тампонажный состав для изоляции зон поглощения

Формула изобретения

Тампонажная смесь для изоляции зон поглощения, включающая глинопорошок, полиоксиэтилен, наполнитель, щелочной реагент и воду, отличающаяся тем, что состав дополнительно содержит водонабухающий полимер АК-639, при этом в качестве наполнителя используются полые стекломикросферы, а в качестве щелочного реагента - углещелочной реагент, причем компоненты взяты при следующем соотношении, вес. ч.:

глинопорошок	100
полиоксиэтилен	0,01-0,3
водонабухающий полимер АК-639	2-3,5
полые стекломикросферы	5-10
углещелочной реагент	3-5
вода	400-500

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к веществам и технологиям для обработки проницаемых пластов.

Известен состав для обработки проницаемых пластов [1], включающий глинопорошок, полиоксиэтилен (ПОЭ) и воду в следующем соотношении компонентов:

глинопорошок	0,5-8,0
ПОЭ	0,001-0,01
вода	остальное

Состав при данном соотношении проявляет свойства, совмещающие изоляционные свойства и свойства вытесняющего агента из капилляров. Основными недостатками этого состава являются его низкие изоляционные свойства при ликвидации поглощений в трещиноватых породах, что ограничивает его применение.

Ближайшим техническим решением, выбранным за прототип, является тампонажный состав для изоляции зон поглощения [2], состоящий из следующих компонентов, мас.%:

глинопорошок	20-40
полиоксиэтилен	0,75-1,25
морская вода	200-225
кальцинированная сода	0,3-0,8
наполнитель ("сломель")	5-10

Недостатком этого состава является частичная коагуляция дисперсной системы из-за присутствия в воде таких коагулянтов как CaCl ₂, MgCl₂. Добавка кальцинированной соды только частично противодействует этому. В этой связи некоторая часть глинопорошка остается в качестве наполнителя и не задействованной молекулярной структурой в одно целое вязкоупругое тело.

Другим недостатком известного состава является недостаточная его прочность, что снижает закупоривающую способность из-за продавливания смеси в крупные трещины изолируемого пласта.

Задачей изобретения является повышение закупоривающих свойств состава за счет повышения его прочности и вязкоупругих свойств.

Поставленная задача решается за счет того, что состав, включающий глинопорошок, полиоксиэтилен, наполнитель, щелочной реагент и воду, дополнительно содержит водонабухающий полимер АК-639 (ВНП), при этом в качестве наполнителя используются полые стекломикросферы, а в качестве щелочного реагента - углещелочной реагент (УЩР) при следующем соотношении компонетов, вес. части:

глинопорошок	100
полиоксиэтилен	0,01-0,3
водонабухающий полимер АК-639	2-3,5
полые стекломикросферы	5-10
углещелочной реагент	3-5
вода	400-500

Сущность изобретения заключается в следующем.

Заявляемый тампонажный состав имеет повышенную концентрацию дисперсной фазы за счет того, что после затворения состава водонабухающий полимер забирает часть воды, а благодаря введению в состав полых стекломикросфер снижается плотность состава до плотности пластовой воды. Кроме того, применение наполнителей из частиц разного размера также повышает концентрацию дисперсной фазы, что обеспечивает образование мостов при различных размерах трещин. Наполнитель играет роль фильтрующего материала - основы для образования мостов.

Заявляемая композиция обеспечивает повышение вязкоупругих свойств состава за счет максимального удаления из него воды и замены ее набухшими частицами водонабухающего полимера АК-639, что обеспечивает улучшение закупоривающих свойств состава.

Водонабухающий полимер АК-639 выпускается по ТУ-6-02-00200912-59-96 Полимер акриламида АК-639; наполнитель- полые стекломикросферы - по ТУ 6-48-108-94.

