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 мелкодисперсный аэрогель при объемном соотношении 1 3 1 30.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к составам для блокирования или ограничения водопритоков в скважины и зон поглощения как в терригенных, так и в 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].

Наиболее близким к изобретению является состав для блокирования водоносных пластов, содержащий мас.%: силикат натрия 1,0 - 7,0; высокомолекулярные водорастворимые производные целлюлозы 3,0 - 15,0; сульфокислота 0,1 - 2,0; бихромат или хромат 0,2 - 4,0; наполнитель (опилки) 1,0 - 5,0 [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. По этой причине продолжительность эффективной работы изоляционных составов составляет 3 - 6 мес.

Цель изобретения - повышение эффективности изоляции водопритоков в скважины.

Цель достигается тем, что состав для блокирования водоносных пластов, включающий водорастворимый полимер акрилового ряда, силикат натрия, регулятор гелеобразования, наполнитель и воду, в качестве наполнителя он содержит древесные опилки, пластифицированные карбамидом, и мелкодисперсный аэрогель при объемном соотношении 1:3 - 1:30.

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".

В табл. 1 приведены физико-химические свойства натуральной древесины и материала "дестам" (древесина, пластифицированная карбамидом), полученного из древесины разных пород.

Как видно из табл.1 материал "дестам" имеет прочность в 3 - 4 раза выше, чем натуральная древесина. Набухание "дестама" в 2 - 3 раза превышает набухание натуральной древесины. Для "дестама" соотношение упругой и остаточной деформации составляет примерно 3:1, что характеризует "дестам" как упругий материал.

Таким образом, использование в качестве наполнителя опилок "дестама" в 2 - 3 раза увеличивает так называемые силы разбухания. Добавление к древесным опилкам, пластифицированным карбамидом, мелкодисперсного аэрогеля создает более плотную упаковку наполнителя. Такой комплексный наполнитель заполнит практически все каверны и трещины изолируемого пласта, а повышенные упругие и прочностные свойства "дестама" увеличивают срок работы водоизолирующего состава.

В качестве мелкодисперсной добавки использовали аэрогель прокаленный негидрофобный, получаемый смешением жидкого стекла и серной кислоты. Аэрогель - белый с синеватым оттенком порошок, не горюч, не взрывоопасен. Массовая доля фракции до 0,315 мм в аэрогеле составляет 96 - 98%. Насыпная масса аэрогеля при ручной утряске составляет 40 - 60 кг/м³. Массовая доля влаги составляет 0,2 - 0,55%. Массовая доля органических соединений в аэрогеле (в расчете на углерод) - не более 0,33%.

Для приготовления составов использовались следующие вещества:

1. Жидкое стекло (ГОСТ 13078-81);

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

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

4. Опилки "дестама";

5. Кислота соляная (ТУ 6-01-714-77);

6. Аэрогель прокаленный негидрофобный (ТУ 38.10.219-87).

Составы готовят путем смешения исходных материалов в определенном соотношении.

Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях путем определения закупоривающего объекта на моделях пласта с искусственной трещиной. Результаты исследований представлены в табл.2.

Анализ результатов исследований (табл.2) показывает, что составы с наполнителем на основе опилок "дестама" и аэрогеля по сравнению с прототипом повышает закупоривающий эффект на 10 - 14%. Нижним пределом соотношения опилок "дестама" и аэрогеля следует считать 1:3, так как ниже этого значения не проявляется технологический эффект от добавки аэрогеля. Верхним пределом соотношения опилок "дестама" и аэрогеля следует считать 1:30, так как выше этого значения закупоривающий эффект практические увеличивается.

В промысловых условиях состав готовят перед применением путем растворения исходных материалов 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.