Селективный состав

Номер документа 7220150015

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
52.47.19. Разработка нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений

АТРИБУТЫ:
Отрасли: нефтегазовая
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2529080
Автор (принявший орган): ТюмГНГУ, 625000, г.Тюмень, ул. Володарского, 38, (3452)256912, unir@tsogu.ruКустышев Александр Васильевич
Дата: 27.09.2014
Регион: Тюменская область
Источник информации: freepatent.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

 Задача предлагаемого изобретения состоит в повышении эффективности ремонтно-изоляционных работ (РИР) в скважинах, расположенных в сильно обводненных зонах в условиях АНПД.
Технический результат при создании изобретения заключается в разработке селективного состава для ремонтно-изоляционных работ, обеспечивающего селективную изоляцию воды при сохранении способности пропускать через себя углеводороды (нефть, газ, газовый конденсат) в коллекторах любой проницаемости от суперколлекторов до низкопроницаемых и закреплять горные породы ПЗП с сохранением ФЕС коллекторов нефти и газа.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что состав для изоляции притока пластовых вод состоит из гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости ГКЖ-11Н, гидрофобизирующей добавки этилсиликата ЭТС-40 и загустителя - диатомита, при следующем соотношении компонентов, об.%: ГКЖ-11Н - 10, ЭТС-40 - 85, диатомит - 5.
В нефтегазовой практике известна способность различных кремнийорганических соединений (КОС) в присутствии воды вступать в реакцию гидролитической поликонденсации и отсутствие взаимодействия с нефтью. Для осуществления и ускорения реакции гидролитической поликонденсации с алкоксипроизводным КОС (ЭТС-40) необходимо вводить кислые или щелочные катализаторы. Для этих целей лучше всего подойдут ГКЖ-11Н в количестве 10% от объема этилсиликатов и диатомиты в качестве загустителя и адсорбента, способного удерживать в себе состав за счет высокой пористости 85%, а также за счет высокой адгезии к горной породе и металлу обсадных колонн (при содержании SiO2 80-88%). Такая композиция практически нетоксична, взрыво- и пожаробезопасна, обладает низкой коррозионной активностью (в процессе гидролиза выделяется не кислота, а низшие алифатические спирты), высокими селективными водоизолирующими свойствами. Образующийся тампонажный материал имеет удовлетворительные прочностные характеристики, высокую адгезию к горным породам и металлу обсадных колонн, имеет хорошую гидрофобную активность. Данные составы могут использоваться в широком интервале пластовых температур (0-200 C°) независимо от степени минерализации пластовых вод. Температура замерзания реагентов ниже минус 40 C°, что особенно важно в условиях севера Западной Сибири.
Сравнительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав для селективной изоляции притока пластовых вод отличается от известного тем, что он вместо ПВС содержит гидрофобизирующую добавку - ЭТС-40, в качестве гелеобразователя. Вместо АСМ содержит диатомит, в качестве загустителя и адсорбента, способного удерживать в себе состав за счет высокой пористости 85%, а также за счет высокой адгезии к горной породе и металлу обсадных колонн (при содержании SiO2 80-88%). При этом размер АСМ в среднем от 20-50 мкм до 400-500 мкм, а размер частиц диатомита обычно не превышает 1 мкм, состоят они из удлиненных пластинчатых частиц кремнезема, длиной до 0,5 мкм и толщиной до 0,1 мкм. Это говорит о возможности использования данного состава в низко- и среднепроницаемых коллекторах. Заявляемый состав становится не проницаемым для воды, но проницаемый для углеводородов, при этом за счет включения в него диатомита происходит дополнительное осушение ПЗП за счет адсорбции влаги (или воды) в окружающей горной породе.
Таким образом, заявляемый состав придает водоизоляционной композиции новые качества, а именно высокую селективность, и дополнительную адгезию по отношению к горной породе и металлу обсадной колонны при низкой коррозионной активности, имеет хорошую гидрофобную активность. Возможность использования в низко- и среднепроницаемых коллекторах в широком интервале пластовых температур (0-200°C), и приготовление данного состава на устье скважины возможно при ниже минус 40°C, что позволяет сделать вывод об изобретательском уровне.
Для экспериментальной проверки были приготовлены составы с разным количеством ингредиентов. Целью экспериментов являлось получение коэффициентов восстановления проницаемости от проведения технологических операций, соответствующих тестируемой технологии изоляции водонасыщенных пластов, на модели прискважинного фильтра, которая представляет собой водонасыщенный образец горной породы.
Порядок проведения экспериментов. Модель фильтра призабойной зоны обеспечивается следующими условиями. Образец керна помещается в кернодержатель. Создается внутрипоровое (пластовое) давление 4 МПа и давление обжима (горное), равное 20 МПа. В опытах воспроизводится эффективное давление, равное разнице между горным и пластовым давлением, принятое в испытаниях равным 16 МПа. Температура ячейки - 60°C.
Через водонасышенную модель фильтра призабойной зоны фильтруется пластовая вода для определения ее проницаемости по воде, эта проницаемость является базовой. Затем фильтруются жидкости ГКЖ-ПН (ТУ 2229-276-05763441-990, ЭТС-40 (ГОСТ 26371-84), диатомит (ТУ 5761-001-25310144-99, представляет собой легкие пористые породы от белого до желтовато-серого цвета, на 96% состоит из водного кремнезема (опала) общей формулы SiO2·nH 2O).
Последовательность и объемы фильтрации жидкостей соответствуют технологии воздействия. Отдельно замерялась базовая проницаемость образцов горной породы по пластовой воде и керосину.
По завершении мероприятий, установленных тестируемой технологией, производится выдержка в течение 12 часов.
После чего производится измерение проницаемости образца горной породы.
В ходе тестирования измеряются перепад давления (dP) на керне и объемная скорость фильтрации (Q). Определяется значение отношения Q/dP, которое используется в расчете проницаемости.Механизм образования непроницаемого экрана для воды из кремнийорганических соединений при введении в прискважинную зону пласта заключается в следующем. Состав на основе ЭТС 40, ГКЖ-11Н и диатомита растворяется в углеводородных продуктивных интервалах и вступает в реакцию гидролитической поликонденсации с водой, содержащейся в обводнявшихся интервалах, при отсутствии взаимодействия с нефтью. Проникновение состава в водонасыщенные пласты вызывает образование зоны, состоящей из пористой среды, насыщенной полимерной массой, вязкость которой при взаимодействии с водой по мере роста концентрации возрастает вплоть до полной потери текучести. С этого момента проникновение тампонирующей полимерной массы вглубь поровых каналов прекращается. Химическая реакция закачиваемых веществ с пластовой водой осуществляется по схеме массопередачи. При этом процесс можно представить как подвод реагента к реакционной поверхности с последующим распределением продуктов реакции в агрессивной среде. Нейтрализация реагента в условиях движущейся агрессивной фазы идет до нулевой концентрации. Образованный в пористой среде полимер «лестничного типа», с прочной адгезией по отношению к песчаникам породы за счет содержания диатомита, закупоривает водонасыщенные интервалы и цементирует песок в обводившейся зоне пласта.