Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений и способ его приготовления

, 43/32 С)БР ИСАНИЕ Я Е фтедобываости к соазработки особам их лирование тательных итока нефния нефтепособ регуждений скриламидтивен наили высокмкм ),т;ксоздаютечению Известен с ботки месторо раствора полиа соб малоэффек трещиноватой родой (выше 2 риламида не сопротивлениялирования разрапомощью водного а, Однако этот споместорождениях с опронМ цаемой помолекполиакт эфф тивногоой пориигается тем, что соразработки нефтяй содержащий ст нь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам внефтяной промышленности(54) СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙИ СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ(57) Сущность изобретения: В пласт закачивают состав, содержащий полиакриламид Изобретение относится к не ющей промышленности, в частн ставам для регулирования р нефтяных месторождений и сп приготовления включающим регу профиля приемистости нагне скважин и (или) изоляции водопр тяных скважин с целью повыше отдачи пласта,(51)5 Е 21 В 43/22, 33/138(0,05-0,5 мас,ф 6), хромовые квасцы (0,005- 0,05 мас. 6), бентонитовую глину (1-5 мас.06) и воду (остальное). Состав готовят путем последовательного введения в воду при механическом перемешивании бентонитовой глины. После набухания глины вводят полиакриламид. После растворения полиакриламида вводят водный раствор хромовых квасцов. Массовое соотношение глины и полимера не более 25. Улучшение реологических свойств состава обусловлено образованием прочного полиакриламидного геля за счет дополнительной сшивки водородными связями молекул полиакриламида с частичками глины. В результате применения состава увеличивается коэффициент охвата залежи заводнением и улучшается разработка 3 месторождений с резкой неоднородностью пласта. 2 с.п.ф-лы, 1 табл,стои среде даже при больших концентрациях его в растворе (0,3-0,50).Известен состав для регулирования разработки, нефтяных месторождений, содержащий 0,3-1,0 полиакриламида, 0,001-0,036 хромовых квасцов в качестве сшивающего агента и воду. Однако этот состав недостаточно эффективен при низких концентрациях полимера (менее 0,16) и вследствие активной адсорбции катиона- хрома на породе при высокой концентрации полимера, приводящей к снижению прочности сшитого полимера.Цель изобретения - улучшение реологических свойств состава.Указанная цель достав для регулированиях месторождениполиакриламид, хромовые квасцы и воду, дополнительно содержит бентонитовую глину при следующем соотношении компонентов, мас. ф Полиакриламид 0,05-0,5 Хромовые квасцы 0,005-0,05 Бентонитовая глина 1-5Вода Остальное При этом способ приготовления состава заключается в том, что в воду при механическом перемешивании последовательно вводят бентонитовую глину, после ее набухания - порошкообразный полиакриламид и после его растворения - водный раствор хромовых квасцов при массовом соотношении глины и полимера не более 25.В известном составе для регулирования разработки месторождений в качестве сшивающего агента, обеспечивающего прочность полиакриламидного геля, используют катион трехвалентного хрома, который активно адсорбируется на породе, в результате чего прочность образующегося сшитого полимера невысока. Увеличение же содержания катиона-хрома в составе-прототипе для компенсации адсорбированного количества его на породе невозможно, поскольку непосредственно при смешивании компонентов состава образуется вязкий гель, которых нельзя закачать в пласт. В данном составе в качестве сшивающего агента дополнительно используют бентонитовую глину, которая сшивает полиакриламид за счет водородных связей между акриламидным звеном молекулы полиакриламида и незаряженной поверхностью глины и совместно со сшивкой молекул полиакриламида катионом хрома через карбоксильные звенья ее обеспечивает образование прочного полиакриламидного геля.Однако данные составы, фильтрующиеся в пористой среде, получаются по определенному способу. Известен способ приготовления смеси бентонитовой глины с полиакриламидом путем введения в водную дисперсию бентонитовой глины предварительно приготовленного водного раствора полиакриламида.При приготовлении данного состава этим способом образуются кинетически и агрегативно неустойчивые (расслаивающиеся) дисперсии глины в полимере за счет флокуляции частиц глины молекулами полимера, находящимися в его растворе, С целью получения однородного агрегативно и кинетически устойчивого состава его приготавливают путем диспергирования бентонитовой глины в воде при механическом перемешивании, а после ее набухания вводят порошкообразный полиакриламид при массовом соотношении глины и полимера не более 25 и после его растворения - водный раствор хромовых квасцов. При таком способе приготовления состава набухшие в 5 воде частички глины после введения в ихдисперсию сухого полиакриламида прилипают за счет вышеуказанной водородной связи к набухающей частичке полимера и по мере набухания последней поглощаются 10 ею. При этом на поверхности частички глины образуется гелевый полимерный слой, предупреждающий их слипание (флокуляцию), т.