гелеобразующий состав для повышения нефтеотдачи пластов

Формула изобретения

Гелеобразующий состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий карбамид и водный раствор соли алюминия, отличающийся тем, что он содержит в качестве соли алюминия - оксихлорид алюминия, с содержанием активного вещества в пересчете на Al₂O₃ - 10-18 мас. %, дополнительно - хлористый кальций и гидрофобизатор нефтенол ГФ при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Карбамид - 5,0 - 40,0

Гидрофобизатор нефтенол ГФ - 0,5 - 1,0

Хлористый кальций - 3,0 - 5,0

Водный раствор указанного оксихлорида алюминия - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может применяться для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением при первичном и вторичном воздействии на нефтяной пласт.

Известен способ разработки нефтяного месторождения нагнетанием в пласт гелеобразующего состава, содержащего водный раствор жидких алюмосодержащих отходов (20,0-75,0 мас.%), карбамид (15,0-50,0 мас.%) и воду (остальное) [1] . Композиции на основе указанного состава являются в обычных условиях легкоподвижными жидкостями, при нагревании превращающиеся в гель, закупоривающий водопромытые зоны пласта. За счет температуры пласта происходит гидролиз карбамида с образованием аммиака и диоксида углерода. Выделяющийся аммиак, взаимодействуя с солями алюминия, образует гель.

Недостатком использования указанного состава является сложность регулирования процессом образования геля за счет неоднородности свойств используемого сырья - водных растворов жидких алюмосодержащих отходов, а также невысокая прочность образующихся гелей.

Известен состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи, содержащий полиакриламид (0,5-2,5 мас.%), хлорид алюминия (0,4-17,0 мас. %), карбамид (1,5-30,0 мас.%) и воду (остальное) [2]. Недостатком использования указанного состава является низкая технологичность и ограниченная термостабильность (не выше 80^oС), связанные с применением полиакриламида.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является гелеобразующий состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий карбамид и водный раствор соли алюминия [3].

Недостатками состава по прототипу являются его высокая коррозионная активность, а также сравнительно невысокая прочность образующегося геля, что снижает эффективность его применения.

Целью предложенного изобретения является снижение коррозионной активности, а также увеличение прочности образующегося в пластовых условиях геля.

Поставленная техническая задача решается тем, что гелеобразующий состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий карбамид и водный раствор соли алюминия, содержит в качестве соли алюминия оксихлорид алюминия, с содержанием активного вещества в пересчете на Al₂O₃ - 10-18 мас.%, дополнительно - хлористый кальций и гидрофобизатор нефтенол ГФ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамид - 5,0-40,0

Гидрофобизатор нефтенол ГФ - 0,5-1,0

Хлористый кальций - 3,0-5,0

Водный раствор указанного оксихлорида алюминия - Остальное

Использование в качестве соли алюминия оксихлорида алюминия значительно способствует снижению коррозионной активности состава, т. к. оксихлорид алюминия представляет собой частично нейтрализованный продукт - Al(OH)₂Cl или Al(OH)Cl₂ с содержанием в товарном продукте, представляющем собой водный раствор, 10-18 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃).

За счет использования гидрофобизатора нефтенола ГФ, представляющего собой 50%-ный водный раствор четвертичных аммониевых солей - продуктов квартенизации третичных алкилдиметиламинов с алкильным радикалом С_12-18 и бензилхлорида, - снижается коррозионная активность товарного состава. Нижний предел концентрации ограничивается увеличением скорости коррозии, а верхний - экономической целесообразностью.

Хлористый кальций увеличивает прочность образующего геля гидроксида алюминия за счет образования в результате реакции с двуокисью углерода (выделяющейся при разложении карбамида) устойчивого к гидролизу карбоната кальция. Нижний предел концентрации ограничивается снижением прочности геля, а верхний - растворимостью в составе.

Для исследований использовались:

1. Хлористый алюминий ТУ 38.102163-84.

2. Оксихлорид алюминия ТУ 6-09-05-1456-96.

3. Карбамид ГОСТ 2081-92.

4. Хлористый кальций ГОСТ 450-77.

5. Гидрофобизатор нефтенол ГФ ТУ 2484-035-17197708-97.

