состав для изоляции притока пластовых вод

Формула изобретения

Состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий глину, биополимер и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиакриламид, модифицированный радиационно-химическим методом, а в качестве биополимера состав содержит ксантановую камедь, продуцируемую штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводородной среде при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина	0,1-0,6
Указанный биополимер	0,1-0,25
Указанный полиакриламид	0,2-0,5
Вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения притока пластовых вод в нагнетательной скважине с целью повышения нефтеотдачи пластов.

Известен способ регулирования заводнения нефтяного пласта путем последовательной закачки в пласт глинистой суспензии в водном растворе ПАА и раствора соляной кислоты (а.с. СССР №1731943). Недостаток такого решения состоит в неудобстве раздельной закачки реагентов, что приводит к неравномерному смешению компонентов. Кроме того, водный раствор ПАА при соприкосновении с пластовой водой разбавляется и вымывается из пласта.

Известен реагент на водной основе, включающий глину и биополимер, продуцируемый штаммом бактерий Bacillys polymuxa 1459-B (а.с. СССР №1713920). Недостатком данного состава являются низкие реологические показатели раствора и неудовлетворительные фильтрационные характеристики.

Наиболее близким из известных решений, принятым нами за прототип, является состав, включающий глину и биополимер, продуцируемый штаммом Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5993 и воду (патент RU №2128283). Этот состав позволяет улучшить реологические показатели раствора, однако его стабилизирующая способность недостаточна, и реагент может использоваться только для малоглинистых систем, т.к. при высоком содержании глины происходит расслоение раствора.

Целью настоящего изобретения является повышение качества тампонирующего состава, увеличение эффективности его действия и достижение высоких блокирующих показателей.

Поставленная цель достигается тем, что состав для изоляции притока пластовых вод, содержащий глину, биополимер и воду, согласно изобретению дополнительно содержит полиакриламид, модифицированный радиационно-химическим методом, а в качестве биополимера состав содержит ксантановую камедь, продуцируемую штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводородной среде, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина	0,1-0,6
Ксантановая камедь,
продуцируемая штаммом
бактерий Xanthomo
и Campestrim в углеводородной среде	0,1-0,25
Модифицированный полиакриламид	0,2-0,5
Вода	остальное.

В качестве модифицированного ПАА применяли ПАА, обработанный радиационно-химическим способом. Обработка ПАА проводилась путем облучения полимера -источником С_о ⁶⁰ при дозе облучения 0,1-0,3 Мрад на воздухе при комнатной температуре.

Модифицированный ПАА оказывает высокое удерживающее влияние на частицы глины, что позволяет вводить в реагент высокие концентрации глинистого компонента. Как показано в работе Долганской СИ. "Исследование механизма взаимодействия в системах полимер-полимер и полимер-порода" ОЭНГД994 г., в полимер - глинистых суспензиях происходит взаимодействие между компонентами на молекулярном уровне, в результате чего усиливаются стабилизирующие эффекты.

Биополимером служит ксантановая камедь (Xanthan Gum IV), продуцируемой путем ферментации штаммом бактерий Xanthomo и Campestrim в углеводной среде (производство Китая). Помимо высокой способности к загущению при низкой концентрации, хороших тиксотропных и псевдопластичных свойствах, ксантановая камедь является стабилизатором эмульсий и взвешенных твердых частиц в растворах благодаря своей особой молекулярной структуре. Это позволяет использовать реагент для приготовления тампонажных составов с высоким содержанием глины или других инертных наполнителей.

Кроме того, важным свойством является совместимость ксантановой камеди с высокоминерализованной пластовой или подтоварной водой.

Различие между модифицированным и немодифицированным ПАА состоит в том, что первый представляет сшитую полимерную систему, отличающуюся способностью образовывать в водной среде гели, обладающие высоким тампонирующим действием. При совместном присутствии полимеров тампонажный эффект возрастает (примеры 9-11).

