состав для изоляции пластовых вод

Формула изобретения

Состав для изоляции пластовых вод, содержащий силикат щелочного металла, соль щелочноземельного металла, соль щелочного металла и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кремнийорганическое соединение полиметилсилоксан при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Силикат щелочного металла - 0,3-4,0

Соль щелочноземельного металла - 0,01-0,08

Соль щелочного металла - 0,2-0,4

Указанный полиметилсилоксан - 0,2-0,6

Вода - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения и изоляции притока пластовых вод в скважинах при разработке нефтяных месторождений.

Известен состав для изоляции притока пластовых вод в скважинах, содержащий жидкое стекло и добавку, в качестве которой используют щелочь [1].

Недостатком известного состава является низкая эффективность, обусловленная недостаточной прочностью образующегося геля кремниевой кислоты.

Наиболее близким аналогом (прототип) является состав для изоляции пластовых вод, содержащий силикат щелочного металла, соль щелочного металла, соль щелочноземельного металла, поверхностно-активное вещество и воду [2].

Основным недостатком известного состава является низкая эффективность изолирующего действия при его использовании на неоднородных пластах высокой проницаемости, что обусловлено недостаточной механической прочностью образующегося геля кремниевой кислоты.

Задачей предлагаемого технического решения является создание в водонасыщенных интервалах нефтяного пласта прочной, неразмываемой водой изолирующей системы.

Указанная задача решается тем, что состав для изоляции пластовых вод, содержащий силикат щелочного металла, соль щелочноземельного металла, соль щелочного металла и воду, дополнительно содержит кремнийорганическое соединение - полиметилсилоксан при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Силикат щелочного металла - 0,3 - 4,0

Соль щелочноземельного металла - 0,01 - 0,08

Соль щелочного металла - 0,2 - 0,4

Указанный полиметилсилоксан - 0,2 - 0,6

Вода - Остальное

В качестве соли щелочноземельного металла используют хлористый кальций, соли щелочного металла - хлористый натрий. Указанные соединения обладают высокой растворимостью в воде, обеспечивают регулируемое протекание процесса гелеобразования в растворе силиката щелочного металлов в различных пластовых условиях.

Состав дополнительно содержит кремнийорганические соединения на основе полиметилсилоксана, химическая формула Н[OSi(СН₃)₂] _nОН. Растворы кремнийорганических соединений обладают высокими адсорбирующими свойствами на породе, сродством к силикату щелочного металла, способствуют более прочному сцеплению образующегося геля, хемосорбционно взаимодействующему с породой. Кремнийорганическая эмульсия обладает гидрофобизирующими свойствами, что благоприятно влияет на декомпрессионные свойства гелеобразной системы.

В качестве силиката щелочного металла предлагается использовать СИАЛИТ - раствор жидкого стекла, который в отличие от других составов на основе жидкого стекла, обладает меньшей концентрацией закачиваемых растворов, регулируемых временем гелеобразования, повышенной прочностью гелей, их устойчивостью до +250^oС. СИАЛИТ используют в виде растворов, получаемых разбавлением СИАЛИТа - 30-5 пресной или пластовой водой в 6-300 раз. Вязкость составов на основе СИАЛИТ - 30-5 близка к вязкости воды (1,0 - 1,5 сПз), поэтому возможна обработка скважин с любой проницаемостью. Гель выдерживает декомпрессию 200 атм, не размывается водой, устойчив действию соляной кислоты. СИАЛИТ - 30-5 выпускается по ТУ 2145-001-43811938-97.

Разработанный состав в процессе приготовления и использования обеспечивает протекание следующих процессов.

Состав, обладающий заданными низкими вязкостными свойствами, проникает в наиболее промытые интервалы коллектора и места прорыва воды. В процессе реагирования состава в пласте за счет взаимодействия силиката щелочного металла с солями щелочноземельного и щелочного металлов, а также диффузии ионов кальция из пластовой воды происходит образование прочного геля кремниевой кислоты. При этом нарастание прочности геля происходит по всему объему состава.

