Состав для изоляции пластов

)5 Е 21 В 33/1 БР ТЕНИ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТ ии научно-исследой институт нефтя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ(57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к со-.ставам для изоляции водопритока внефтяных скважинах или регулированияпрофиля приемистости в нагнетательных Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в нефтедобывающие скважины или регулиро-" вания профиля приемистости нагнетательных скважин,Известен состав для изоляции .родо- притока в скважину, содержащий полиакриламид, воду и сшивающий агент, соли поливалентных металлов неорганических кислот, в частности сульфат хрома.Недостаток состава заключается в том, что гелеобразование происходит быстро и не во всем объеме водного. раствора полиакриламида, что является причиной низкой эффективности водоизоляции.Известен состав для изоляции водопритока в скважину, включающий гидролизо 5 О 1710 скважинах. Цель изобретения - повышение изоляционных свойств Состава за счет увеличения прочности структуры сшитого полимера. Состав содержит следующие компоненты, мас,ф,; гидролизованный полиакриламид 0;35-1,0; смесь хромкалиевых и алюмоаммониевых квасцов ,0,025-0,07; низкомолекулярный одноатомный спирт 7.85-39,25; вода остальное. Смесь хромкалиевых и алюмоаммониевых квасцов используется в соотношении 1:1- 4. Водорастворимый спирт вводится в состав с целью предотвращения распада микрогелей в растворе ПАА при его приготовлении. Сшивающее действие смеси ионов алюминия и хрома обладает синергиэмом, аналогично сиккативам, 1 з.п.флй, 1 табл., 2 ил. ванный полиакриламид, сшивающий агент, содержащий хромовые квасцы и воду,Недостатками известного способа являются низкие водоизоляционные свойства образующегося геля вследствие адсорбции катиона хрома на породе,.что является причиной неполной сшивки Молекул полиакриламида в водном растворе. Увеличение содержания хромовых квасцов выше 0,03 не дает положительных результатов, таккак это приводит к быстрому образованию геля на поверхности, который нельзя закачать в скважину.Цель изобретения - повышение изоляционных свойств состава.Поставленная цель достигается тем, что . состав для изоляции пластов, включающий гидролизованный полиакриламид, сшиваю0,025 - 0,07 щий агент, содержащий квасцы и воду, содержит дополнительно низкомолекулярныйодноатомный спирт (например, иэопропанол), при следующем соотношении компонентов, мас.:Гидролизованныйполиакриламид 0,35 - 1,0Смесь хромкалиевыхи алюмоаммониевыхквасцовОдноатомныйспирт С 1-Сз 7,35 - 39,25Вода ОстальноеДругим отличием состава является то,что сшивающий агент содержит смесь хромкалиевых и алюмоаммониевых квасцов в соотношении 1;1-4.Использование предлагаемого состава позволит повысить качЕство изоляционных работ по ограничению водопритока внефтяные скважины и по регулированиюпрофиля приемистости сложно-неоднородных нефтяных и нефтегазовых залежей, что приводит к повышениюпродолжительности эффекта и увеличению добычи нефти (с одновременнымуменьшением добычи воды) на каждуюскважино-операцию.Сущность изобретения заключается вследующем,Известно, что порошкообразный полиакриламид (ПАА), помимо макромолекулразличной величины, содержит гелеобразные агрегаты или микрогели. Образованиетаких микрогелей в ПАА происходит за счетпоперечных "сшивок" молекул по кислородным связям в процессе осаждения и сушкиПАА. При растворении в воде ПАА частьмикрогелей распадается за счет разрыва"сшивок", но часть микрогелей сохраняется,поэтому растворы обладают свойствамисуспензий, а микрогели могут быть дажеотфильтрованы на тонких фильтрах, Размеры частиц микрогелей более 0,45 мк.При использовании ПАА для водоизоляции водопритоков в скважины, микрогелипроникают в поры коллектора и перекрывают сужение пор, приводя к дополнительному закупориванию коллектора.Водорастворимый спирт вводится всостав с целью предотвращения распадамикрогелей в растворе ПАА при его приготовлении. Так как микрогели в спиртах нерастворимы, поэтому добавка спирта доопределенного значения (в данном случаедо 39,25 О) способствует более полномуосаждению микрогелей из раствора и максимальному их сохранению,В качестве сшивающего агента используется смесь хромкалиевых и алюмоаммо-,5 10 15 20 25 30 35 ниевых квасцов, диссоциирующих в водном растворе на катионы Сг и А, Адсорбционная способность катионов металлов постоянной валентности А выше, чем у металлов переменной валентности Сгз, поэтому активная поверхность породы пласта насыщается преимущественно катионами А, а катионы Сг принимают более пол 3+ з+ное участие в сшивке молекул полиакриламиуа. А за счет высокой адсорбции ионов А на поверхности породы улучшается адсорбция геля к породе. Кроме того, сшивающее действие смеси металлов не аддитивно, оно обладает синергиэмом, аналогично сиккативам.