Отбор воды водонабухающим полимером происходит во времени. В качестве примера приводятся данные набухания полимера АК-639 марки В-415. 1 г водонабухающего полимера набухает в пресной воде за 1 час до 40 г, за 2 часа -до 60 г, за 4 часа - до 80 г. Причем частицы полимера после насыщения водой не переходят в вязкую жидкость, а остаются обособленными частицами геля.

Гидравлическое давление для них составляется из давления в направлении течения и упругого давления по радиусу. Когда упруговязкая жидкость втекает в расширение или сужение, перепад давления изменяется за счет изменения нормальных напряжений, генерируемых внутри жидкости во время течения сложным клубком молекул ПОЭ. Это свойство подобно тому, как это происходит с губкой, т.к. ПОЭ представляется в растворе конфигурацией случайных спиралей, клубок которых способен удерживать большой объем растворителя и дисперсную часть состава внутри его. В процессе движения при приложении напряжения спирали изменяют сферическую форму на эллипсоидную и обратно.

Применение углещелочного реагента (УЩР) обеспечивает повышение дисперсности глинопорошка, а также способствует ускорению растворения ПОЭ в составе. Вместо углещелочного реагента в состав может быть введена щелочь NaOH или кальцинированная сода Na ₂СО₃.

Исходя из практики обработки глинопорошков, приготавливаемых из разных глин, расход щелочного реагента колеблется в пределах 3-5% к весу глинопорошка. Поэтому добавка щелочных реагентов для предлагаемого состава принимается в этом диапазоне.

Пример приготовления предлагаемого состава.

На 100 г глинопорошка готовится порошкообразная смесь при следующих весовых соотношениях компонентов: ПОЭ - 0,1 г., ВНП АК-639 - 2,5 г, УЩР - 4 г, которая перемешивается, после чего вводится наполнитель - полые стекломикросферы, в количестве 7 г. Приготовленный порошкообразный состав затворяется 450 г воды.

В лабораторных условиях были проведены сравнительные испытания заявляемого и известного составов. Полученные данные приведены в таблице.

Как показали исследования, прочность заявляемого состава значительно выше известного.

Преимуществом заявляемого состава является то, что при закачке в изолируемый пласт меньше подвержен проникновению в глубь пласта, что значительно повышает его закупоривающую способность и сокращает время на изоляционные работы.

Источники информации

1. А.С. СССР, №1051228, кл. Е21В 33/138, от 1988 г.

2. Патент РФ. №2021487, кл. Е21В 33/138, от 1991 г. /прототип/

Таблица
Состав, вес. части									Структурно-механические свойства
Глинопорошок	ПОЭ		ВНП АК-639	Наполнитель	УЩР	Кальциниров. сода	Вода		Пласт. прочность, гс/см 2	Густота по Текмайеру, мм	Внешний вид после 30 мин приготовления
							Пресная	Морская
100	0,005		3	7 *	4	-	450	-	8	35	Сфлокул. масса
100	0,01		3	7	4	-	450	-	27	30	Слабый гель
100	0,1		3	7	4	-	450	-	42	15	Прочный гель
100	0,2		3	7	4	-	450	-	50	12	-«-
100	0,3		3	7	4	-	450	-	57	10	-«-
100	0,35		3	7	4	-	450	-	50	13	Избыток полимера
100	0,2		1	7	4	-	450	-	31	15	Избыток воды
100	0,2		2	7	4	-	450	-	47	12	Прочный гель
100	0,2		3,5	7	4	-	450	-	58	10	-«-
100	0,2		4	7	4	-	450	-	58	5	Не прокачив.
100	0,2		3	7	2,5	-	450	-	45	15	Прочный гель
100	0,2		3	7	3	-	450	-	52	14	-«-
100	0,2		3	7	5	-	450	-	59	8	-«-
100	0,2		3	7	5,5	-	450	-	47	12	-«-
Прототип
20	0,75	-		5**	-	0,6	-	200	35	15	Прочный гель
40	1,25	-		10		0,8	-	225	37-40	10-15	Прочный гель
* Наполнитель «Полые стекломикросферы»
** Наполнитель «Сломель»