водоизолирующий состав

Формула изобретения

Водоизолирующий состав, включающий этиловый эфир ортокремневой кислоты, полярный растворитель и катализатор, отличающийся тем, что в качестве катализатора содержит хлориды металлов, преимущественно олова, титана или железа, а компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.ч:

Этиловый эфир ортокремневой кислоты - 100

Полярный растворитель - 10 - 200

Хлориды металлов IV - VIII групп, преимущественно олова, титана или железа - 1 - 10

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефте- и газодобывающей промышленности и может быть использовано для селективной изоляции водопритоков в скважины, в том числе в условиях низкопроницаемых коллекторов.

Известен состав (а.с. СССР N 15955055, E 21 B 33/138) для изоляции обводненных зон пласта, включающий полифункциональное алкоксисодержащее кремнийорганическое соединение и растворимые в нем хлориды металлов IV-VIII групп или их смеси.

Несмотря на подвижность состава, приведенного в данном изобретении, применение его в условиях низкопроницаемых коллекторов будет затруднено или невозможно из-за недостаточно низкого значения вязкости и довольно быстрого времени отверждения, недостаточного для длительного процесса закачки состава в пласт в этих условиях.

Известен состав (пат. РФ N 2066734, E 21 B 33/138) на основе алкилового эфира кремнийорганического соединения и полярного растворителя, в качестве которого предложено использовать одно- или двухатомный спирты, или сложные эфиры, или кетоны.

Однако состав по этому патенту предназначен для высоких пластовых температур (свыше 150^oC), что достигается отсутствием катализатора реакции гидролиза и поликонденсации. Отверждение происходит лишь под действием воды, оставшейся в порах пласта после прохождения тампонажного состава. В условиях же низких (20 - 40^oC) и наиболее типичных для нефтяных и газовых месторождений температур (60 - 90^oC) безкаталитический процесс обусловит слишком медленное протекание реакций гидролиза этоксигрупп и далее поликонденсации образующихся силанолов. Такая малая скорость гелирования (отверждения) тампонажного состава может привести к потере его в пласте (уходу из зоны тампонирования) и как следствие к неудовлетворительным результатам. Кроме того, отсутствие катализатора обуславливает более низкие прочностные свойства отвержденного состава по сравнению с составами, содержащими катализатор.

Наиболее близкое техническое решение (прототип) - состав (а.с. СССР N 1202309, E 21 B 33/138), включающий в себя полифункциональное алкоксисодержащее кремнийорганическое соединение, кристаллогидраты металлов IV-VIII групп и полярный растворитель из ряда: спирты, сложные эфиры, кетоны, причем кристаллогидрат и растворитель берутся в количестве 30-300 и 5-100 мас.ч. соответственно, в расчете на 100 мас.ч. указанного кремнийорганического соединения.

Такой состав обладает рядом существенных недостатков. Так, содержание в составе активного катализатора гелеобразования (отверждения), которыми являются кристаллогидраты, не позволяет, во-первых, создавать композиции с достаточно регулируемыми вязкостью и временем отверждения и, во-вторых, делает практически невозможным применение их на скважинах с высокими температурами. Кроме того, кристаллизационная вода значительно ускоряет процессы гидролиза и поликонденсации кремнийорганического соединения, в результате чего состав необходимо готовить только непосредственно перед закачкой его в скважину. Это исключает возможность хранения готового состава, а тем более его заводского изготовления.

Задачей изобретения является создание водоизолирующего состава с регулируемыми вязкостью и временем гелеобразования (обладающего при необходимости длительным периодом потери текучести), обеспечивающими его применение в широком интервале температур как в высокопроницаемых, так и в низкопроницаемых коллекторах, продолжительным сроком хранения и возможностью изготовления в заводских условиях.

Сущность изобретения заключается в том, что водоизолирующий состав, содержащий этиловый эфир ортокремневой кислоты, полярный растворитель и катализатор, в качестве катализатора содержит хлориды металлов IV-VIII групп, преимущественно олова, титана или железа, и компоненты взяты в следующих соотношениях, мас.ч.:

этиловый эфир ортокремневой кислоты - 100

полярный растворитель - 10-200

хлориды металлов IV-VIII групп, преимущественно олова, титана или железа - 1-10

Примеры конкретного выполнения

Используемые в опытах реагенты

Этиловые эфиры ортокремневой кислоты: тетраэтоксисилан, этилсиликат-32 (ТУ 6-02-895-86), этилсиликат-40 (ГОСТ 26371-84), смолка этилсиликатов (ТУ 6-02-59-81).

Хлориды металлов: четыреххлористое олово SnCl₄ (МРТУ 6-09-6183-69), четыреххлористый титан TiCl₄ (МРТУ 6-09-2363-69), треххлористое железо FeCl₃ (ГОСТ 11159-76).

Полярные растворители: спирты - этиловый (этанол), фурфуриловый (ОСТ 64-061-88), бутиловый (бутанол, ГОСТ 6006-78), этиленгликоль (гликоль); кетон - ацетон (ГОСТ 2768-79); эфиральдегидная фракция (побочный продукт при производстве спиртов).

Пример 1 (см. таблицу, опыт N 1).

В колбу с притертой пробкой приливают 100 мас.ч. этилсиликата-32, добавляют 4 мас.ч. четырххлористого олова и перемешивают, энергично встряхивая колбу. Затем добавляют 10 мас.ч. ацетона и все опять перемешивают. Полученный состав представляет собой однородную легкоподвижную жидкость.

На вискозиметре ВПЖ-2 определяют вязкость состава.

Время гелеобразования определяют при добавлении в приготовленный состав воды в количестве 15 мас. ч. к кремнийорганическому эфиру (приближенно к пластовым условиям). Временем гелеобразования (отверждения) состава считают время с момента начала термостатирования до момента, когда мениск массы не смещается.

Водоизолирующую способность состава определяют сравнением показателей проницаемости по воде через модельный песчаный керн до насыщения его исследуемым составом и после насыщения при термостатировании в течение суток при 60^oC.

Другие компонентные соотношения и свойства составов, испытанных по описанным выше методикам, приведены в таблице.

Для установления возможности длительного хранения приготовленные составы оставляют в закрытых герметично колбах при комнатной температуре и через каждые 3 месяца производят исследование их свойств по приведенным методикам.

Через 12 месяцев хранения расхождения показателей по сравнению со свежеприготовленными составами не превысили 5%, что находится в доверительном интервале анализируемых параметров, и подтверждает их высокие потребительские свойства после длительного хранения.

Возможность получения водных растворов предлагаемых составов при сохранении ими способности к гелеобразованию определяли разбавлением их водой в соотношении кремнийорганический эфир-вода=1:3 и термостатировании при 60^oC.

Таким образом, благодаря вводу в систему кремнийорганический эфир-растворитель безводного катализатора удается выполнить поставленные задачи. Предлагаемый водоизолирующий состав обладает регулируемыми вязкостью и временем отверждения, что позволяет с большой надежностью применять его в низкопроницаемых коллекторах и в широком интервале пластовых температур. Высокая тампонирующая способность обеспечивает высокий водоизолирующий эффект в обводненных скважинах. Состав обладает длительным временем хранения (не менее 12 мес), что создает условия его заводского изготовления. Кроме этого, состав имеет способность разбавляться водой (таким свойством прототип не обладает), сохраняя все основные свойства. Разбавление его водой в 2 - 3 раза, а при необходимости и больше, позволяет значительно увеличить закачиваемый объем, упростить технологию его использования и снизить стоимость ремонтных работ.