состав для изоляции пластовых вод в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах

Формула изобретения

Состав для изоляции пластовых вод в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах, включающий жидкое стекло Na₂SiO₃ и дисперсионную среду - раствор хлорида, отличающийся тем, что в качестве дисперсионной среды он содержит 3%-ный спиртовой раствор шестиводного хлорида кальция CaCl₂6H₂O при следующем объемном соотношении компонентов:

3%-ный Спиртовой раствор шестиводного хлорида кальция CaCl₂6H₂O - 0,66

Жидкое стекло Na₂SiO₃ - 0,34

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к проведению ремонтно-изоляционных работ на скважинах.

Известен гелеобразующий состав для изоляции пластовых вод, основанный на применении карбоксиметилцеллюлозы, лигносульфонатов, хроматов и воды. Состав используется при температуре пласта только до 80^oС [А.С. СССР 1472643, кл. Е 21 В 33/138, 1989].

Известен состав на основе полиакриламида, формальдегида, жидкого стекла, соляной кислоты и воды [А.с. СССР 953193, кл. Е 21 В 43/32, 1982].

Недостатком данного состава является многокомпонентность, наличие воды и кислоты.

Наиболее близким аналогом является состав для изоляции пластовых вод в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах, включающий жидкое стекло Na₂SiO₃ и дисперсную среду - раствор хлорида [Патент РФ 2035589, С1 Е 21 В 43/20, 1995].

Недостатком данного состава является невысокая водоизолирующая способность.

Задачей изобретения является разработка состава, обеспечивающего качественную изоляцию пластовых вод в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах, упрощение и удешевление технологического процесса.

Достигаемый технический результат состоит в создании некоррозирующего состава для изоляции пластовых вод, максимально обеспечивающего изоляцию воды в высокотемпературных скважинах при минимальном негативном воздействии на коллекторские свойства пласта.

Поставленная задача и технический результат достигается тем, что состав для изоляции пластовых вод в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах, включающий жидкое стекло Na₂SiO₃ и дисперсионную среду - раствор хлорида, в качестве дисперсионной среды он содержит 3%-й спиртовой раствор шестиводного хлорида кальция CaCl₂6Н₂О при следующем объемном соотношении компонентов:

3%-й спиртовой раствор шестиводного хлорида кальция CaCl6H₂O - 0,66

Жидкое стекло Nа₂SiO₃ - 0,34

Жидкое стекло (силикат натрия - Na₂SiO₃) получают из силикат-глыбы обработкой паром в автоклавах, является неорганическим полимером. Плотность Na₂SiO₃ составляет 1280-1400 кг/м³.

Хлорид кальция шестиводный (СаСl₂6Н₂О) - твердое вещество, образующее сероватые чешуйчатые кристаллы, нейтральные к карбонатной породе и металлам.

Спирт этиловый (C₂H₅OH) или метиловый (СН₃ОН) - бесцветная жидкость со специфическим запахом.

Среди неорганических полимерных водоизолирующих реагентов находят применение силикаты щелочных металлов. В последние годы создано немало водоизолирующих составов на их основе, в частности жидкого стекла (R₂OnSiO₂), где R - калий или натрий.

Особенностью силикатов щелочных металлов является способность их взаимодействовать с ионами поливалентных металлов и другими коагулирующими агентами и образовывать гелеобразные системы или твердый тампонирующий материал. Составы на основе жидкого стекла можно применять в коллекторах любого типа, в том числе и низкой проницаемости, поскольку последние закачиваются в пласт в виде маловязких растворов, а образование тампонажного материала происходит непосредственно в пласте.

В условиях высоких температур для проведения водоизоляционных работ целесообразно использовать жидкое стекло, как наиболее легко фильтрующийся материал. При высоких давлениях и температурах жидкое стекло практически не вступает в химическое взаимодействие с породами пласта, но обладает хорошей адгезией к ним.

Технический результат, полученный при использовании изобретения, позволяет реализовать давно существующую производственную потребность, а исходя из этого, можно сделать вывод о соответствии изобретения критериям "изобретательский уровень".

Исследование заключалось в определении возможности использования данных реагентов для получения гелеобразного (твердого), закупоривающего поровое пространство коллектора материала. Инициатором реакции полимеризации выступает спиртовой раствор хлорида кальция.

В экспериментах процент содержания CaCl₂6Н₂О в спирте варьировали от 3 до 10, объемное соотношение спиртового раствора CaCl₂6Н₂О/Na₂SiO₃ - от 0,5: 0,5 до 0,66:0,34 (таблица 1)

Для изучения изолирующей способности состава при дальнейших исследованиях был взят состав на основе 3%-го раствора CaCl₂6Н₂О в спирте в объемном отношении CaCl₂6Н₂О/Na₂SiO₃=0,66:0,34.

Исследования водоизолирующей способности проводили на модернизированной установке УИПК - 1М в условиях, приближенных к пластовым на естественных образцах пород с месторождений Западной Сибири.

Эксперименты выполнялись в следующей последовательности:

- определялась абсолютная проницаемость по воздуху (К);

- образцы насыщались моделью пластовой воды (С=16-18 г/л) и замерялась проницаемость по пластовой воде (K₁);

- через образцы прокачивалась буферная жидкость (дизельное топливо);

- в образцы задавливалась водоизолирующая композиция (2-3 объема керна);

- образцы выдерживались на реакции полимеризации композиции в течение 24 ч (в процессе выдержки в пласте жидкое стекло в обводненной зоне дополнительно коагулирует за счет диффузии ионов кальция или магния из пластовой воды);

- замерялась проницаемость по пластовой воде (K₂).

Результаты представлены в таблице 2.

Результаты лабораторных исследований в условиях, приближенных к пластовым, дают основание рекомендовать составы на основе жидкого стекла и спиртового раствора хлорида кальция к практическому применению в высокотемпературных скважинах.

Технология применения данной композиции сводится к закачке в зону перфорации 3% (вес.) раствора CaCl₂, затем жидкого стекла в объемном отношении 0,66:0,34. В пласте композиция выдерживается под давлением закачки в течение 24 ч, после чего скважина осваивается и проводится испытание объекта.

Использование предлагаемого изобретения позволит качественно провести изоляцию пластовой воды в высокотемпературных нефтяных и газовых скважинах, упростить и удешевить процесс производства работ.