Состав готовят следующим образом. Берут 5,0 г СИАЛИТ - 30-5; разбавляют минерализованной водой (общая минерализация 18 г/л), предварительно разбавленной в 6 раз пресной водой; недоливая до полного объема, вводят кремнийорганическую эмульсию, например 0,5 г, затем доливают до 100 мл разбавленной минерализованной водой. Получают состав с 20-ти кратным разбавлением СИАЛИТ - 30-5, содержанием силиката щелочного металла - 2 мас.%; хлорида кальция - 0,04 мас.%; хлорида натрия - 0,27 мас.%; полиметилсилоксана - 0,5 мас. %. Аналогичным образом готовят состав с другим разбавлением. Такие составы могут стоять при 20^oС более суток без изменений.

Эффективность разработанного и известного составов определяли в лабораторных условиях путем исследования в процессах вытеснения нефти из неоднородной модели пласта и оценивали по изменению скорости фильтрации через высокопроницаемый пропласток и приросту коэффициента вытеснения нефти.

Исследование процессов фильтрации жидкости через неоднородную модель пласта проводили на установке, сконструированной на базе стандартной УИПК. Установка позволяет поддерживать необходимые давление и температуру, а также контролировать расход воды и нефти.

В качестве модели пласта использовали две стальные колонки длиной 60 см и диаметром 3,7 см, заполненные дезинтегрированным керном и имитирующие пропластки различной проницаемости месторождений Западной Сибири. Проницаемость колонок варьировались от 250 до 980 мД, соотношение проницаемостей в модели составило 3,2 - 5,0. Подготовку модели пласта и жидкостей к экспериментам проводили в соответствии с СТП 0148070-013-91 "Методика проведения лабораторных исследований по вытеснению нефти реагентами".

Результаты исследований иллюстрируются следующими примерами.

Пример 1. Определение эффективности изолирующего действия и коэффициента нефтевытеснения.

Модель пласта насыщают водой с общей минерализацией 18 г/л, а затем нефтью. После насыщения модели рассчитывают коэффициент нефтенасыщенности. Далее колонки термостатируют при пластовой температуре и вытесняют нефть минерализованной водой до 100%-ного обводнения извлекаемой жидкости. По окончании замеряют скорость фильтрации воды через высокопроницаемый пропласток и прекращают закачку воды. Затем на выход из модели пласта закачивают разработанный или известный составы объемом 20% Vпор. После этого фильтрацию жидкости прекращают и оставляют модель на реагирование на 6-10 часов при постоянном термостатировании. Далее закачку минерализованной воды на вход в модель пласта возобновляют в прежнем режиме. После стабилизации потоков жидкостей в колонках замеряют скорость фильтрации через высокопроницаемый пропласток и рассчитывают прирост коэффициента вытеснения.

Результаты опытов представлены в таблице.

Опыты 1 и 9 соответствуют запредельным соотношениям компонентов в предлагаемом составе. При запредельных значениях концентраций компонентов состав недостаточно эффективен. При низких концентрациях компонентов (опыт 1) не образуется однородный гель, а при высоких (опыт 9) наблюдается частичная кольматация для низкопроницаемого пропластка ввиду быстрого гелеобразования, что сопровождается снижением прироста коэффициента нефтевытеснения.

При выбранном соотношении компонентов в составе (опыт 2-8) скорость фильтрации жидкости через высокопроницаемый пропласток становится значительно меньше и составляет от первоначальной скорости до обработки составом менее 10%. Это приводит к перераспределению фильтрующих потоков в модели пласта и приросту коэффициента нефтевытеснения за счет извлечения нефти из низкопроницаемого пропластка. Использование состава по прототипу в условиях проведения опыта неэффективно, т.к. изолирующий гель неустойчив и размывается водой.

На практике состав используют следующим образом. По данным геолого-физических исследований оценивают текущее состояние зоны пласта в интервале перфорации и определяют характер прорыва воды. Определяют объем закачиваемого состава для проникновения его в пласт на необходимую глубину от ствола скважины и изоляции интервала, по которому происходит прорыв воды.

Затем готовят изолирующий состав путем разбавления силиката щелочного металла раствором воды, содержащей соли щелочноземельного и щелочного металлов необходимой концентрации и кремнийорганические соединения. Полученный раствор закачивают в скважину, продавливают в пласт и оставляют на реагирование на 8-24 ч. После истечения этого времени скважину включают в работу.

Использование предлагаемого состава позволяет добиться эффективного ограничения притока пластовых вод путем изоляции высокопроницаемых интервалов пласта и подключить слабодренирующие зоны пласта к фильтрации.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 1154438, кл. Е 21 В 43/32, 1985 г.

2. Патент РФ 21112871, кл. 10.06.1998 (прототип).