состав для изоляции водопритока в скважине

Формула изобретения

Состав для изоляции водопритока в скважине, включающий реагент «Витам», силикат натрия, древесную муку и структурообразователь, отличающийся тем, что в качестве структурообразователя он содержит 10%-ный раствор полиалюминия хлорида при следующих соотношениях компонентов, % масс.:

реагент «Витам»	17-59
силикат натрия	20-40
древесная мука	1-3
10%-ный раствор полиалюминия хлорида	20-40

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважине.

Известен состав для изоляции водопритоков в скважину, включающий водный раствор силиката натрия, натрий кремнефтористый, триацетин и древесную муку (патент RU № 2244819, МПК E21B 43/32, опубл. 20.01.2005 г., Бюл. № 2) при следующем соотношении компонентов, масс.%:

водный раствор силиката натрия плотностью 1,36 г/см3 и
силикатным модулем М=3,0	90,0-95,0
кремнефтористый натрий	3,0-8,0
древесная мука	1,0-4,0
триацетин	1,0-4,0

Недостатком известного состава является то, что при его закачивании происходит осаждение нерастворившейся части кремнефтористого натрия в насосе цементировочного агрегата из-за малой растворимости данного реагента - 7,62 г/л (Большой энциклопедический словарь. Химия. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2000. - С.362), поэтому требуется соблюдение технологии и точное дозирование компонентов состава. Остановка процесса закачивания состава для очистки забившегося насоса может привести к аварийной ситуации - отверждению состава в насосно-компрессорных трубах.

Наиболее близким аналогом является состав для изоляции вод в скважине (патент RU № 2354678, МПК C09K 8/487, опубл. 10.05.2009 г., Бюл. № 13), включающий сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты (реагент «Витам») и глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина при следующих соотношениях компонентов, % масс.:

сополимер метакрилата натрия и метакриловой кислоты	6-13
глицидиловые производные 5,5-диметилгидантоина	1,6-7,0
вода	остальное

причем соотношение карбоксильных групп сополимера к эпоксидным группам указанных производных составляет от 1:1 до 1:0,5. При взаимодействии сополимера метакрилата натрия и глицидиловых производных 5,5-диметилгидантоина с пластовыми водами, содержащими ионы поливалентных металлов, образуется объемный гель.

Недостатком известного состава является то, что полученный гель в пресной воде со временем разрушается, поэтому обводненность нефти увеличивается, а межремонтный период работы скважины сокращается.

Технической задачей предложения является повышение изолирующей способности состава за счет повышения устойчивости образующегося геля.

Поставленная задача решается составом для изоляции водопритока в скважине, включающим реагент «Витам», силикат натрия, древесную муку и структурообразователь.

Новым является то, что в качестве структурообразователя он содержит 10%-ный раствор полиалюминия хлорида при следующих соотношениях компонентов, % масс.:

реагент «Витам»	17-59
силикат натрия	20-40
древесная мука	1-3
10%-ный раствор полиалюминия хлорида	20-40

Реагенты, применяемые в заявляемом составе, представлены в таблице 1.

Таблица 1
Реагенты , применяемые в заявленном составе
Наименование реагента	Наименование ГОСТ или ТУ	Внешний вид
Стекло натриевое жидкое(силикат натрия)	ГОСТ 13078-81	Густая жидкость желтого или серого цвета без механических примесей и включений, видимых невооруженным глазом
Реагент «Витам»	ТУ 2458-028-25690359-2007 с изм. № 1	Вязкая, бесцветная или желтоватая жидкость
Древесная мука	ГОСТ 16361-87	Волокнистый, набухающий в воде природный материал, получаемый при механическом размельчении древесины
Полиалюминия хлорид (марки POLYPACS-30 LF)	Протокол сертификационных испытаний ЗАО «ГИВ ПВ» № 166/11 от 26.02.2011 г.	Порошок светло-желтого цвета

Оптимальная концентрация раствора полиалюминия хлорида - 10%, при использовании раствора такой концентрации образуется плотный гель, при использовании концентрации раствора полиалюминия хлорида менее 10% образуется неплотный гель, использование концентрации более 10% нецелесообразно, так как она незначительно влияет на плотность получаемого геля. Наличие в составе карбоксильных групп реагента «Витам» придает ему полимерный характер. Древесная мука, содержащаяся в составе, набухает при контактировании с водой и армирует гель по всему объему. Положительный результат от применения состава при ремонтно-изоляционных работах сохраняется еще продолжительное время за счет тампонирующего эффекта, создаваемого разбухшей в воде технической древесной мукой.