е. достигается агрегативная устойчивость частичек глины в такой дисперсии и, 15 как следствие, кинетическая устойчивостьее(отсутствие расслоения), Однако при массовом соотношении глины и полиакриламида более 25 наблюдается кинетическая неустойчивость дисперсии глины (расслое ние), Это объясняется тем, что в этом случаене хватает полимера для покрытия всей поверхности частички глины устойчивым гелевым полимерным слоем, в результате чего отдельные частицы глины слипаются в ассо циаты (флокулы, которые образуются присмешивании суспензии глины с водным раствором того же полимера), т.е, наблюдается агрегативная неустойчивость дисперсии глины в воде и, как следствие, седимента ция флокул глины из дисперсии - кинетическая неустойчивость ее.Последующее введение водного раствора хромовых квасцов в приготовленную таким образом дисперсию глины в водном 35 растворе полиакриламида обеспечиваетпреимущественное взаимодействие катиона хрома с молекулой полиакриламида, а не с алюмосиликатной анионной группой набухшей частички глины, поскольку послед няя "бронирована" гелевымполиакриламидным слоем, не позволяющим катиону хрома подходить к аниону частички глины. В результате такой последовательности введения хромовых 45 квасцов образуется устойчивый состав и после реакции компонентов его - прочная гелевая глинополимерсодержащая структура при оптимальном расходе квасцов, Если же вводить водный раствор хромовых квасцов 50 в дисперсию глины в растворе полиакриламида, приготовленную известным способом (смешением водной дисперсии глины с водным раствором полимера), то за счет отсутствия гелевого полимерного слоя на 55 поверхности частички глины катион хромаимеет доступ как к алюмосиликатному аниону набухшей глины, так и к карбоксильной группе полиакриламида. В результате катион хрома реагирует с обеими отрицательно заряженными группами, не обеспечивая оптимальной сшивки молекул полимера в растворе. Это приводит к ускорению флокуляции частичек глины и их седиментации. Введение же в известную суспензию большего количества катиона хрома приводит к быстрой сшивке всех компонентов состава с образованием нетекучего геля.Изобретение иллюстрируется следующими примерами.П р и м е р 1. Устойчивость дисперсии глины в водном растворе полиакриламида и хромовых квасцов, приготовленной по данному и известному способам, оценивают по следующей методике.В химический стакан емкостью 1000 мл наливают 800 мл воды, затем при перемешивании механической мешалкой постепенно вводят требуемое количество бентонитовой глины и перемешивают ее дисперсию 4 ч для набухания частичек глины. После этого дисперсию глины в воде разливают по 200 мл в химические стаканы объемом 500 мл с механической мешалкой и вводят при перемешивании требуемое количество порошкообразного полиакриламида мол, массы 16 млн и степенью гидролиза 15% (по данному способу) или 0,3-н ый раствор его(по известному способу), После двухчасового перемешивания дисперсии для растворения полимера вводят требуемое количество 1 о -ного водного раствора хромокалиевых квасцов (ХКК) или хромонатриевые квасцы, содержащиеся в отходах производства душистых веществ около 600 ХНК, и перемешивают 15 мин, Дисперсии глины оставляют на хранение в покое на 24 ч, после чего оценивают их устойчивость. Устойчивыми считаются те дисперсии, которые не расслаиваются в течение суток.В таблице приведены составы и их устойчивость, Из приведенных данных видим, что дисперсия глины в водном растворе полиакриламида и хромовых квасцов, приготовленная по данному способу (с использованием порошка ПАА), устойчива при массовом соотношении глины и полимера не более 25 (ср. составы 2-4 с 5), тогда как эти же составы с соотношением Сгл/Спдд, равным 25 и менее, приготовленн ые известным способом (с испол ьзованием раствора ПАА), неустойчивы расслаиваются при хранении (ср. состав 5 с составами 6 и 7).Таким образом, данный способ приготовления дисперсии глины в водном растворе полиакриламида и хромовых квасцов существенно отличается от известного.П р и м е р 2, Приготовленные составы испытывают на эффективность создания сопротивления движению воды в пористоР среде в сравнении с составом-прототипомконтрол ьн ы ми соста вами (неустойчи вы с дисперсии глины в водном растворе пол имера и хромовых квасцов и устойчивыедисперсии ее в водном растворе полимера без хромовых квасцов). Эффективность их оценивают по фильтрационным и реологическим свойствам в пористой среде по сле дующей методике.