ №2134345, кл. Е21В 43/32 от 1997), содержащая, мас.%: нефть 32,0-56,0; кубовые остатки производства аминов С-С или продукт поликонденсации остатков кубовых при производстве аминов С-С и остатков кубовых при производстве капролактама 1,0-4,0 и пластовую воду хлоркальциевого типа плотностью 1060-1180 кг/м - остальное.
В таких эмульсиях плотная упаковка аминов в межфазном слое с образованием структурированных и предельно сольватированных дисперсионной средой адсорбционных пленок стабилизирует эмульсии, придавая им высокие структурно-механические свойства.
Однако в высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах первоначально загущающаяся в водопромытых каналах пласта известная эмульсия по истечении 4-6 мес. (по результатам опытно-промысловых испытаний) начинает размываться под давлением пластовых вод в связи с постепенным ослаблением ее структурно-механических свойств, что делает изоляцию некачественной.
Наиболее близкой к предлагаемому решению по назначению и технической сущности является эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащая, мас.%:
Углеводородную жидкость
74-90
Остатки кубовые при производстве
аминов С<sub>17</sub>-С<sub>20</sub>
3-5
Неорганическую соль алюминия
2-4
Воду
Остальное
(Патент РФ №2186959, кл. Е21В 43/22, 2002 г.).
Основным недостатком известного состава является характерная для всех эмульсий подвижность при значительных депрессиях на пласт, возникающих при вводе скважины в эксплуатацию после проведения ОПЗ. Поскольку данная эмульсия обладает тиксотропными свойствами, то проявление этого эффекта будет более значительным.
Основой настоящего изобретения является задача создания эффективного реагента для изоляции водопритока в скважине с терригенными и карбонатными коллекторами.
8
24
Поставленная задача решается так, что состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородными радикалами C-С при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли - алюмохлорид при следующем содержании компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия
1-6
указанный выше
Углеводородный растворитель
10-30
Алюмохлорид
10-30
Вода
Остальное
Продукт взаимодействия получают путем нагревания до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом
8
24
C-C при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно.
В качестве алканоламина используют моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84) или диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91) или триэтаноламин марки В (ТУ 6-02-916-79).
8
24
В качестве жирных кислот используют, например, талловое масло, растительное масло (соевое, пальмовое, рапсовое, кокосовое, льняное, касторовое, хлопковое), а также смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С-С.
Продукт взаимодействия моноэтаноламина и смеси жирных кислот представляет собой мазеобразное вещество от коричневого до темно-коричневого цвета с температурой плавления 40-60°С.
3
Продукт взаимодействия диэтаноламина (триэтаноламин) и смеси жирных кислот представляет собой вязкую жидкость от темно-желтого до коричневого цвета. Плотность при 20°С - 930-960 кг/м.
Примеры приготовления ПВ.
Пример 1. В реактор емкостью 2000 л, оснащенный мешалкой и сливным устройством на дне, загружают 700 кг (0,79 моль) нерафинированного рапсового масла с содержанием свободных жирных кислот 2,35% и при перемешивании подают 174,5 кг (2,86 моль) моноэтаноламина (1:3,6). Температуру в реакторе доводят до 130°С и перемешивают при заданной температуре в течение 5 часов. После чего реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии по свободным аминам составляет 96% (образец 1, табл.1).
Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,15 моль) таллового масла с кислотным числом 168,1 мг КОН /г и 13 г (0,21 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают при перемешивании до 150°С и ведут процесс в течение 4 часов. Затем полученный продукт охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии равна 74% (образец 2, табл.1)
16
22
Пример 3. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,17 моль) смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда фракций C-C с кислотным числом 180,6 мг КОН/г и при перемешивании добавляют 14 г (0,23 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают до 120°С и выдерживают в течение 6 часов. По окончании процесса реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии составляет 97% (образец 3, табл.1).
Примеры 4-9. Проводят аналогично. В качестве алканоламина используют диэтаноламин или триэтаноламин. Технологические параметры полученого продукта взаимодействия и мольные соотношения реагентов представлены в табл.1.
