СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОПРИТОКА В СКВАЖИНЕ
WELL WATER PRODUCTION ISOLATION COMPOSITION

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважине.
Известен состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий водный раствор силиката натрия, натрий кремнефтористый, триацетин и древесную муку (патент RU №2244819, МПК E21B 43/32, опубл. 20.01.2005 г., Бюл. №2) при следующем соотношении компонентов, масс.%:
водный раствор силиката натрия плотностью 1,36 г/см<sup>3</sup> и
силикатным модулем М=3,0
90,0-95,0
кремнефтористый натрий
3,0-8,0
древесная мука
1,0-4,0
триацетин
1,0-4,0
Недостатком известного состава является то, что при его закачивании происходит осаждение нерастворившейся части кремнефтористого натрия в насосе цементировочного агрегата из-за малой растворимости данного реагента - 7,62 г/л (Большой энциклопедический словарь. Химия. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С.362), поэтому требуется соблюдение технологии и точное дозирование компонентов состава. Остановка процесса закачивания состава для очистки забившегося насоса может привести к аварийной ситуации - отверждению состава в насосно-компрессорных трубах.
Наиболее близким аналогом является состав для изоляции вод в скважине (патент RU №2354678, МПК C09K 8/487, опубл. 10.05.2009 г., Бюл. №13), включающий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты (реагент «Витам») и глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина при следующих соотношениях компонентов, % масс.:
сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты
6-13
глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина
1,6-7,0
вода
остальное
причем соотношение карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам указанных производных составляет от 1:1 до 1:0,5. При взаимодействии сополимера метакрилата натрия и глицидиловых производных 5,5-диметилгидантоина с пластовыми водами, содержащими ионы поливалентных металлов, образуется объемный гель.
Недостатком известного состава является то, что полученный гель в пресной воде со временем разрушается, поэтому обводненность нефти увеличивается, а межремонтный период работы скважины сокращается.
Технической задачей предложения является повышение изолирующей способности состава за счет повышения устойчивости образующегося геля.
Поставленная задача решается составом для изоляции водопритока в скважине, включающим реагент «Витам», силикат натрия, древесную муку и структурообразователь.
Новым является то, что в качестве структурообразователя он содержит 10%-ный раствор полиалюминия хлорида при следующих соотношениях компонентов, % масс.:
реагент «Витам»
17-59
силикат натрия
20-40
древесная мука
1-3
10%-ный раствор полиалюминия хлорида
20-40
Реагенты, применяемые в заявляемом составе, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Реагенты , применяемые в заявленном составе
Наименование реагента
Наименование ГОСТ или ТУ
Внешний вид
Стекло натриевое жидкое(силикат натрия)
ГОСТ 13078-81
Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом
Реагент «Витам»
ТУ 2458-028-25690359-2007 с изм. №1
Вязкая, бесцветная или желтоватая жидкость
Древесная мука
ГОСТ 16361-87
Волокнистый, набухающий в воде природный материал, получаемый при механическом размельчении древесины
Полиалюминия хлорид (марки POLYPACS-30 LF)
Протокол сертификационных испытаний ЗАО «ГИВ ПВ» №166/11 от 26.02.2011 г.
Порошок светло-желтого цвета
Оптимальная концентрация раствора полиалюминия хлорида - 10%, при использовании раствора такой концентрации образуется плотный гель, при использовании концентрации раствора полиалюминия хлорида менее 10% образуется неплотный гель, использование концентрации более 10% нецелесообразно, так как она незначительно влияет на плотность получаемого геля. Наличие в составе карбоксильных групп реагента «Витам» придает ему полимерный характер. Древесная мука, содержащаяся в составе, набухает при контактировании с водой и армирует гель по всему объему. Положительный результат от применения состава при ремонтно-изоляционных работах сохраняется еще продолжительное время за счет тампонирующего эффекта, создаваемого разбухшей в воде технической древесной мукой.
3
Состав для изоляции водопритока в скважине готовят следующим образом. Предварительно смешивают реагент «Витам» и силикат натрия, в результате чего образуется однородный нерасслаивающийся раствор. Для приготовления 10%-ного раствора полиалюминия хлорида на 900 л воды плотностью 1000 кг/м прибавляют 100 кг порошкообразного полиалюминия хлорида и перемешивают. К раствору реагента «Витам» и силиката натрия добавляют древесную муку и 10%-ный раствор полиалюминия хлорида, хорошо перемешивают, в результате чего образуется плотный гель, который блокирует приток воды в изолируемом интервале.
В лабораторных условиях состав готовят следующим образом. В стеклянный стакан объемом 200 мл наливают 54 г (27% масс.) реагента «Витам» и 80 г (40% масс.) силиката натрия, хорошо перемешивают. В полученный раствор добавляют 6 г (3% масс.) древесной муки и 60 г (30% масс.) 10%-ного раствора полиалюминия хлорида, при перемешивании состава образуется объемный гель (состав №4, в таблице 2). Остальные составы готовят аналогично (табл.2).
Испытания водоизолирующей способности предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу проводили на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм. Модель пласта насыщали пластовой водой, после этого закачивали составы согласно предложению по рецептурам из табл.2 и оставляли на реагирование. Количество закачанного состава равнялось поровому объему модели пласта. Через 36 ч закачивали воду, определяли проницаемость по формуле Дарси и вычисляли коэффициент изоляции через 36 ч и 6 мес. Коэффициент изоляции характеризует степень закупоривания пор, снижение проницаемости модели и является мерой результативности изоляционных работ. Усредненные результаты модельных испытаний представлены в табл.2. Составы №№2-6 показали лучшую изолирующую способность, поэтому они вошли в заявляемый диапазон.
Таблица 2
Результаты модельных испытаний предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу
№
Содержание реагентов в предлагаемом составе
Коэффициент изоляции, %
Силикат натрия, % масс.
Реагент«Витам», % масс.
Древесная мука, % масс.
10% раствор полиалюминия хлорида, % масс.
Через 36 ч
Через 6 мес
Состав по заявленному способу
1
10
69,5
0,5
20
90
78
2
20
59
1
20
96
90
3
30
43
2
25
98
91
4
40
27
3
30
100
94
5
20
37
3
40
100
93
6
40
17
3
40
97
92
7
40
10
4
46
92
84
8
45
40
5
10
94
85
Состав по наиболее близкому аналогу
Реагент «Витам», % масс.
Азотсодержащая эпоксидная смола, % масс.
Вода, % масс.
Соотношение карбоксильных и эпоксигрупп, моль
Соотношение карбоксильных и аминогрупп, моль
Коэффициент изоляции, %
Через 36 ч
Через 6 мес
10
2,7
87,3
1:0,5
1:0,0025
95
80
13
7,0
80,0
1:1
1:0,005
100
83
Из представленных результатов видно, что коэффициент изоляции предлагаемого состава через 36 ч составил 96-100%, через 6 мес - 90-94%, а у наиболее близкого аналога соответственно 95-100%, через 6 мес - 80-83%, что свидетельствует о лучшей изолирующей способности предлагаемого состава и устойчивости полученного геля.
Таким образом, при использовании предлагаемого состава для изоляции водопритока в скважине образуется объемный гель с высокой изолирующей способностью и устойчивостью.