Состав для временной изоляции пластов

,Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ 1(71) Институт химии нефти СО АН СССР (72) 3, Т. Дмитриева, В. М. Горбачев и Ю Попова(56) Авторское свидетельство СССР М 1216330, кл. Е 21 В 33/138, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1227804, кл. Е 21 В 33/138, 1984, (54) СОСТАВ ДЛЯ ВРЕМЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТОВ Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к временной изоляции проницаемости водо- и нефтеносных пластов с целью ремонта скважин и подземного оборудования.Составы на основе структурированных жидкостей применяют как буровые и тампонажные растворы для способов крепления призабойной зоны скважин, частичной полной и селективной изоляции водо- и нефте- проницаемости подземных пластов с целью повышения нефтеотдачи и ремонта скважин, транспортирования дисперсного материала в каналы пласта, образующиеся при его гидравлическом разрыве,Известны композиции для изоляции водопроницаемости пластов в приэабойной зоне приемных скважин на основе водорастворимых полимеров; полиакриламида, пол изкриловой кислоты, поливинилпирролидона, полисахаридов, поливинилового спирта, карбоксиметилцел(57) Сущность изобретения: в составе, содержащем углеводородную жидкость и добавку, в качестве добавки используется атактический полипропилен - отход производства полипропилена, а в качестве углеводородной жидкости - нефть, при следующем соотношении компонентов, мас,0: атактический полипропилен 2-8; нефть- остальное. Для растворения состава и восстановления проницаемости пластов используется растворитель на основе ароматических углеводородов, 1 табл,люлозы, полисульфонатов и комплексующих электролитов.Однако известные солевые и полимерные водные растворы не пригодны для изоляции проницаемости пластов карбонатной породы, а также,для изоляции высокообводненных пластов. Пласты карбонатной породы поглощают воду из тампонажного раствора, при этом полимеры и соли выпадают в осадок, что приводит к засолению пластов скважин и быстрому выводу из строя подземного оборудования. Композиции на основе карбамидных смол, пригодны для долговременного глушения скважин после выработки нефтяных залежей и для крепления породы при бурении скважин.Известны водомасляные и водоуглеводородные эмульсии для ограничения водо- притока в скважину, которые рекомендованы для применения их с целью повышения нефтеотдачи пластов,В литературе не известны универсальные составы (тампонажные растворы) длякомплексйой изоляции водо-, газо- и нефте- проницаемости пластов, особенно сильнообводненных пластов карбонатной породы, песчаников, не известны также и эффективные восстановители нефтепроницаемости пластов после прекращения необходимости в изоции. состав на основе углеводородной жидкости, бентонитовой глины, битума (высокоокис,ленного), барита в весовом соотношении, равном 8,5;0,05-0,25:2-6:4-12;40, соответственно. Углеводородная жидкость и битум придают составу родство с нефтяным пластом, барит (наполнитель) выполняет функцию утяжелителя, а глина за счет вязкости поддерживает утяжелитель во взвешенном состоянии. Состав близок к твердому состо 20 янию. Может изолировать проницаемость пласта путем обрээовэния тяжелой механической пробки (тэмпонэ) в скважине, которая в зависимости от ее мессы может сдерживать плэстовое девление.Недостатками известного состава является. многокомпонентность, сложность его приготовления ээ счет ээмеаивэния в него дисперсного и тяжелого иэполнителя, сложность продэвки его в скважину иэ-ээ высокой вязкости, его можно продавить в скважину только в рээогретом состоянии, сложность ликвидации и извлечения механической пробки иэ сквэжины после прекращения необходимости а ней.