Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин

(71) Научно-производственноепо химизации технологическинефтяной промышленности(56) Патент США М 4723605,кл, Е 21 В 33/138, опублик. 19Патент США М 4498539,кл. Е 21 В 33/138, опублик. 19Патент США М 3897827,кл. Е 21 В 43/22, опублик. 197 объеди х проце ен сов в(54) СШИВАЮЩИЙ АГЕНТ ДЛЯ ЛИ СУЛЬФОНАТНОГО ГЕЛЯ, ИСПОЛЪЗУ ГО ПРИ ИЗОЛЯЦИИ ПЛАСТО СКВАЖИН ЕМОИзобретемышленностобразных сискважин в частности к созданию геле; тем для изоляции пластов и ент для гелеоб- мкарбоксилатие и простую сшивающий аг держащий хро сное соединен кислоту. ком его являет дефицитность мплекса, по производствася многокомпо" хромкарбоксилучаемого на х в ограниченент,для гелеоб. астворэ, содерНаиболее ности и дости сшивающий а фонатного гел лочного метал сшивающии иде. водного Известен разования, со ное комплек минеральную Недостат нентность и латного ко специальных ных объемах,Известен разования в в(57) Изобретение относится к нефтяной пром-сти. Цель - сокращение времени образования лигносульфонатного поля при одновременном снижении расхода сшивающего агента, Сшивающий агент для лигносульфонатного геля содержит, мас.ч,: бихромат щелочного металла 1-6, хромовый ангидрид 1-8. В качестве бихромата щелочного металла можно использовать отход гальванического производства из ванн наполнения пассивации и оксидации. В качестве хромового ангидрида используют отход гальванического производства из ванн травления и хромирования, Способ позволяет сократить простои скважин, находящихся в капитальном ремонте, быстро ликвидировать аварийную ситуацию, связанную с прорывом воды, разгерметизировать заколонное пространство за счет снижения времени гелеобразования, 1 з.п. ф-лы, 6 табл. жащего катионы поливалентных металл 2+ Р 3+ А 3+ Т 4+, Р 2+ М 7+ С.З+ Недостатком его является невысокая скорость гелеобразования. Кроме того, указанные катионы, в том числе и трехвалентный хром, не обладают универсальностью по отношению к сшиваемому полимеру, в частности не проявляют сшивающей активности к лигносульфонатным растворам. близким по технической сущгаемому результату является ент для получения лигносулья, включающий бихромат щела,Недостатком этого сшивающего агентаявляется невысокая скорость сшивки и значительный расход реагента,Целью изобретения является сокращение времени образования геля и уменьшение количества сшивающего агента.Поставленная цель достигается тем, чтосшивающий агент для получения лигносульфонатного геля на основе бихромата щелочного металла дополнительно содержитхромовый ангидрид при массовом соотношении бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду от 6;1 до 1:8.В качестве предлагаемого сшивающегоагента для получения лигносульфонатногогеля могут быть использованы чистые реагенты (бихроматы щелочных металлов и хромовый ангидрид), выпускаемыепредприятиями Минхимпрома СССР. Кроме того, в гальванических производствахряда предприятий используются водныерастворы бихроматов щелочных металлов(например, в ваннах наполнения, пассивации и оксидации) и водные растворы хромового ангидрида (например, в ваннахтравления и хромирования). Смешение отработанных растворов упомянутых ванн вколичествах, обеспечивающих содержаниев смеси соединений шестивалентного хрома (бихромата щелочного металла и хромового ангидрида в соотношении от 6:1 до 1:8),позволяет использовать в качестве сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля отходы гальваническихпроизводств.П р и м е р 1. Для экспериментальнойпроверки предлагаемого сшивающего агента для получения лигносульфонатного геляготовили следующие гелеобразующие составы, мас, :Лигносульфонат . 10Сшивающий агент 3Хлористый натрий 15 Вода ОстальноеВ сшивающем агенте по прототипу былвзят бихромат калия, в предлагаемом сшивающем агенте взяли смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовомсоотношении 2:1.Методика приготовления составов следующая.Готовили водный раствор соли (хлори стого, натрия), в этом растворе растворялисухой лигносульфонат и добавляли требуемое количество сшивающего агента. Полученный гель характеризовали вязкостью,для измерения которой использовали вибрационный метод,В табл.1 сравниваются времена получения геля вязкостью, например, 100, 200, 10 300, 500 и 1000 мПа с при использовании в названном составе сшивающего агента по прототипу и предлагаемого сшивающего агента.5 Как видно из табл.1, время образованиягеля при использовании предлагаемого сшивающего агента существенно меньше, чем сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого 10 сшивающего агента.П р и м е р 2, Для доказательства уменьшения количества сшивающего агента, необходимогодля получения геля определенной вязкости, готовили следую щие гелеобразующие составы;Состав по прототипуЛигносульфонат 10Сшивающий агент 3Хлористый кальций 1520 Вода ОстальноеПредлагаемый составЛигносульфонатСшивающийагент 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 25 Хлористый кальций 15Вода Остальное Методика приготовления составов приведена в примере 1. В качестве сшивающего агента по прототипу взят бихромат калия, 30 предлагаемый сшивающий агент представлял собой смесь бихромата калия и хромового ангидрида в массовом соотношении1:1.В табл.2 приведены сравнительные ре зультаты измерения вязкости составов ссшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом через определенное время.Как видно из табл.2, количество предла гаемого сшивающего агента, требуемогодля получения геля определенной вязкости, существенно меньше, чем с применением сшивающего агента по прототипу, что говорит об эффективности предлагаемого сши вающего агента.