способ получения полимерно-силикатной композиции

Формула изобретения

Способ получения реагента полимерно-силикатной композиции, включающий совмещение биополимера ксантанового и силиката натрия, характеризующийся тем, что указанное совмещение осуществляют путем растворения в воде ксантанового биополимера «BIOSIN» при температуре 45-500°C, перемешивания полученного раствора с указанной температурой с вводимыми в течение 40 мин неонолом АФ 9-12, формалином и этиленгликолем до получения устойчивой эмульсии с последующим перемешиванием ее с силикатом натрия в виде жидкого стекла при температуре 50-650°C в течение 40 мин при скорости перемешивания не выше 100 об/мин до образования однородной структуры при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Указанный биополимер	0,3-0,6
Неонол АФ 9-12	0,45-0,9
Этиленгликоль	3,5-7,0
Формалин	0,35-0,7
Жидкое стекло натриевое	60,0-65,0
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к способам получения реагентов и технологических жидкостей для использования в технологиях повышения нефтеотдачи пластов.

Известны способы получения реагентов биополимера симусан (ТУ 64-13-127-88), содержащего экзогенный высокомолекулярный полисахарид и послеферментационную суспензию, и биоПАВ КШАС-М (ТУ 39-57944688-008-92), представляющего собой природную композицию биологических ПАВ (биоПАВ) гликолипидной природы и постферментационную культуральную жидкость, основным недостатком которых является небольшая эффективность вследствие образования различных труднорастворимых структур, обладающих низкой фильтруемостью в пласте.

Известен способ получения биополимера ксантанового жидкого марки БЖК по ТУ 2458-002-50635131-2003. Биополимер БЖК представляет собой сложную систему на водной основе, содержащую биополимер ксантанового типа и ряд добавок: биоцид - стабилизатор биоактивности продукта; антиоксидант - ингибитор окислительного разложения; смесь неионогенных поверхностно-активных веществ - упрочнитель полимерного геля, нефтеотмывающая добавка. Биополимер БЖК ксантановый используется в качестве реагента для изоляции высокообводнившихся пропластков нефтеводонасыщенного пласта. Недостатком данного реагента является невысокая эффективность снижения проницаемости обводненных пропластков и повышения охвата пласта заводнением.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и решаемой задаче является используемый «Способ разработки нефтяного месторождения», включающий закачку в пласт биополимерной гелеообразующей композиции, состоящей из биополимера ксантанового типа БЖК и коллоидного силиката натрия, способ получения этой полимерно-силикатной композиции путем смешения ее компонентов (Пат. РФ № 2347896, E21B 43/22, 2007). Однако данный способ и, соответственно, полученная по нему гелеобразующая композиция недостаточно эффективно увеличивают нефтеотдачу пласта при высокой обводненности нефти (80% и более), композиция обладает низкой агрегативной устойчивостью в пластовых водах, содержащих агрессивные ионы железа и сероводорода.

Технической задачей, решаемой в предлагаемом изобретении, является улучшение технологических параметров и нефтевытесняющих свойств.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе получения полимерно-силикатной композиции, включающем совмещение биополимера ксантанового и силиката натрия, указанное совмещение осуществляют путем растворения в воде ксантанового биополимера «BIOSIN» при температуре 45-50°C, перемешивания полученного раствора с указанной температурой с вводимыми в течение 40 мин неонолом АФ 9-12, формалином и этиленгликолем до получения устойчивой эмульсии с последующим перемешиванием ее с силикатом натрия в виде жидкого стекла при температуре 50-65°C в течение 40 мин при скорости перемешивания не выше 100 об/мин до образования однородной структуры при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Указанный биополимер	0,3-0,6
Неонол АФ 9-12	0,45-0,9
Этиленгликоль	3,5-7,0
Формалин	0,35-0,7
Жидкое стекло натриевое	60,0-65,0
Вода	Остальное

Указанная композиция названа «PLASTGEL». Промышленная установка для получения полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» представляет собой реактор из нержавеющей стали с объемом 10 м³ и емкости для хранения реагента 25 м³. Перемешивание осуществляется мешалкой пропеллерного типа с электрическим приводом, регулятором скорости вращения не выше 100 об/мин.

В качестве исходных компонентов используются:

Вода пресная	ГОСТ 17.1.1.04-80
Неонол АФ 9-12	ТУ 2483-077-05766801-1998
Этиленгликоль	ГОСТ 19710-83
Формалин	ГОСТ 1625-89
Жидкое стекло натриевое	ГОСТ 13078-81
Модифицированный биполимер
ксантанового типа
«BIOSIN» марка ХМ	ТУ 2458-002-89193842-2008

Способ осуществляют следующим образом. В аппарат с мешалкой через мерник загружают пресную воду и указанный биполимер ксантанового типа «BIOSIN», включают мешалку и перемешивают до полного растворения при температуре 47°C. Скорость перемешивания не должна вызывать пенообразование. В приготовленный водный раствор ксантановой смолы с температурой 47°C при перемешивании в течение 40 мин через мерник загружают неонол АФ 9-12, формалин и этиленгликоль. При смешении образуется устойчивая эмульсия углеводорода в водном растворе ксантановой смолы за счет поверхностно-активных свойств неонола. Затем в эмульсионный состав ксантановой смолы, неонола и этиленгликоля вводят жидкое стекло натриевое с плотностью 1,4 г/см³ и модулем 2,4 (для укрепления изолирующего экрана) и перемешивают при скорости перемешивания 85 об/мин, температуре 60°C в течение 40 мин до образования однородной (гомогенной) структуры. Полное размешивание компонентов смеси позволяет сохранить устойчивость системы во времени.