В зимнее время состав не пригоден для закачки в скважину, Иэ-ээ высокой плотности состава (1,80-2,15 г(ему), его нельзя использовать в сочетэнии с водными буферными растворами, которые применя. ют. для поднятия столба в скважине с целью уменьшения расходе тэмпонэжного раствора. Следовательно, весь объем скважины необходимо заполнять составом, что делает 45 его малоэкономичным.Цель изобретения - повышение эффективности состава для временной изоляции водо-, газо и нефтепроницаемости пластов в широком интервале температур. Поставленная цель достигается тем, что состав на основе нефти содержит атактический полипропилен (аПП) - отход производства изотактического полипропилена вследующем соотношении компонентов,мас.: Атактический полипропилен (аПП)Нефть 2-8 ОстальноеНаиболее близким к предлагаемому подостигаемому результату являетея оченьсложный высоконаполненный дисперсный 10 Состав в качестве активного реагента состав содержит атактический полипропилен со средней молекулярной массой 20-35 тыс. у.е. Положительный эффект состава достигается при содержании аПП 2-8 мас;. Введение больше 8 нецелесообразно, так как уже при 8 достигается 100 изоляция.Для решения поставленной задачи использованы атактический полипропилен (аПП) - отход производства полипропилена (ТУ 6-05-1902-81), бензол, толуол (ГОСТ 5789-78), гексан (ТУ 6-09-,3375-78), нефти Самотлорского и Советско-Соснинского месторождений, Для улучшения растворимости и ускорения растворения аПП в нефти его можно использовать в виде 80-ного раствора в гексане.Эффективность предлагаемого состава нэ основе нефтяного раствора аПП в изоляции проницаемости водонасыщенного пласта значительно выше, чем в изоляции нефтенасыщенного пласта потому, что при взаимодействии состава с водой основной эффект изоляции проницаемости усиливается такими побочными явлениями, как поверхностное натяжение и естественное образование водонефтяной эмульсии, Эффект изоляции проницаемости пласта, насыщенного нефтью с содержанием в ней 12 мэс воды немного выше, чем в случае насыщения пласта безводной нефтью.Составы проверены на модели. пласта ЮСамотлорского месторождения, представляющей собой цилиндрическую колонку - кернодержатель.Для проведения эксперимента колонку заполняют естественным песком с размером частиц 0,25-0,5 мм. После определения естественной нефтепроницаемости через колонку фильтруют изолирующие и восстанавливающие составы. Затем определяют проницаемость модели пласта (эффективность изоляции) в зависимости от концентрации и соотношения закачиваемых реагентов по формуле где Т - время фильтрации через модели пласта предлагаемых составов;То - время фильтрации через модель пласта нефти Советско-Соснинского месторождения.При этом достигают уменьшения проницаемости пласта после его изоляции предлагаемыми составами. Зависимость изменения проницаемости пласта от концентрации приведена в таблице.Составы для временной изоляции про- П р и м е р 6. В 92 г нефти растворяют 8 ницаемости пластов получают и применяют г атактического полипропилена при перемеследующим образом. шивании и комнатной температуре, приП р и и е р 1. В 99 г нефти растворяют 1 этом из раствора выделяется тонкодиспергатактического полипропилена при переме сный осадок. Полученный состав фильтруют шивании и комнатной температуре, при через керн. Эффективность изоляции проэтом из раствора выделяется тонкодиспер- ницаемости пласта составляет 100. Затем сная фаза. Полученный состав фильтруют впластзакачиваюттолуолилифракциюарочерез керн, Эффективность изоляции про- . матических углеводородов в количестве 1,5 ницаемости пласта составляет 40. Затем 10 об,ч, от нефтяного тампонажного раствора в пласт закачивают толуол или фракцию аПП. Проницаемость пласта восстанавливаароматических углеводородов в количестве ется на 100 ф 6.0,3 об,ч. от нефтяного раствора аПП. Прони- П р и м е р 7, В скважину 2508 закачивацаемость пласта восстанавливается на ют 5 м буферного солевого раствора, Дляз98. 