состав для блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов

Формула изобретения

1. Состав для блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов, включающий углеводородную жидкость и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве углеводородной жидкости используют природный битум, полученный внутрипластовым горением и содержащий до 10% воды, а в качестве наполнителя - ксерогель с массовой долей в составе 2-8%.

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что он содержит ксерогель в виде аэросила или аэрогеля.

Описание изобретения к патенту

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

Известен состав для изоляции притока воды в скважину, содержащий 14,3-14,7% резиновой крошки, 8,5-10,5% концентрированной серной кислоты в нефти (патент РФ 2019683, Е 21 В 33/138, 1994).

Наиболее близким аналогом является состав для блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов, содержащий битум - углеводородную жидкость и наполнитель (авт. св. СССР 1073434, Е 21 В 33/13, 1984).

Задачей изобретения является повышение качества блокирования водоносных результат - повышение качества блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов.

Поставленная задача решается тем, что состав для блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов, включающий углеводородную жидкость и наполнитель, в качестве углеводородной жидкости содержит природный битум, полученный внутрипластовым горением и содержащий до 10% воды, а в качестве наполнителя - ксерогель с массовой долей в составе 2-8%. Причем он содержит ксерогель в виде аэросила или аэрогеля.

В качестве наполнителей в предлагаемом способе использовались ксерогели, которые представляют из себя специальный тип геля, из которого удалена жидкая среда, так что структура оказывается сжатой, а величина пористости до некоторой степени понижена за счет сил поверхностного натяжения, действующих в процессе удаления жидкости.

Аэрогель - специальный тип ксерогеля, жидкая фаза из которого была удалена таким способом, который позволяет предотвращать какое-либо сжатие или изменение структуры при удалении жидкости. Процесс выполняется нагреванием заполненного жидкостью геля (аэрогеля) в автоклаве выше критической точки испарения жидкой фазы до исчезновения поверхности раздела жидкость - пар с последующим удалением пара.

Аэросил (пирогенный кремнезем) - порошок, получаемый конденсацией кремнезема из паровой фазы при повышенных температурах.

Структура геля кремнезема представляет собой связанную жесткую трехмерную сетку из соприкасающихся между собой частиц коллоидного кремнезема. Вследствие его огромной поверхности процесс поглощения влаги протекает весьма эффективно, при этом происходит резкое снижение подвижности смесей и образование практически твердой массы. Кроме того, на поверхности кремнезема происходит адсорбция органических соединений, протекание которой зависит от наличия полярных групп в молекулах, которые взаимодействуют с полярными группами силикагелей. В водных растворах вода конкурирует с поверхностью силикагеля так, что количество адсорбируемого органического вещества зависит от факторов, повышающих притяжение молекулы к поверхности, а также от сил, которые стремятся вытолкнуть органическую молекулу из растворителя к поверхности кремнезема.

Длинные углеводородные цепи или другие неполярные части органической молекулы стремятся удалиться из водной среды, в которой они находились. Это выражается в стремлениях таких молекул образовывать агрегаты в растворе, известные под названием мицелл. Такие агрегаты являются более устойчивыми, когда полярные концы закреплены адсорбцией на твердой поверхности. Следовательно, органические молекулы стремятся выделиться из водной фазы на поверхность кремнезема, где они удерживаются: а) притяжением между полярными группами и поверхностью кремнезема; б) притяжением между углеводородными частицами молекул.

В экспериментах в качестве ксерогелей применяли промышленные образцы аэросила (ГОСТ 14922-77) с насыпной плотностью 40 кг/м³ и аэрогеля (ТУ 38.10218-79) с насыпной плотностью 130 кг/м³. В ходе эксперимента исследовалось изменение кинематической вязкости составов от количества наполнителя, температуры и содержания воды. В табл. 1 приведены результаты изменения кинематической вязкости водоизолирующих составов (ВИС) на основе природного битума (ПБ) Мордово-Кармальского месторождения Республики Татарстан, полученного внутрипластовым горением. В табл. 2 приведены результаты изменение кинематической вязкости ВИС в зависимости от температуры.

Из табл. 1 и 2 видно, что, несмотря на разный исходный состав композиций, кинематическая вязкость изменяется в небольших пределах при массовой доле гидрофильных наполнителей до 2%, а именно в 2-3 раза. При достижении массовой доли гидрофильных наполнителей в ВИС 10% происходит резкое увеличение кинематической вязкости в 200-300 раз, т.е. ВИС полностью теряет текучесть.

Эффективность предлагаемого состава исследовали в лабораторных условиях расчетом закупоривающегося эффекта на моделях пласта с искусственной трещиной. Результаты исследований представлены в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что нижним пределом добавки ксерогелей следует считать 2%, а верхним - 8%. Добавка ксерогелей более 8% очень резко повышает вязкость ВИС, что приводит к технологическим затруднениям при закачке составов в промысловых условиях.

В промысловых условиях состав готовят перед применением, эжектируя струйным насосом наполнитель в объем природного битума. Агрегатом ЦА-320 водоизолирующий состав закачивается в скважину. Объем водоизолирующего состава, количество наполнителя зависят от цели обработки и геолого-физических характеристик объекта обработки и определяются по результатам технико-экономических расчетов.

Таким образом, результатами проведенных исследований установлено следующее преимущество применения предлагаемого водоизолирующего состава - повышение надежности блокирования водоносных и высокопроницаемых пластов в результате увеличения закупоривающего эффекта.