Тампонажный раствор для изоляции водонасыщенных пластов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1763580па делан лзобретений и аткрытлйДата опубликования описания 23.09.80 Е. М, Духненко, В, А. Ковардаков, В. Б. Александр в, :; ГЮ. А. Жетлухин, Н. В, Комаров и Н. И. Лозоваяф 1 л.", :, г;ссщсвиащтлп аею .(72) Авторы изобретения Кубанский государственный университет Министерства высшегои среднего специального образования РСФСР(54) ТАМПОНАЖНЫЙ РАСТВОР ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ВОДОНАСЫШЕННЫХ ПЛАСТОВ1Изобретение .относится к тампонажным материалам, используемым при бурении нефтяных н газовых скважин для селектив-" ной изоляции водопроявляющих и поглощающих пластов.Известен тампонажный состав для.изоляции водонасыщенных пластов на полимерной основе .Недостатком известного состава является заполнение порового пространства без образования прочных химических связей с . породой пласта, что снижает надежность и эффективность применения этого состава.Известен тампонажный раствор для изоляции водонасыщенных пластов, включающий кремнийорганические соединения:. силоксан и силан 121.Недостатком укзанного раствора явлйется низкая изолирующая способность в карбонатных породах, так как выделяющаяся при гндролизе кислота приводит к снижению механических свойств породы.Целью изобретения является повышение изолирующих свойств в карбонатных породах за счет сохранения механических свойств породы. Достигается поставленная цель тем, чтов качестве силоксана используют о, Ч(-ди.гидроксиполидиорганосилоксан со степенью поликонденсации 8 - 50, а в качестве силана - органотриацетоксиснлан, причем компоненты взяты при следующих количественных соотношениях, вес. %;4 %-дигидроксиполидиорганосилоксан 59,0 - 98,3 Органотриацетоксисилан 1,7 - 41,О, Использование в качестве одного из исходных реагентов олигомера с различной .степенью поликонденсации позволяет за счет увеличения числа атомов между функциональными группами практически полностью исключить образование циклических про дуктов, не участвующих в образовании единой сшитой структуры, Этому же способствует отсутствие в системе хлористого водорода, активно вызывающего циклизацию, так как при гидролизе предлагаемого тампонажного раствора выделяется в небольшом количестве слабая уксусная кислота, в присутствии которой циклические продукты практически не образуются. В общем виде схему реакции и химическое строение полу.чаемого тампонажного материала можнопредставить так:0,но( (с - 01 ос - он,сн,соо- сс-ососнз-со,ооонК ОСОСНС51.-0 ЬС 0-ЬО, %-лигилроксиполидиорганоксилоксан ны различной степени поликонленсации яв.ляются товарным продуктом, выпускаюшимся крупнотоннажно в нашей стране и за рубежом.Олигомеры представляют собой бесцветные, прозрачные, без запаха, в отличие от хлорсиланов, абсолютно не лымяшие на 0 воздухе маловязкие жидкости. Их вязкость (г) зависит от молекулярного веса и колеблется от 20 - 30 сП (при и = 8 - 10) ло 500 - 510 сП (при и = 50 - 55), плотность 1 г.о 0,94 - 1,20.НВ качестве сшивающих агентов предлагается использовать органотриацетоксисиланы обшей формулы КЯ (ОСОСНз) з, гле К - алкил или арил, которые добавляют к олигомерам в мольном соотношении 1: ; (0,5 - 1,5), по объему количество лобав- з 0 ляемого органотриацетоксисилана составляет 1/3 - 1/30 часть от смеси.Реакционная смесь представляет собой маловязкую, прозрачную, в отличие от ранее предложенных хлор- и органохлорсиланов, Зн не гидролизуюшуюся на воздухе жидкость. Это лелает работу с предлагаемым тампонажным раствором абсолютно безопасной. Выделяющаяся при гилролизе слабая уксусная кислота не способна вызвать активную коррозию контактирующих с ней по верхностей.Предлагаемым тампонажным раствором насыщают обводненные продуктивные пласты и зоны поглощения промывочных жидкостей на волной основе, гле пол действием волы происходит гилролиз ацетатных групп в органотриацетоксисилане и лальнейшее взаимодействие гилроксильаых групп обоих компонентов (поликонленсация) с образованием полимера сшитой структуры. Вылеляющаяся в небольшом количестве при гид ролизе органотриацетоксисилана уксусная кислота является катализатором процесса поликонленсации, В зависимости от температуры (20 - 120 С) и содержания воды в пласте отвержление композиции протекает в течение 3 - 40 ч. Г 1 овышение температуры5 и содержания волы в пласте увеличивает скорость реакции