Модель пласта (керн) длиной 17,3 см идиаметром 2,5 см, представленную кварцевыми песком проницаемостью по воде в средней точке модели 19-102 мкм, насыща 215 ют под вакуумом водой с суммарным содержанием солей 12,7%, Затем в керн закачивают с помощью датчика постоянного расхода полтора объема пор керна исследуемого состава, фиксируя давление 20 на входе и в средней точке модели. По давлению в средней точке модели рассчитывают фактор сопротивления по составу (Вср), После суточной выдержки состава в керне прокачивают семь объемов пор керна воды 25 с суммарным содержанием солей 0,034% ипо давлению в средней точке керна рассчитывают остаточный фактор сопротивления по водЕ (Всост)Фильтрационные и реологические свой ства состава тем лучше, чем больше Вср иВостсрСоставы и их фильтрационные и реологические свойства приведены в таблице, Причем составы-прототипы готовят из тех же полиакриламида и хромовых квасцов, что и данные составы.Из таблицы видно, что предлагаемыесоставы по своим фильтрационным и реологическим свойствам значительно превосходят составы-прототипы (ср, состав 2 с 12,3 с 11 и 4 с 13) и контрольные составы. не содержащие хромовых квасцов и приготовленные по предлагаемому способу (ср.45 состав 2 с 9,3 с 8 и 4 с 10).При этом предлагаемые составы показали эти результаты при приготовлении их по данному способу, тогда как контрольные составы с тем же содержанием полимера, но приготовленные по известному способу (введение водного раствора ПАА в водную дисперсию глины) плохо фильтровались в керн за счет отфильтровывания флокул глины на торце модели, а через керн фильтровался в основном водный раствор полимера, частично сшитый катионом хрома, поскольку наблюдались Вср и Вср выше единицы (ср, состав 3 с 6 и 7), Однако соста-вы, приготовленные по данному способу, но с Стл/Спдд более 25, так же плохо фильтро. Устойчивость глинистых дисперсий в водном растворе полиакриламида (ПАА) и хромовых квасцов ХК) в зависимости от спбсоба приготовления, фчпьтрячиомные и реопогические свойства предлагаеных и контрольных составов и составов. прототипов в пористой среде остКср, мкм Состав Устой восемьсостава пос"ле 24 ч СглСала Способ приготовления Содервание конпонентов в составе, мас.Ф Сос- тавы а 99,47298 о 459738594,4596,88597,38598,88597,4038,9591,5099,88599,9 ч 599,450 1,5 1,012,3 238980 30253260 263025,49,3 8436,2 43,27,5 1672,5 681640 9100В,б 362,5 1,521,4 62 Неустсйч Устойчив Предлагаем. 9 20 0,0030,0050,0150,050 0150,0150,015 0,5 0,0250,05 ХКК 1 Данный23456 Навестный8 Контрольный910111213 26 20 1,0 9 25 ХКК 2,5 0,1 102 10 ХНК 5,0 0,5 Контрольн, 44 Неустойч. О,ХКК ХКК 2,5 О,0,1 о к 0 О ХКК 1,0 Устойчив 25 0,10,05 61 20 1,0 16 8,00,50,10,050,5 Прототип 65 0,0150,0050,05 ХКК 22 94 ХКК ХНК вались через керн, как и составы, приготовленные по известному способу ср. состав 3 с 5,7 и 8).Из приведенных данных также видно, что данный состав с содержанием глины менее 100, полиакриламида менее 0,050 и ХРОМОВЫХ КВаСцОВ МЕНЕЕ 0,005070 ПОКаэаЛ неудовлетворительные реологические свойства (ср, составы 1 и 2), поэтому за нижний предел содержания этих компонентов в составе приняты указанные величины. За верхний предел содержания полимера, глины и хромовых квасцов приняты соответственно 0,5; 5 и 0,050, поскольку выше этих величин получаются очень вязкие составы, которые нельзя закачать в керн,Таким образом, данные составы, приготовленные по данному способу, существенно эффективнее известных.Технология применения составов проста и заключается в закачке их в пласт до снижения приемистости скважины на 20 - 500, продавке состава из ствола скважины в пласт водой, выдержки в пласте в течение 16-24 ч и пуска скважины в эксплуатацию для нефтяных скважин или закачки воды для нагнетательных скважин,Применение предлагаемых составов для регулирования разработки нефтяных месторождений и изоляции притока воды в скважины приведет к увеличению добычи нефти (с одновременным уменьшением добычи воды).Формула изобретен и я 5 1. Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, включающий полиакриламид, хромовые квасцы и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 10 улучшения реологических свойств состава,он дополнительно содержит бентонитовую глину при следующем соотношении компо- НЕНтОВ,МаС,00;Полиакриламид 0,05-0,5 15 Хромовые квасцы 0,005-0,05Бентонитовая глина 1-5Вода Остальное, 2. Способ приготовления состава длярегулирования разработки нефтяных место.20 рождений путем введения в воду глины иполиакриламида о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения реологических свойств состава в воду при механическом перемешивании последовательно вводят 25 бентонитовую глину, после ее набуханйя -порошкообразный голиакриламид и после его растворения - водный раствор хромовых квасцов при весовом соотношении глины к полимеру не более 25.30