состав для блокирования водоносных пластов

Формула изобретения

Состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и опилки магния при массовом соотношении 2 1 20 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для блокирования или ограничения водопритока в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и карбонатных коллекторах, и для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах.

Известны водоизолирующие составы для ограничения водопритоков в скважины, содержащие в качестве наполнителя древесные опилки [1 и 2]

Недостатки составов заключаются в том, что древесные опилки обладают небольшой степенью набухания, практически не обладают упругостью и имеют невысокие механические свойства. Указанные физико-механические свойства этого наполнителя приводят в пластовых условиях к механическому нарушению изоляционного экрана и, как результат, к прорыву пластовых вод.

Особенно низкое качество изоляционных работ будет проявляться в кавернозных и трещиноватых породах, так как при эксплуатации будет происходить выдавливание состава, растрескивание массива изоляционного экрана и, в конечном итоге, его разрушение. По этой причине продолжительность эффективной работы изоляционных составов составляет 3-6 месяцев.

Цель изобретения повышение эффективности изоляции водопритоков в скважины.

Поставленная цель достигается тем, что состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, в качестве наполнителя он содержит древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и опилки магния при массовом соотношении 2:1-20:1.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличающимися признаками в заявляемом составе, то есть о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Древесина, пластифицированная карбамидом, имеет прочность в 3-4 раза выше, чем натуральная древесина, а набухание в 2-3 раза превышает набухание натуральной древесины. Для древесины, пластифицированной карбамидом, соотношение упругой и остаточной деформации составляет примерно 3:1, что характеризует ее как упругий материал.

Таким образом, использование в качестве наполнителя опилок древесины, пластифицированной карбамидом, в 2-3 раза увеличивает так называемые силы разбухания, достигающие величины 4-5 МПа. В кислой среде древесина, модифицированная карбамидом, разбухает на 20-30% больше, чем в воде. Следовательно, и силы разбухания достигают значения 5-6 МПа. Это приводит к тому, что водоизолирующий состав заполняет практически все каверны и трещины изолируемого пласта. Однако, в ряде случаев, в зависимости от соотношения компонентов состава, геолого-физических характеристик пласта происходит нарушение водоизоляционного экрана. Это связано с расклинивающим давлением за счет наполнителя и появлением микротрещин в теле водоизолирующего экрана. Эти микротрещины и приводят к возобновлению притока воды в скважины.

Добавление опилок магния в состав наполнителя исключает этот отрицательный момент. Магний воду разлагает очень медленно с образованием малорастворимого гидроксида магния. Поэтому в процессе приготовления, закачки и гелеобразования водоизолирующего состава магний (опилки) практически не расходуется. В процессе образования микротрещин в теле водоизоляционного экрана происходит доступ пластовой воды к магниевым опилкам. В связи с тем, что пластовые воды имеют кислый характер (pH=3-6), магний легко растворяется с выделением водорода и образованием мелкодисперсного гидроксида магния. Продукты реакции магния в кислой среде (мелкодисперсный гидроксид магния и водород) интенсивно закупоривают образующиеся микротрещины и тем самым восстанавливают водоизоляционный экран, увеличивая, тем самым, срок службы водоизолирующего состава.

Для приготовления состава использовались следующие вещества:

1. Жидкое стекло (ГОСТ 13078-81).

2. Гипан гидроизолированный полиакриламид (ТУ 6-01-166-77, ТУ 801-166-74).

3. Гелеобразный ПАА (ТУ 6-11-1049-76).

4. Опилки древесные, модифицированные карбамидом.

5. Опилки магния.

6. Кислота соляная (ТУ 6-01-714-77).

Состав готовят путем смешивания исходных материалов в определенном соотношении.

Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем расчета закупоривающего эффекта на моделях пласта с искусственной трещиной. Эти результаты представлены в таблице.

Анализ результатов исследований показывает, что после воздействия кислой средой на состав, состоящий только из древесных опилок, модифицированных карбамидом, закупоривающий эффект снижается на 20% При введении в наполнитель опилок магния закупоривающий эффект возрастает. При соотношении древесных и магниевых опилок 20:1 эффект от введения магния становится незначительным. Таким образом, интервал соотношения древесных магниевых опилок в водоизолирующем составе надо считать от 2:1 до 20:1.

В промышленных условиях состав готовят перед применением путем растворения исходных компонентов в емкости агрегата ЦА-320. Первый агрегат подает водоизолирующий состав в промежуточную емкость, в которую эжектируется струйным насосом наполнитель. Вторым агрегатом ЦА-320 из промежуточной емкости водоизолирующий состав закачивается в скважину. Объем водоизолирующего состава, закачиваемого в пласт, зависит от геолого-физических характеристик объекта закачки и определяется по результатам технико-экономических расчетов.

Таким образом, результатами проведенных исследований установлено следующее преимущество применения предлагаемого водоизолирующего состава - повышение надежности изоляции пластовых вод в результате увеличения закупоривающего эффекта.