Состав для изоляции водопритока в скважине готовят следующим образом. Предварительно смешивают реагент «Витам» и силикат натрия, в результате чего образуется однородный нерасслаивающийся раствор. Для приготовления 10%-ного раствора полиалюминия хлорида на 900 л воды плотностью 1000 кг/м³ прибавляют 100 кг порошкообразного полиалюминия хлорида и перемешивают. К раствору реагента «Витам» и силиката натрия добавляют древесную муку и 10%-ный раствор полиалюминия хлорида, хорошо перемешивают, в результате чего образуется плотный гель, который блокирует приток воды в изолируемом интервале.

В лабораторных условиях состав готовят следующим образом. В стеклянный стакан объемом 200 мл наливают 54 г (27% масс.) реагента «Витам» и 80 г (40% масс.) силиката натрия, хорошо перемешивают. В полученный раствор добавляют 6 г (3% масс.) древесной муки и 60 г (30% масс.) 10%-ного раствора полиалюминия хлорида, при перемешивании состава образуется объемный гель (состав № 4, в таблице 2). Остальные составы готовят аналогично (табл.2).

Испытания водоизолирующей способности предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу проводили на моделях пласта длиной 30 см и внутренним диаметром 2,7 см, заполненных кварцевым песком фракции 0,2-0,3 мм. Модель пласта насыщали пластовой водой, после этого закачивали составы согласно предложению по рецептурам из табл.2 и оставляли на реагирование. Количество закачанного состава равнялось поровому объему модели пласта. Через 36 ч закачивали воду, определяли проницаемость по формуле Дарси и вычисляли коэффициент изоляции через 36 ч и 6 мес. Коэффициент изоляции характеризует степень закупоривания пор, снижение проницаемости модели и является мерой результативности изоляционных работ. Усредненные результаты модельных испытаний представлены в табл.2. Составы № № 2-6 показали лучшую изолирующую способность, поэтому они вошли в заявляемый диапазон.

Таблица 2
Результаты модельных испытаний предлагаемого состава и состава по наиболее близкому аналогу
№	Содержание реагентов в предлагаемом составе									Коэффициент изоляции, %
	Силикат натрия, % масс.		Реагент «Витам», % масс.			Древесная мука, % масс.		10% раствор полиалюминия хлорида, % масс.		Через 36 ч		Через 6 мес
Состав по заявленному способу
1	10		69,5		0,5			20		90		78
2	20		59		1			20		96		90
3	30		43		2			25		98		91
4	40		27		3			30		100		94
5	20		37		3			40		100		93
6	40		17		3			40		97		92
7	40		10		4			46		92		84
8	45		40		5			10		94		85
Состав по наиболее близкому аналогу
Реагент «Витам», % масс.		Азотсодержащая эпоксидная смола, % масс.		Вода, % масс.			Соотношение карбоксильных и эпоксигрупп, моль		Соотношение карбоксильных и аминогрупп, моль		Коэффициент изоляции, %
											Через 36 ч	Через 6 мес
10		2,7		87,3			1:0,5		1:0,0025		95	80
13		7,0		80,0			1:1		1:0,005		100	83

Из представленных результатов видно, что коэффициент изоляции предлагаемого состава через 36 ч составил 96-100%, через 6 мес - 90-94%, а у наиболее близкого аналога соответственно 95-100%, через 6 мес - 80-83%, что свидетельствует о лучшей изолирующей способности предлагаемого состава и устойчивости полученного геля.

Таким образом, при использовании предлагаемого состава для изоляции водопритока в скважине образуется объемный гель с высокой изолирующей способностью и устойчивостью.