Таким образом, в предлагаемом составе кроме сшивки молекул ПАА катионами металлов, происходит дополнительное осаждение сшитых микрогелей, что ведет к повышению водоизоляционных свойств состава.Для изучения водоизоляционных свойств состава приготовляют образцы с различным содержанием спирта и квасцов, У полученных образцов определяют динамическую вязкость на реовискозиметре типа "Реотест" и их испытывают на эффективность водоиэоляции.Состав готовится следующим образом.Рассчитанные количества водных растворов полиакриламида и квасцов смешиваются и приливается необходимое количество спирта, смесь перемешивают до получения однородного раствора и выдерживают в течение 24 - 48 ч до полного сшивания полимера.П р и м е р 1. Навеска 1 г полиакриламида растворяется в 25 мл пресной воды при перемешивании, навеска 0,035 г хромкалиевых и 0,035 г алюмоаммониевых квасцов(1;1) растворяется в б 5 мл пресной водыРастворы полимера и квасцов смешивается к смеси и добавляется 7,85 г(10 мл) изопропилового спирта. После перемешивания смесь выдерживают 24 ч и определяют динамическую вязкость. Динамическая . вязкость при скорости сдвига 0,33 с составляет 63 б П.П р и м е р 2, Аналогично примеру 1, 15 мл водного раствора, содержащего 0,7 г по-, лиакриламида смешивается с 50 мл водного раствора, содержащего 0,025 г хромкалиевьх и 0,025 г алюмоаммониевых квасцов (1:1), к смеси приливается 19,б г (25 мл) изопропилового спирта. Через 24 ч динамическая вязкость составляет 409 П.П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, смешивается раствор 1 г полиакриламида в 25 мл воды с раствором 0,035 г хромкалиевых и 0,035 г алюмоаммониевых квас5055 цов в 25 мл воды, к смеси приливается 39,25г (50 мл) иэопропанола, Через 24 ч динамическая вязкость составляет 465 П,П р и м е р 4, Аналогично примеру,1,навеска 0,35 г полиакриламида в 25 млпресной воды смешивается с 65 мл водного раствора, содержащего 0,0125 г хромкалиевых и 0,0125 г алюмоаммониевыхквасцов, к смеси приливают 7,85 г (10 мл)изопропилового спирта. Динамическаявязкость составляет 106 П.Свойства других составов приведены втаблице.Водоизоляционные свойства определялись по следующей методике. В качественасыпной модели пласта использоваликерн длиной 05 м и диаметром 15 мм, заполненный песком с размерами частиц0,10-0,36 мм. Нефть из нефтенасыщенного,керна вытесняют пластовой водой до максимальной обводненности выходящих пробжидкости из керна и определяют начальнуюводопроницаемость керна (например, вмл/5 мин) при избыточном давлении, Затем в керн закачивают приготовленный состав в количестве двух паровых объемов ичерез 24 ч закачивают пластовую воду иопределяют конечную водопроницаемость керна при таком же избыточном давлении, затем рассчитывают относительное.снижение исходной проницаемости керна(Коти), рассчитываемой по формулеКоти =- Кн/Ккгде Кн и Кк - начальная (до закачки состава)и конечная (после закачки состава) прони;цаемость керна по воде соответственно,Как показывают результаты исследований (табл.) наибольшая динамическая вязкость 768 П наблюдается у составов ссодержанием иэопропанола 19,6% и ПАА1% (состав 12), при увеличении содержанияспирта до 39,25% вязкость падает до 465П (состав 13), а при содержании спирта54,95% происходит коагуляция полиакриламида и осаждение его иэ раствора (состав 14),Использование в качестве сшивающего.агента смеси хромовых и алюминиевыхквасцов позволяет регулировать процессгелеобразования, .Так, например, приувеличении содержания хромовых илиалюминиевых квасцов до 0,07 О происходит мгновенная сшивка полимера сразупосле смешения компонентов (составы 8и 9), тогда как при использовании смесихромовых и алюминиевь.х квасцов (1:1)в количестве 0,07/ образуются вязко-упругие составы со временем гелеобразования 20-24 ч (составы 11 - 13), Составы18 и 19 сшиваются быстро (через 0,5 ч); что обьясняется повышенным содержаниемсмеси квасцов (0,08%) или полиакриламида(1,5%) соответственно,Водоиэоляционные свойства составов5 10-13 очень высоки, практически вода нефильтруется через керн,Введение иэопропилового спирта способствует увеличению динамической вязкости составов. Это наглядно подтверждается10 экспериментальными данными (фиг.1) длясоставов с содержанием ПАА 0,7%.