сшивки. Во времени проис- холит еше большее упрочнение тампонажного материала вследствие углубления процесса поликонденсации во внутренних слоях полимера и образования химических связей между полимером и породой 6 ск от 5 в О ло 30 кг/см, Давление до 300 - 400 кг/см практически не влияет на процесс поликонденсации. Тампонажный материал на основе олигомеров и органотриацетоксисиланов представляет собой полимер трехмерной структуры, не плавкий, не растворимый в органических растворителях и нефти, упругий и поддающийся обратимым деформациям при релаксационных процессах в призабойной зоне пласта, обладает высокой алгезией к породам как силикатного, так и карбонатного состава, отличается высокими гилрофобными свойствами.Тампонажный материал имеет предел прочности при растяжении 15 - 40 кг/см г, относительное удлинение при разрыве 150 - 500 О/о, угол смачивания водой 100 в 1. Исходные реагенты абсолютно инертны к оборулованию и безопасны в обращении, не замерзают при температуре минус 60 С, что позволит широко применять их даже в условиях Крайнего Севера.Тампонажный раствор готовят обычным смешением указанных ингредиентов, взятых в определенных соотношениях.Анализ примеров используемых пар олигомер-органотриацетоксисилан с различными радикалами, степенью полимеризации и их соотношением в тампонажном растворе позволяет вылелить слелуюшие соотношения компонентов, вес. о/О.с %-лигилроксиполилиметилсилокс 64,9 - 97,2 Метилтриацетоксисилан 2,8 - 35,1 с Ф-лигилроксиполилиметилсилоксан 63,5 - 97,0 Этилтриацетоксисилан 3,0 - 36,5Ю-лигидроксиполилиметилсилоксан 59,0 - 96,4 Фенилтриацетоксисилан 3,6 - 41,0 ( %-лигилроксиполивинилметилсилоксан 68,1 - 97,6 Метилтриацетоксисилан 2,4 - 31,9 с Ю-лигилроксиполивинилметилсилоксан 66,8 - 97,4 Этилтриацетоксисилан 2,6 - 33,2 Ы, %-лигилроксиполивинилметилсилоксан 62,6 - 96,7 Фенилтриацетоксисилан 3,3 - 37,4 с Ю-лигилроксиполилиэтилсилоксан 71,7 - 97,9 Метилтриацетоксисилан 2,1 - 28,3 0 %-лигилроксиполилизтилсилоксан 70,4 - 97,8 Этилтриацетоксисилан 2,2 - 29,6 й, Ю-лигилроксиполидиэтилсилокса н 66,4 - 97,3Фенилтриацетоксисилан 2,7 - 33,6 с Ю-лигилроксиполиметилфенилсилоксан 77,1 - 98,3 Метилтриацетоксисилан 1,7 - 22,9763580 Редактор Г. МозжечковаЗаказ 6252/30 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 45А Ъ-дигилроксиГолиметилфенилсилоксан 75,9 - 98,3 Этилтриа цетоксисила н 1,7 - 24,1 с Ж-лигидроксиполиметилфенилсилоксан 72,3 - 98,0 Фенилтриацетоксисилан 2,0 - 27,7.Таким образом, лля всех используемых олигомеров и органотриацетоксисиланов в там нона жном растворе предельным булет следующее соотношение, вес. %:с Ю-лигидроксиполилиорганосилоксан 59,0 - 98,3 Органотриацетоксисилан 1,7 - 41,0 Изоляция водопроявляюших или поглошаю 1 цих пластов преллагаемым тампонажным раствором может осуществляться путем закачки его в скважину и ожилания его отвержления, т. е. обычным способом,Все указанные особенности тампонажного раствора и получаемого из него тампонажного материала делают их более удобными в работе и эксплуатации по сравнению с известными и открывают широкие перспективы применения в практике в качестве новой более технологичной, эффективной, экономичной гилрофобизируюшей системы лля селективной изоляции притока пластовых вод нефтяных и газовых скважин, а также изоляции зон поглощения.Использование данного тампонажного раствора позволяет обеспечить безопасность условий трула и способствует ликвидации коррозионной активности путем исключения хлорсолержаших соелинений и улучшения механических свойств тампонажного материала. 5формула изобретения Тампонажный раствор лля изоляцииволонасыщенных пластов, включающий кремнийорганические соелинения: силоксан и 1 о силан, отличающийся тем, что, с целью повышения изолирующих свойств в карбонатных породах за счет сохранения механических свойств поролы, в качестве силоксана используют с, Ъ-лигилроксиполилиорганосилоксан со степенью поликонленсации 8 - 50, а в качестве силана - органотриацетоксисилан, причем компоненты взяты при следующих количественных соотношениях, вес. "/ос( Ю-лигилроксиполилиор 2 о ганосилоксан 59,0 - 98,3Органотриацетоксисилан 1,7 - 41,0. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР М 355337, кл. Е 21 В 33/38, 1972.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Хо 2166996/22-03, 1975 (прототип). Составитель Л. ЗвездинаТехрел К. Шуфрич Корректор В. Бутяга Тираж 626 Г)одписное