Для получения реагента сначала готовится сухая смесь, при этом содержание компонентов может находиться в следующих пределах (мас.%):

Глинопорошок	- 10-60,
Ксантановая камедь	- 10-30
Модифицированный ПАА	- 20-60

Приготовленная смесь представляет собой однородный сыпучий порошок, удобный для применения и транспортировки. Перед использованием состав смешивают с водой в соотношении, необходимом для обработки скважины. Обычно это составляет 0,3-1,0 мас.% реагента в пресной или минерализованной воде. Нижняя граница концентрации реагента ограничивается снижением тампонирующего эффекта, а верхняя - значительным увеличением вязкости раствора при более высокой концентрации реагента, в результате чего затрудняется закачка, или экономической нецелесообразностью.

Испытания предлагаемого состава иллюстрируются следующими примерами.

Предварительно готовили сухие смеси в составе и соотношениях, указанных выше. Смеси использовали для приготовления 0,5 и 1,0% водных растворов.

В качестве глино-порошка использовали бентонитовую глину, а в качестве модифицированного ПАА применяли ПАА, обработанный радиационно-химическим способом. Обработка ПАА проводилась путем облучения полимера -источником С_о ⁶⁰ при дозе облучения 0,1-0,3 Мрад на воздухе при комнатной температуре.

Принципиальное различие между немодифицированным и модифицированным ПАА состоит в том, что последний представляет собой сшитую гелевую структуру, отличающуюся высокой стабильностью, поскольку она образуется на стадии дезактивации свободных радикалов.

Для оценки загущающей способности реагента определяли динамическую вязкость на ротационном вискозиметре Реотест-2 при скорости сдвига 3 с^-1 и температуре 25°С. Тампонирующие свойства определяли по результатам фильтрационных исследований, для чего в качестве модели кернов готовили колонки, заполненные кварцевым песком. Длина колонок составляла 15 см, поперечное сечение - 1,54 г/см³. Вытеснение проводили пресной водой с плотностью 1,001 г/см³.

В таблице приведены результаты испытаний, а также концентрации компонентов в водном растворе для каждого испытанного образца.

Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1) предложенный состав характеризуется высоким значением фактора остаточного сопротивления (образцы 6-8);

2) присутствие ксантановой камеди позволяет получить устойчивую дисперсию с увеличенным содержанием глины, что повышает возможность проникновения тампонирующего состава во внутренние слои пласта (образцы 5-11), увеличивает тампонажный эффект;

3) использование реагента в присутствии повышенной минерализации пластовой воды не снижает тампонирующего эффекта (образец 8);

4) добавка модифицированного ПАА "запечатывает" прошедший в пласт реагент. Эффективность действия реагента увеличивается при совместном присутствии двух полимеров - модифицированного ПАА и ксантановой камеди (ср. образцы 5-7).

Таблица Результаты испытаний составов с различным содержанием компонентов
№ образца	Содержание растворе, мас.%				Вязкость, мПа·с	Фактор остаточного сопротивления	Общее содержание реагента в воде	Примечание
	Камедь	Глина	ПАА	Вода
1	0	0,2	0,3	99,5	2100	5	0,5	неустойчивая дисперсия
2	0,05	0,1	0,35	99,5	2500	40	0,5	неустойчивая дисперсия
3	0,15	0,35	0	99,5	700	8	0,5	неустойчивая дисперсия
4	0	0,4	0,1	99,5	690	3	0,5	неустойчивая дисперсия
5	0,1	0,5	0,4	99,0	2800	16	1,0
6	0,1	0,6	0,3	99,0	2700	60	1,0	устойчивая дисперсия
7	0,25	0,55	0,2	99,0	2800	90	1,0	устойчивая дисперсия
8	0,25	0,55	0,2	99,0	2800	85	1,0	устойчивая дисперсия
9	0,50	0,50	0	99,0	1800	30	1,0	неустойчивая дисперсия