вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах

Формула изобретения

Вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах, включающий полиакриламид, сшиватель, соляную кислоту, наполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве сшивателя он содержит уротропин или формалин, а в качестве наполнителя содержит лигнин или древесную муку хвойных пород при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Полиакриламид - 0,3 - 1,0

Уротропин или формалин - 1,0 - 3,0

Соляная кислота - 0,5 - 1,5

Лигнин или древесная мука хвойных пород - 1,0 - 4,0

Вода - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к изменению фильтрационных характеристик пластов, изоляции высокопроницаемых интервалов, для разделения потоков жидкостей и других ремонтных работ.

Известен состав для селективной изоляции обводнившихся пропластков, содержащий полиакриламид, формальдегид, бентонит и воду [1].

Недостатком данного состава является то, что при таком наборе ингредиентов, состав имеет исходно высокую вязкость, затрудняющую закачку состава в пористую среду, и низкое напряжение сдвига, так как не обеспечивается сшивка полимера.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, является вязкоупругий состав (ВУС), содержащий полиакриламид, сшиватель, соляную кислоту, наполнитель и воду [2].

Задачей изобретения является улучшение технологических качеств ВУСа - увеличение прочности, снижение усадки и замедление скорости термической деструкции.

Поставленная задача решается за счет того, что состав ВУСа, включающий полиакриламид, соляную кислоту, сшивающий агент, наполнитель и воду, содержит в качестве сшивающего агента уротропин или формалин, в качестве наполнителя - лигнин или древесные опилки хвойных пород при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиакриламид - 0,3 - 1,0

Уротропин или формалин - 1 - 3

Соляная кислота - 0,5 - 1,5

Лигнин или древесные опилки хвойных пород - 1 - 4

Вода - Остальное.

В качестве сшивающего агента используют формалин или уротропин, так как при растворении в воде при 35^oC уротропин разлагается на формалин и аммиак и происходит сшивка.

В качестве химически активного наполнителя используют лигнин, древесную муку хвойных пород.

Сущность изобретения заключается в том, что состав содержит такое количество ингредиентов, которое обеспечивает трехмерную сшивку полимера, а химически активный наполнитель упрочняет структуру ВУСа и снижает его усадку при выдерживании в пластовых условиях.

Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем определения времени гелеобразования при 20 и 70^oC; показатели прочности ВУСа путем определения статического напряжения и определения усадки образцов путем изменения объема.

Для сопоставительного анализа готовились составы по прототипу и предлагаемому решению. Растворы готовили, используя технические продукты.

Пример приготовления ВУСа при следующем соотношении компонентов: полиакриламид 0,5%, формалин 4%, соляная кислота 0,5% и лигнин 1,0, вода - остальное. Раствор готовят в определенной последовательности: навеску полиакриламида 0,5 г взвешивают на аналитических весах и растворяют в расчетном количестве воды при постоянном перемешивании, затем туда же добавляют расчетное количество соляной кислоты, формалина, все перемешивают до полного расвторения полиакриламида и после этого вносят навеску лигнина или древесной муки. Все другие составы готовят аналогично. Готовые растворы используют для определения прочностных свойств и определения времени сшивки ВУСа при 20 и 70^oC. Время начала образования определяют по изменению вязкости раствора. Прочность ВУСа определяют по величине статического напряжения сдвига. Исследования проводились на вискозиметрической системе RM-180.

Результаты исследований приведены в таблице.

Анализ результатов лабораторных исследований показал, что во всех опытах (5 -16), где получен ВУС, предлагаемый состав имеет лучшие показатели прочности при сдвиге. Величина напряжения сдвига в зависимости от содержания компонентов изменяется от 550 - 900 Па, что на порядок выше, чем по прототипу (33 - 41).

Время сшивки ВУСа удовлетворяет технологическим требованиям, так как при температуре 20^oC сшивка начинается через 15 - 24 ч, что позволяет без осложнения закачать его в пласт. При 70^oC время образования ВУСа составляет 1,5 -2,5 ч, после чего он приобретает устойчивость к пластовым флюидам.

Свои положительные свойства состав проявляет при содержании полимера не менее 0,3 мас. %, снижение его концентрации не обеспечивает прочности ВУСа (опыт - 1,3). Содержание полимера выше 0,8 мас.% приводит к увеличению вязкости состава и затруднению его закачки в пласт. Содержание сшивателя, необходимого для получения прочного ВУСа, должно быть не менее 3 мас.% (формалин) и не менее 2,5 мас.% (уротропин). Содержание соляной кислоты для инициирования процесса сшивки полимера должно быть не ниже 0,5%, так как ВУС получается не прочным, а повышение ее содержания выше 1% не улучшает механические свойства состава. Содержание наполнителя ограничивается допустимой вязкостью раствора.

В промысловых условиях изолирующий состав готовят на стандартном оборудовании, перемешивание производится при помощи агрегата ЦА-320. Для приготовления 1 м³ состава по опыту 10 ПАА требуется 5 кг, формалина 94 л, соляной кислоты 24%-ной концентрации 18 - 20 л, древесной муки 20 кг и воды 0,880 м³. В емкость набирается расчетное количество пресной или слабо минерализованной воды и при постоянном перемешивании засыпается 5 кг ПАА, все перемешивается до полного растворения полимера, затем добавляется 94 л формалина и 20 л соляной кислоты. В последнюю очередь добавляют древесную муку, все перемешивают при помощи цементировочного агрегата и закачивают в скважину.

Представленные в таблице результаты исследований позволяют сделать вывод, что ВУСы имеют высокую прочность. Состав обладает хорошей устойчивостью к действию пластовых флюидов и имеет незначительную усадку, что позволит с большей эффективностью и продолжительностью эффекта проводить ремонтно-изоляционные работы в скважинах.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 1716091, кл. E 21 B 33/138, 1992.

2. Авторское свидетельство СССР N 1377371, кл. E 21 B 33/138, 1988.