П р и м е р 3, Для определения соотношения компонентов предлагаемого сшивающего агента (бихромата щелочного металла к хромовому ангидриду), при которых достигается поставленная цель (сокра щение времени образования геля иуменьшение количества сшивающего агента), приготовлен ряд гелеобразующих составов с сшивающим агентом по прототипу и с предлагаемым сшивающим агентом, компо ненты которого находятся в различноммассовом соотношении. Гелеобразующий состав был следующим, мас.%:Лигносульфонат 10Сшивающий агент 3Хлористый натрий 13 Вода Остальное В табл.З приведены результаты определения времени получения геля вязкостью 300 и 500 мПа с в системах, образующих гель как с сшивающим агентом по прототи пу, так и с предлагаемым сшивающим агентом, компоненты которого находятся,в различном соотношении.В табл.4 приведены результаты экспериментов, показывающие, как влияет соот ношение компонентов в предлагаемом сшивающем агенте на требуемое количество сшивающего агента для гелеобразования. Для удобства сравнивали вязкости образующихся гелей через 8 ч после прйго товления составов.Как видно из табл.З и 4, для достижения поставленной цели в предлагаемом сшйвающем агенте должно быть более 6 мас.ч. бихромата калия на 1 мас.ч. хромового ан гидрида. Увеличение содержания хромового ангидрида в смеси с бихроматом калия приводит к увеличению вязкости образующегося геля и сокращению времени образования геля требуемой вязкости. 25Предельно допустимое содержание хромового ангидрида в предлагаемом сшивающем агенте определяли по результатам сохранения вязкости полученных лигносульфонатных гелей в течение времени 30 (табл,5).Для получения гелей брали состав, мас.%;Лигносульфонат 10 Сшивающий агент 3. 35 Хлористый кальций 13 Вода Остальное Как видно из табл,5, в результате деструкции геля высокие значения вязкости в течение 30 сут сохраняются лишь при соот ношении бихромата калия к хромовому ангидриду в смеси, не превышающем 1:8. При этом соотношении гель обеспечит высокий изолирующий эффект в пластах и скважинах в течение не менее 30 сут,45П р и м е р 4. Для доказательства возможности использования отходов гальванического производства приготовили ряд составов, в которых использовали сшивающий агент по прототипу, а также предлага емый сшивающий агент, составленный как из химически чистых веществ (бихромата щелочного металла и хромового ангидрида в, заданном соотношении), так и отходовгальванического производства Казанского 55 машиностроительного предприятия, содержащих названные вещества и смешанных в том же соотношении.Состав был взят следующим, мас.о : Лигносульфонат 10 Сшивающий агент 3 Хлористый кальций 15 Вода Остальное Результаты измерения времени образования геля определенной вязкости представлены в табл.6.Из табл.6 следует, что действие смеси отходов гальванических производств, содержащих бихроматы щелочных металлов и хромовый ангидрид, равнозначно действию смеси химически чистых веществ несмотря на наличие в составе отходов небольших примесей других веществ (следов щелочи, кислот, минеральных солей).Таким образом, применение предложенного сшивающего агента для получения лигносульфонатного геля позволит сократить простои скважин, находящихся в капитальном ремонте, за счет уменьшения сроков образования гелей; быстро ликвидировать аварийную ситуацию с прорывом воды, разгерметизацией, заколонного пространства скважин и т.п. за счет использования быстросхватывающихся гелей; пол; учить гели требуемой вязкости при меньшем расходе сшивающего агента. Учитывая дефицитность соединений на основе шестивалентного хрома, экономия реагентов позволит улучшить экономические показатели за счет сокращения расхода дефицитных реагентов,Формула изобретения 1. Сшивающий агент для лигносульфонатного геля, используемого при изоляции пластов и скважин, включающий бйхромат щелочного металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени образования геля при одновременном снижении расхода сшивающего агента, он дополнительно содержит хромовый ангидрид при следующем соотношении компонентов, мас,ч.;Бихромат щелочного металла .1 - 6 Хромовый ангидрид 1-8 2. Сшивающий агент по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве бихромата щелочного металла он содержит отход гальванического производства из ванн наполнения пассивации и оксидации, а в качестве хромового ангидрида - отход гальванического производства из ванн травления и хромирования.1716094 10 Таблица 4 Вязкость образующегося геля, мПа с, через 8 ч при суммарном количестве сшиваю его агента, мас.о3,0 2,5 2,0 2,0 16,8 3,7 Таблица 5 По прототипуБихромат калияПредлагаемыйБихромат калия:Хромовый ангидрид10:19:18:17:16:15:14:13:12:11:11:21:31:41:51:61:71:81;91:10 6,8 7,0 7,2 7,5 41,0 . 112210 300 ,410 680 920 1,3 10 2,2 102,2 10 2,2 10 2,2 10 22 10 2,3 10 2,3 10 3,8 3,8 4,3 5,0 28,0 47, 54 62 75 90 113 180200210 220 220 225 230 230 2,0 2,0 2,0 2,7 9,0 12 15 17 20 21 22 22 23 .23 23 23 23 21 211716094 12 Таблица 6 Сшивающий агент 1000 500 300 100 36 25 16 3 12 24 15 10 24 12 10 15 10 20 Редактор 3. Ходакова Заказ 592 Тираж 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 По прототипуБихромат натрияПредлагаемыйБихромат натрия+хромовый ангидрид в соотношении 1:3Отход гальваническогопроизводства, содержащий бихромат натрия ихромовый ангидрид всоотношении 1;3Бихромат калия+хромовый ангидрид в соотношении 5:1Отход гальваническогопроизводства, содержащий бихромат калия ихромовый ангидрид всоотношени 5:1 В емя .об азования геля, ч, с вязкостью, мПа с Составитель Л. БестужеваТехред М,Моргентал Корректор И. Муска