На фиг,1 показана зависимость динамической вязкости раствора ПАА от концентрации 1-пропанола; на фиг.2 - зависимость15 динамической вязкости состава от концентрации спиртов.На фиг.1 обозначено: 1 - 0,7%-ный раствор ПАА;- раствор ПАА+0,07 г КСг(304)2;. - раствор ПАА+ 0,07 г ИН 4 А 1(304)2; 1 Ч -20 раствор ПАА+ 0,035 г ИН 4 А 1(ЯОд)2+ 0,035 гКСг(304)2. На фиг.2 обозначено: 1 - 0,7%ный раствор ПАА+ метанол; 11 - 0,7%-ныйраствор ПАА + этанол; 1 - 0,7%-ный раствор ГАА + 1-пропанол; 1 Ч - 0,7%-ный рас 25 твор ПАА + метанол + 0,035 г КСг(ЯО 4)2 +0,035 г ИН 4 А(Я 04)2, Ч - 0,7%-ный растворПАА + зтанол+ 0,035 г КСг(ЯОд) + 0,035 гИ 1-4 А(504)2: Ч - 0,7%-ный раствор ПАА +1-пропанол + 0,035 г КСг(504)2 + 0,035 г30 И НА (504)2.Влияние спирта на составы неоднозначно. Так, например, динамическая вязкость состава без сшивателя резкоувеличивается при введении изопропано 35 ла в количестве 10% (об), дальнейшее увеличение спирта не оказывает заметноговлияния на этот состав (кривая ).У составов со сшивателями (квасцами)динамическая вязкость повышается прямо40 пропорционально увеличению добавкиспирта вплоть до концентрации 50% (об);(дальнейшее увеличение спирта нежелательно, так как составы претерпевают синереэис),Наибольшая динамическая вязкость наблюдается у состава со смесью квасцов (прямая 1 Ч) во всей области концентрации спирта (от 0 до 50%), наименьшая - у состава с хромкалиевыми квасцами (прямая 11),Как видно иэ фиг.1, состав с хромовыми квасцами с добавкой 25% спирта имеет примерно такое же значение динамической вязкости (около 350 дПа с), как и состав с алюмоаммониевыми квасцами без добавки спирта,Таким образом; положительный эффект при введении спирта для составов с различными квасцами имеет некоторое различие между собой.1710700 20 ВяэкостК динамческая орн 0.33 с .дл с К Со е манне комснетря.мас Состав ттНеддЮФр Иэопропаноя Вода КС 4504 э Предяатеемый1 2 3 5 6 7 6 9 10 и 12 1 З 14 15 91.775е91,42579,67579,33059.72591.06079,33059,68043.980 О,ОП 5 о,аоо о,а 5 О,ОПВ О.аоо О,О 7 О,О 125 О,ОЗ 5 106 104 98 . 102 . 286 300 290 4200 4060 3470 3820 6100 6250 8055 7,85 О,ОП 5 0,0050 0,025 0,0125 О,ОООО О.07 .0,0125 О.ОЗ 5 0,0140 0,35 7,85 19.6039,25 7.65 19,80 39 25 54,95 0,7 Сокека сразу То ме Вода не Оняь труется ВКоатуяя дня Вода не фея 1 труется Сяэнека сразу То фа1,О 407 636 766 465 415 0,0580 О,0580 о,азо О 040 0035 о,опо0.0470.0,400035 16 7 18 19 Иавестныд20 21 39,257,85 0.0125 ООЗ 5 О,ОП 5 О.О 35 1,О 1 О Экспериментальные данные подтверждают, что ниэкомолекулярные одноатомные спирты метанол, этанол), как и изопропанол также способствуют увеличению динамической вязкости составов, Нами была изучена зависимость динамической вязкости составов от содержания спиртов (метанол, этанол, изопропанол) как со сшивателем (смесь хромкалиевых и а 71 юмоаммониевых квасцов), так и без сшивателя,Как видно иэ фиг.2, зависимость вязкости от содержания спирта для всех составов имеет общий характер, Если для составов беэ сшивателя влияние спирта невелико для различных спиртов, то для составов со сшивателем влияние это весьма заметно, Наибольший эффект оказывает добавка изопропанола, наименьший - этанола,Как и в случае с изопропанолом, добавка метанола и этанола в значительных количествах около 75 ф по объему) ведет к синерезису. ф о рмула изобретения 1. Состав для изоляции пластов, включающий гидролизованный полиакриламид, сшивающий агент, содержащий квасцы, и 5 воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения изоляционных свойств состава эа счет увеличения прочности структуры сшитого полимера, он дополнительно содержит одноатомный спирт СТ-Сз, а в каче стве сшивающего агента он содержитсмесь хромкалиевых и алюмоаммониевых квасцов при следующем соотношении компонентов, мас.,Гидролизованный15 полиэкриламид 0,35 - 1,0Смесь хромкалиевыхи алюмо- аммониевыхквасцов 0.025-0,07 Одноатомныйспирт С 1-Сз7,85-39,25 Вода Остальное.2. Состав по пЛ, о т л. и ч а ю щ и й с ятем, что смесь хромкалиевых и алюмоаммониевых квасцов содержит ингредиенты 25 в соотношении 1:1-4.-попанола, юс ,4фров Корректо Редактор Н.Химч ка Зака 318 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж-З 5, Раушская нэб., 4 Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ДПа75 д Ц а Фиг.г оставитель Ф.Канза хред М.Моргентал