Скорость перемешивания не должна вызывать пенообразование. Все стадии технологического процесса осуществляются при атмосферном давлении без выделения газообразных и твердых продуктов.

Полимерно-силикатная композиция «PLASTGEL» малотоксичная, негорючая жидкость, по степени воздействия на организм человека относится к 4 классу опасности - веществам малоопасным в соответствии с ГОСТ 12.1.007.87.

Наличие в составе реагента этиленгликоля - стабилизатора сохранения агрегативной устойчивости геля биополимера придает ему также антикоррозионную активность. Ступенчатое регулирование температуры, которую сначала держат 45-50°C в течение 40 мин, только после этого доводят до 50-65°C еще в течение 40 мин до образования гомогенной структуры с жидким стеклом, также обеспечивает повышение эффективности композиции.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Полученная по заявленному способу полимерно-силикатная композиция «PLASTGEL» придает технологическим растворам новые улучшенные фильтрационные и структурно-механические свойства, используемые при нефтевытеснении, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».

Эффективность полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» определялась по методике (ОСТ 39-195-88. Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях. Миннефтепром, М.) экспериментально по изменению подвижности воды после закачивания оторочек растворов гелеобразующей композиции и коэффициенту нефтевытеснения остаточной нефти.

В лабораторных условиях проведены фильтрационные опыты с применением полученного по предлагаемому способу реагента - полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» в сравнении с известным составом. Для этого использовали линейные насыпные модели пласта Арланского месторождения. Эксперименты проводили при температуре 24°C и постоянной скорости фильтрации. Характеристика модели пласта и результаты экспериментов приведены в таблицах 1; 2.

Опыт 1.

Через модель пласта с начальной нефтенасыщенностью 85,7% фильтровали минерализованную воду с суммарным содержанием солей 140 г/дм³, в том числе ионов железа до 10 мг/дм ³ и сероводорода до 10 мг/дм³, до полного отмыва нефти и до стабилизации перепада давления. Коэффициент нефтевытеснения составил 58%. Затем в модель последовательно подавали оторочку пресной воды 0,05 поровых объема (п.о.), оторочку водного раствора полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» 0,3 п.о. (состоящей из, вес.%: 0,6 биополимера ксантанового, 0,9 неонола АФ 9-12, 7 этиленгликоля, 0,7 формалина, 60 стекла натриевого жидкого, 30,8 воды), оторочку пресной воды 0,05 п.о. После этого через модель фильтровали минерализованную воду 3 п.о. до стабилизации перепада давления. Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 87,5%. Прирост коэффициента нефтевытеснения составил 29,5% (опыт 1, таблица 2). Эффективность предлагаемой полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» и известного состава оценивали по изменению проницаемости пористой среды до и после закачивания состава (K₁/К₂) по закачиваемой минерализованной воде и дополнительно вытесненной нефти.

Опыт 2.

Во второй модели пласта последовательно фильтровали после закачиваемой минерализованной воды (коэффициент нефтевытеснения - 58,7%) оторочку пресной воды - 0,05 п.о., 0,3 п.о. водного раствора полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» (состоящей из, вес.%: 0,3 биополимера ксантанового, 0,45 неонола АФ 9-12, 3,5 этиленгликоля, 0,35 формалина, 65 стекла натриевого жидкого и 30,4 воды), оторочку пресной воды 0,05 п.о. и переходили на фильтрацию минерализованной воды 3 п.о. до стабилизации перепада давления. Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 81,8%. Прирост коэффициента нефтевытеснения составил 23,1% (опыт 2, таблица 2).

Опыт 3.

В модель пласта (известный состав) последовательно фильтровали после закачиваемой минерализованной воды (коэффициент нефтевытеснения - 57,8%) оторочку пресной воды 0,05 п.о., оторочку водного раствора биополимерной гелеобразующей композиции 0,3 п.о. (состоящей из биополимера ксантанового типа БЖК и коллоидного силиката натрия марки Сиалит при соотношении 1:1,5), оторочку пресной воды 0,05 п.о., затем минерализованную воду 3 п.о. до постоянного перепада давления. Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 71%, прирост коэффициента нефтевытеснения - 13,2% (опыт 3, таблица 2).

Таким образом, применение полученной по предлагаемому способу полимерно-силикатной композиции «PLASTGEL» позволило увеличить прирост коэффициента нефтевытеснения в среднем в 2,23 раза по сравнению с прототипом. Кроме того, способ обеспечивает ряд технологических преимуществ по сравнению с прототипом:

1. Возможность одновременной обработки группы нагнетательных скважин с КНС.

2. Снижение затрат на приготовление и закачивание раствора реагента в пласт.

3. Полимерно-силикатная композиция «PLASTGEL» - это однофазная товарная жидкость на водной основе.

4. Полимерно-силикатная композиция «PLASTGEL» не влияет отрицательно на процессы сбора и подготовки нефти.

5. Прирост коэффициента нефтевытеснения составил 29,5% по сравнению с чистым заводнением (опыт 1, таблица 2) и 13,2% по сравнению с прототипом (опыт 3, таблица 2).