15 приготовления изоляционного состава в емП р и ме р 2. В 98 г нефти растворяют 2 кость эакачивают 33 м (97,88 О) техничегаППприперемешиванииикомнатнойтем- ской воды, добавляют 700 кг (2,12) пературе, при атом из раствора выделяется полиакриламида, смесь перемешивают 3- тонкодисперсный осадок, Полученный со ч до полного набухания и растворения став фильтруют через керн. Эффективность 20 полимера, Полученный состав закачивают в изоляции проницаемости пласта составляет скважину через насосно-компрессорную 56,6, Затем в пластэакачиваюттолуол или трубу (НКТ), затем продавливают состав в фракцию ароматических углеводородов в пласт путем закачивания 30 м солевого расколичестве 0,5 об, ч, от нефтяного раствора твора через эатрубное пространство при аПП, Проницаемость пласта восстанавлива давлении нагнетания 30 - 50 атм, После выется на 99, ключения насоса и стравливания давленияП р и м е р 3, В 97 г нефти растворяют 3 . нагнетания избыточное давление в скважи- гаПП при перемешивании и комнатной тем- не составляет 18 атм. Проницаемость плапературе. при этом из раствора выделяется ста не изолируется. После повторения всего тонкодисперсный осадок. Полученный со технологического цикла изоляции избыточстав фильтруют через керн, Эффективность ное давление в скважине уменьшается.изоляции проницаемости пласта составляет П р и м е р 8, В скважину 1439 закачива,2. Затем в пласт закачивают толуол или ют 5 м буферного солевого раствора; Длязфракцию ароматических углеводородов в приготовления изоляционного состава в емколичестве 0,7 об.ч. от нефтяного раствора 35 кость закачивают 10 м (98 ОД) технической аПП. Проницаемость пласта восстанавлива- воды, добавляют 200 кг(2 О) карбоксиметил-ется на 99,8, целлюлозы (КМЦ). смесь перемешивают 2-3.П р и м е р 4, В 95 г нефти растворяют 5 ч до полного набухания и растворения КМЦ, г аПП при перемешивании и комнатной тем- Полученный состав закачивают в скважину пературе, при этом из раствора выделяется 40 через НКТ, затем продавливают в пласт путонкодисперсный осадок, Полученный со- тем закачивания 80 м солевого раствора .став фильтруют через керн. Эффективность через затрубное пространство при давле,изоляциипроницаемостипластасоставляет нии нагнетания 30 - 50 атм. После выключе,8 О.Затемвпластзакачиваюттолуолили ния насоса и стравливания давления фракцию ароматических углеводородов в 45 нагнетания избыточное давление в скважиколичестве 1;Ооб,ч.отнефтяноготампонаж- не составляет 20 атм, Проницаемость планого раствора аПП. Проницаемость пласта ста не изолируется. После 2-кратного восстанавливается на 100; повторения всего технологического цикла .П р и м е р 5, В 93 г нефти растворяют 7 изоляции избыточное давление в скважине г аПП при перемешивании и комнатной тем не уменьшается.пературе, при этом из раствора выделяется П р и м е р 9. (известный), Для доказатонкодисперсный осадок. Полученный со- тельства эффективнссти составов в изолястав фильтруют через керн, Эффективность ции проницаемости водонасыщенного изоляции проницаемости пласта составляет пласта и пласта, насыщенного обводненной 99,2. Затем в пласт закачивают толуол или 55 нефтью (до 12 о воды), приведены дополни- фракцию ароматических углеводородов в тельные примеры экспериментов,количестве 1,4 об,ч.отнефтяноготампонаж- П р и м е р 10, В 98 г нефти растворяют ного раствора аПП. Проницаемость пласта 2 г аПП при перемешивании и комнатной восстанавливается на 99,9 оь. температуре, при этом из раствора выпадает тонкодисперсный осадок, Полученный.