тампонажный состав

Формула изобретения

Тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер и органический кислородсодержащий растворитель, отличающийся тем, что в качестве полимера он содержит эфиры полистиролмалеиновой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Эфиры полистиролмалеиновой кислоты - 5 - 30

Органический кислородсодержащий растворитель - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, может быть использовано для изоляции водопритока в нефтедобывающие скважины, а также для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин.

Известен состав для изоляции водопритоков, содержащий акриламид, стирол и воду. (Ибрагимов Г.З. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. Справочник. М. Недра, 1991, с.91). Данный состав обладает низкой фильтрационной способностью и неэффективен в условиях мелкопористых и мелкотрещиноватых пород.

Известен также тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий смоляной полимер, а в качестве растворителя - ацетон. Недостатком данного состава является неудовлетворительное качество осадка для обеспечения эффективной изоляции (Блажевич В.А. и др. Методы изоляции пластов при бурении и эксплуатации скважин. Обзоры иностранных патентов. ВНИИОЭНГ, M.1972, с.6).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий сополимер стирола и малеинового ангидрида (стиромаль) и ацетон (патент России N 2002038, E 21 B 33/138, оп. 30.10.93 г.). При контактировании с пластовой водой он коагулирует с образованием осадка, обеспечивая тем самым мгновенное создание прочного непроницаемого экрана для изоляции мелкопористых и мелкотрещиноватых пород. Однако известный состав непригоден для изоляции высокопроницаемых коллекторов, так как в этом случае необходимо постепенное образование достаточно большого количества осадка.

Таким образом, недостатком известного состава является низкая эффективность изоляции высокопроницаемых коллекторов, что обусловлено высокой скоростью образования осадка, препятствующей его глубокому проникновению в поры проницаемых коллекторов и малым его объемом.

Задачей заявляемого изобретения является создание тампонажного состава, обладающего высокой изоляционной способностью как для мелкопористых и мелкотрещиноватых пород, так и для высокопроницаемых коллекторов.

Технический результат, который может быть при этом получен - увеличение объема осадка, образующегося при контакте тампонажного состава с пластовой водой, и регулируемая скорость образования этого осадка в зависимости от вида изолируемого коллектора.

Указанный технический результат достигается тем, что тампонажный состав для изоляции проницаемых пластов, содержащий полимер и органический кислородсодержащий растворитель, согласно изобретению, в качестве полимера содержит эфиры полистиролмалеиновой кислоты при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Эфиры полистиролмалеиновой кислоты - 5-30

Органический кислородсодержащий растворитель - Остальное.

В качестве эфиров полистиролмалеиновой кислоты использовались бутиловый эфир полистиролмалеиновой кислоты "Бустиран" (ТУ 6-01-03-48-85) и эфир полистиролмалеиновой кислоты с высшими спиртами фр. C₇-C₈-эфир стиромаля ЛКЛ (ТУ 6-27-76-94).

Бутиловый эфир полистиролмалеиновой кислоты представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость с условной вязкостью 80-120 с и массовой долей полимера в растворе не более 25%.

Смесь эфиров жирных спиртов фракции C₇-C₈ полистиролмалеиновой кислоты - прозрачная жидкость с условной вязкостью 55-68 с и массовой долей полимера в растворе 37%.

Экспериментально установлено, что заявляемый тампонажный состав при контакте с пресной и пластовой водой любой степени минерализации плотностью от 1020 до 1190 кг/см³ образует плотный объемный осадок. Вместе с тем до вступления в контакт с водой указанный выше тампонажный состав легко фильтруется как в пористые, так и трещиноватые породы и поэтому равномерно и полно заполняет пористую среду.

Исследования показали, что бутиловый эфир полистиролмалеиновой кислоты в ацетоне при контакте с водой дает больший объем осадка по сравнению с прототипом из-за большего молекулярного веса применяемого вещества. Механизм образования осадка в пресной воде одинаков с прототипом: растворитель - ацетон в силу неограниченной растворимости в воде переходит в нее, создавая эффект пересыщения, что и приводит к образованию осадка в порах пласта.

При контакте с минерализованной водой кроме указанного явления пересыщения наблюдается эффект сшивки растворенного полимера ионами Ca⁺⁺ и Mg⁺⁺, содержащимися в пластовой воде.

Раствор бутилового эфира полистиролмалеиновой кислоты в бутаноле и/или бутилцеллозольве также образует осадок по вышеописанному механизму, но процесс осадкообразования замедляется в силу меньшей растворимости в воде бутанола и бутилцеллозольва по сравнению с ацетоном. Благодаря этому заявляемый состав проникает в поры и трещины на более значительное расстояние, в то время как осадок, образуемый прототипом, создает экран в месте контакта полимера с пластовой водой, препятствующий дальнейшему проникновению полимера.

Растворы эфиров жирных спиртов C₇-C₈ в бутилцеллозольве, или бутаноле, или ацетоне образуют осадок аналогичным образом.

Оценку эффективности состава для изоляции водоносных пластов проводили на модели пласта, представляющей собой искусственный песчаник диаметром 40 мм и длиной 50 мм. Сначала определяли первоначальную проницаемость модели по воде (K₁), затем прокачивали через модель предлагаемые составы и через некоторое время определяли проницаемость обработанной пористой среды (К₂) и рассчитывали эффект изоляции по формуле



Результаты исследований приведены в таблице.

Экспериментально установлено, что наилучший эффект изоляции достигается при содержании эфиров полистиролмалеиновой кислоты 5- 30 мас.%. Аналогичная оценка прототипа (стиромаля в ацетоне) показала снижение эффективности последнего: эффект изоляции составил 87,8, в то время как предлагаемые составы обеспечили эффект изоляции выше 99%.

Предлагаемый состав обладает высоким эффектом изоляции для высокопроницаемых коллекторов и может быть рекомендован для проведения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных и газовых скважинах. Кроме того, использование указанного состава дает возможность расширить сырьевую базу тампонажных составов.