Таблица 1
№ образца
Исходное сырье
Мольное соотношение
Температура, °С
Длительность, ч
Степень конверсии, %
Рапсовое масло
0,79
130
5
96
1
Моноэтаноламин
2,68
2
Талловое масло
0,15
150
4
74
Моноэтаноламин
0,21
3
Смесь жирных
120
6
97
кислот фракции
С<sub>16</sub>-С<sub>22</sub>
0,17
Моноэтаноламин
0,23
4
Рапсовое масло
1
130
5
79
Диэтаноламин
3,6
5
Талловое масло
1
150
4
99
Диэтаноламин
1,4
6
Смесь жирных
120
6
89
кислот фракции C<sub>16</sub>-C<sub>22</sub>
1
Диэтаноламин
1,4
7
Рапсовое масло
1
130
5
77
Триэтаноламин
4
8
Талловое масло
1
150
4
80
Триэтаноламин
2
9
Смесь жирных
120
6
91
кислот фракции
C<sub>16</sub>-C<sub>22</sub>
1
Триэтаноламин
1
В качестве углеводородной жидкости используют, например, низкозастывающие фракции или товарные среднедистиллятные топлива:
например, топливо для реактивных двигателей марок ТС-1, РТ по ГОСТ 10227-86, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, нефрас-С4-15 5/200 по ГОСТ 3134-78, нефрас-А-130/150 по ГОСТ 10214-78.
Состав готовят смешением компонентов в заявленных соотношениях (см. пример 3-10 в табл.№2 и 3).
3
3
Вариантом приготовления состава является смешение эмульгатора инвертных эмульсий (смесь ПВ с углеводородным растворителем в заданных в составе соотношениях), который берут согласно ТУ 2458-309-05765670-2005 и водного раствора алюмохлорида, который берут согласно ТУ 38.102163-84 и который представляет собой отход производства в виде насыщенного водного раствора светло-желтого или серо-зеленого оттенка, плотностью 1181…1247 кг/м. Содержание основного вещества 200…300 кг/м, рН раствора 0,6…2,0 температура замерзания 40°С (см. пример №11-18, табл.3)
В таблицах 2-3 представлены составы и их свойства.
Из представленных в таблицах 2, 3 данных видно, что заявленный состав обладает улучшенными структурно-механическими свойствами и повышенной термостабильностью. Состав имеет хорошую эмульгирующую способность при взаимодействии с пластовой водой.
Таблица 2
№ п/п
Ингредиенты, мас.%
Условная вязкость,  с
Статическое напряжение сдвига, дПа
Термостабиль ность, °С
Продукт взаимодействия
Углеводородная жидкость
Хлорид алюминия
Вода
θ 2 часа
θ 1 сут
θ 3 сут
θ 30 сут
прототип
ПАВ
(нефть) ρ=908 кг/м<sup>3</sup>
ρ=1000 кг/м<sup>3</sup>
1
4
80
4
12
265
48
90
360
370
110
2
4
85
1
10
280
40
-
114
95
Состав по патенту
(Реактивное топливо) ρ=775 кг/м<sup>3</sup>
ρ=1000 кг/м
3
1,0
10,0
10,0
79
253
30
157
390
523
110
4
2,0
20,0
15,0
63
259
34
210
320
490
110
5
3,0
25,0
20,0
52
210
27
186
290
512
120
6
6,0
30,0
30,0
34
265
25
175
280
532
120
(Дизельное топливо) ρ=860 кг/м<sup>3</sup>
ρ=1000 кг/м<sup>3</sup>
7
1,0
10,0
10.0
79
258
28
160
410
535
110
8
2,0,
20,0
15,0
63
267
26
180
380
510
110
9
3,0
25,0
20,0
52
310
23
210
440
610
120
10
6,0
30,0
30,0
34
350
21
225
455
595
120
Таблица 3
№ п/п
Ингредиенты, мас.%
Условная вязкость,  с
Статическое напряжение сдвига, дПа
Термостабильность, °С
Эмульгатор инвертных эмульсий
Водный раствор хлорида алюминия
θ 2 часа
θ 1 сут
θ 3 сут
θ 30 сут
(Реактивное топливо) ρ=775 кг/м<sup>3</sup>
1
11, 0
89,0
268
38
161
410
541
110
2
22,0
78,0
273
40
221
332
515
110
3
27,0
73,0
229
31
195
312
531
120
4
36, 0
64,0
288
28
188
295
540
120
(Дизельное топливо) ρ=860 кг/м<sup>3</sup>
5
11,0
89,0
296
29
167
430
547
110
6
22,0
78,0
299
28
188
405
517
110
7
27,0
73,0
345
28
220
455
622
120
8
36,0
64,0
368
26
232
464
612
120