состав фильтруют через водонасыщенныйкерн. Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 63,8, Затем впласт эакачивают толуол в количестве 0,5об, ч от нефтяного состава, Проницаемостьпласта восстанавливается на 97,П р и м е р 11. В 95 г нефти растворяют. 5 г аПП при перемешивании и комнатнойтемпературе, иэ раствора выпадает тонкодисперсный осадок. Полученный составфильтруют через водонасыщенный керн.Эффективность изоляции проницаемостипласта составляет 95,7. Затем в пласт закачивают толуол в количестве 1,0 об.ч. отнефтяного состава. Проницаемость пластавосстанавливается на 98,5.П р и м е р 12. В 94 г нефти растворяют6 г аПП при перемешивании и комнатнойтемпературе; из раствора выпадает тонкодисперсный осадок, Полученный составфильтруют через водонасыщеннцй керн,Эффективность изоляции проницаемостипласта составляет 100;6, Затем в пласт закачивают толуол в количестве 1,4 об,ч, оттампонажного состава. Проницаемость пласта восстанавливается на 99,3.П р и м е р 13. 95 г нефти растворяют 5г аПП при перемешивании и комнатной температуре, из раствора выпадает тонкодисперсный осадок. Полученный составфильтруют через керн, насыщенный обводненной нефтью (12 воды), Эффективностьизоляции проницаемости пласта составляет91,2 о , Затем в пласт закачивают толуол вколичестве 1,0 об,ч. от нефтяного состава,Проницаемость пласта восстанавливаетсяна 99,0 о .Фракция ароматических углеводородов- искуственно полученная смесь бенэола,толуола, ксилола в любом весовом их соотношении потому, что применение бензола,толуола и ксилола в отдельности в процессевосстановления проницаемости пласта дает близкие по значению результаты. Толуол(смесь ароматических углеводородов) закачивают над пластом при любой эффективности изоляции пласта (40 - 1000 ), Подвлиянием собственной массы и самодиффуэии толуол движется по фронту пласта (какэлюент через хроматографическую колонку), растворяя на своем пути нефтяной осадок в порах пласта и, таким образом,восстанавливая фильтрацию (проницаемость) пласта.П р и м е р 14. В 95 г нефти растворяют5 г аПП при перемешивании и комнатнойтемпературе, иэ раствора выделяется тонкий осадок. Полученный состав фильтруютчерез нефтенасыщенный керн. Эффективность изоляции проницаемости пласта со ставляет 86,8 о , Затем в пласт закачиваютбензол в количестве 1.0 об.ч. от нефтяноготампонажного раствора аПП, Проницаемость пласта восстанавливается на 1005 (так же, как в случае применения толуола,см. пример 4),П р и м е р 15. В 95 г нефти растворяют5 г аПП при перемешивании и комнатнойтемпературе, из раствора выделяется тон 10 кий осадок, Полученный состав фильтруютчерез нефтенасыщенный керн, Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 86,8 о . Затем в пласт закачиваютксилол в количестве 1,0 об.ч; от нефтяного15 тампонажного раствора аПП, Проницаемость пласта восстанавливается на 97,8.П р и м е р 16. В 95 г нефти растворяют5 г аПП при перемешивании и комнатнойтемпературе, из раствора выделяется тон 20 кий осадок. Полученный состав фильтруютчерез нефтенасцщенный керн, Эффективность изоляции проницаемости пласта составляет 86.8%. Затем в пласт эакачиваютсмесь бензол;толуол:ксилол=1:1:1 в количе 25 стве 1,0 об.ч. от нефтяного тампонажногораствора аПП. Проницаемость пласта восстанавливается на 99,3 о .Предлагаемый состав на основе раствора аПП в нефти может быть применен для30 пластов с проницаемостью 0,01-1 мкм 2. Эффект изоляции при обратной фильтрации со,ставляет до 100 опри давлении до 5,5 - 7,2кг с/см и температуре отС до 80 ОС.