6. Вода

- вода пластовая западно-сибирская, хлоркальциевого типа, плотностью 1,012 г/см³ с содержанием катионов Са⁺⁺ и Mg⁺⁺ 1000 мг/л.

Примеры приготовления составов

Пример 1 (состав 1)

В 92,0 г товарного раствора оксихлорида с содержанием 10 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) последовательно растворяли 3,0 г хлористого кальция и 5,0 г карбамида, после чего состав был готов для применения.

Пример 2 (состав 4)

В 75,3 г товарного раствора оксихлорида с содержанием 14 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) последовательно растворяли 4,0 г хлористого кальция, 20,0 г карбамида и 0,7 г гидрофобизатора нефтенола ГФ, после чего состав был готов для применения.

Пример 3 (состав 5)

В 64,0 г товарного раствора оксихлорида с содержанием 18 мас.% оксида алюминия (Al₂O₃) последовательно растворяли 5,0 г хлористого кальция, 30,0 г карбамида и 1,0 г гидрофобизатора нефтенола ГФ, после чего состав был готов для применения.

Составы предлагаемого гелеобразующего состава представлены в таблице 1.

Примеры испытания предлагаемых составов

1. Предлагаемые составы были исследованы на коррозионную активность на индикаторе скорости коррозии "Моникоре-1М" согласно методике оценки агрессивности нефтепромысловых сред и защитного действия ингибиторов коррозии при помощи коррозиметров РД 30-3-611-81.

2. Для закачки в пласт состав, приготовленный в заводских условиях, используется путем разбавления водой в 5-10 раз, с выдержкой в пласте в течение 24-100 час на гелирование с последующим включением скважины в работу, поэтому для исследований на прочность геля составы, согласно таблице 1, разбавлялись пластовой водой в 5 раз, затем термостатировались при температуре 70^oС в течение 3 суток (72 часа), после чего на приборе ВСН-3, согласно инструкции к прибору, были измерены предельные статические напряжения сдвига полученных гелей (СНС₁), характеризующие прочность гелей.

Результаты исследований коррозионной активности товарных составов и предельного напряжения сдвига (СНС₁) представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, заявляемый состав имеет более низкую коррозионную активность, а также при аналогичных концентрациях карбамида - более высокую прочность образуемого геля, что делает более технологичным и эффективным его применение.

3. Дополнительно было проведено испытание фильтрационных свойств разработанного гелеобразующего состава на установке физического моделирования пласта FFES-655. В качестве пористой среды использовалась модель пласта Кустового месторождения, свойства которой представлены в таблице 3.

Модель насыщалась изовисконой моделью нефти Кустового месторождения, состоящей из дегазированной нефти, в которую добавлено 30% керосина.

Для исследований использовался предлагаемый гелеобразующий состав (состав 4), разбавленный в 5 раз западно-сибирской пластовой водой хлоркальциевого типа, плотностью 1,012 г/см³, с содержанием катионов Са⁺⁺ и Mg⁺⁺ 1000 мг/л. После фильтрации пластовой воды через пористую среду до полного прекращения вытеснения нефти фильтровалась гелеобразующая композиция предлагаемого состава в объеме 0,4 поровых объема с последующей продавкой водой в модель пласта во избежании забивки трубок и торца модели. После чего фильтрация прекращалась на 3 суток для гелеобразования при пластовой температуре (70^oС). После остановки фильтрация воды возобновлялась, при этом замерялся перепад давления сразу после выдержки, а также после закачки 9 поровых объемов пластовой воды. Результаты исследований представлены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, в результате фильтрации после 3-х суточной выдержки на гелеобразование при температуре 70^oС перепад давления при закачке предлагаемого состава возрос в 25 раз.

Как видно из представленных данных, заявляемый состав обладает более высоким фактором сопротивления, что характеризует его эффективность для повышения нефтеотдачи пластов.

Литература

1. Патент РФ 2076202, Е 21 В 43/22, 1997 г. - аналог.

2. Патент РФ 2120544, Е 21 В 43/22, 1998 г. - аналог.

3. Патент РФ 2055167, Е 21 В 43/22, 1996 г. - прототип.