Как видно из таблицы и примеров, пред 35 40 45 50 55 лагаемый состав для временной изоляции и восстановления проницаемости пластов в призабойной зоне нефтедобывающих скважин с целью проведения подземного капитального ремонта скважин и устранения аварийных ситуаций эффективно изолирует водо- и нефтепроницаемость нефтенасыщеннцх пластов при меньшем расходе активного реагента. Примененный в процессе временной изоляции растворитель на основе ароматических углеводородов позволяет быстро и полностью восстановить проницаемость пласта после проведения ремонтных работ, Предлагаемые составы можно применять в различных геолого-технических условиях глушения пластов в приэабойной зоне. Использование предлагаемых составов в технологии глушения пластов позволяет сократить обьем тампонажного раствора путем поднятия уровня закачки в скважине с помощью водного столба, так как нефтяной раствор аПП легче воды и не смешивается с ней, а также уменьшить простой техники и предотвратить загрязнение окружающей среды за счет простоты приготовления состава и легкости его закачивания в1745891 10 скважину. Применение восстановителя проницаемости пласта позволяет сократитьвремя проведения технологических работ,сохранить,приемистость скважины и, в конечном йтоге, повысить добычу нефти, 5Предлагаемые составы для временной изо-ляции и восстановления проницаемостипластов можно применять в широком интервале температур, от -70 до 80 С, что важнодля работ в Сибири и на Крайнем Севере. 10Атактический полипропилен (аПП) сампо себе не имеет дисперсности, По внешнему виду он похож на каучук. АПП изготовляютна заводе в форме блоков, слитков или в виделипкой ленты, АПП при растворении в нефти 15высаживает из нее смолистые, асфальтеновые, парафиновые вещества в виде тонкодисперсных частиц с размером 0,04-3,0 мкм,которые закупоривают пласт и, таким образом, изолируют его проницаемость; Не исключено, что в осадок может выпасть и самаПП в комплексе с нефтяными соединениямив виде тонкодисперсных частиц,Предлагаемый состав на основе раствора аПП в нефти может быть применен для 25пластов с проницаемостью 0,01 - 1 мкм. Эффект изоляции при обратной фильтрации составляет до 100 о при давлении до 5 5 - 7,2 кгс/см и температуре(-50)-(80) С.Использование других жидкостей (кроме нефти), вероятно, возможно, если в них будут содержаться смолистые и асфальтеновые вещества. Однако предлагаемый состав предназначен для применения в промысловых условиях, где нефть является наиболее доступной жидостью. Формула изобретения Состав для временной изоляции пластов, содержащий углеводородную жидкость и добавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности состава в интервале температур от -70 до +80 С и сокращения расхода активного реагента, он в качестве добавки содержит атактический полипропилен - отход производства полипропилена, а в качестве углеводородной жидкости-нефти при следующем соотношении компонентов, мас,:Атактический полипропилен 2-8 Нефть Остальное Составы мас.2 Восстановление проница"емости, 2 Тенпературный интервал при менимости составов С Принер Эффектизоляции2 Растворительвосстановителпроницаемости(-7 о) -(80) (-7 о)-(8 о) (-70)-(80) (-6 о)-(80) (-50)-(Во) (-50)-(80) 98,0 99,0 99,8 1 ОО 9991 ОО о,з о,5 а,7 1,О 1,5 12357212 Полиакриламид2,0 Изоляция не происходит КарбоксиметилцеллолозаЭиультал Бентонит Изоляция не происходит Битум Варит100 375 Предел текучести180 мин 45 - 75 ДизельноетопливоВ,а г,а 50 Известный 10 12 14 15 1 О о,5 1,О 1,4 1,О 1,О 1,О 1,О("70)-(80) (-7 о)-(Во) 63,895,710091,286,886,886,6 98 94 95 95 95 95 98,0 98,5 99,399,01 оа97,8 з 5 6 5 5 5 99,3 Составитель В.ФилимошкинаРедактор С,Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач Заказ 2371Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101