тампонажный состав для изоляции притока воды в скважину

Формула изобретения

Тампонажный состав для изоляции притока воды в скважину, включающий полимерный материал - реагент и углеводородную жидкость, отличающийся тем, что он в качестве полимерного материала - реагента содержит бутадиен-стирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, мас.доли:

Углеводородная жидкость - 80-85

Бутадиен-стирольный термоэластопласт - 5-7м

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к изоляции водоносных пластов при эксплуатации нефтяных месторождений.

Известен состав для борьбы с водопритоком, содержащий гранулированный полимерный материал, растворенный в ацетоне или метаноле (патент США 3193011, кл. 166-33, 1962 г.).

Полимерный материал представляет собой частично полимеризованный термореактопласт из группы крезолоформальдегидных или фенолформальдегидных полимеров как новолачного, так и резольного типов. При входе в зону водопритока гранулы дегидратируются и выпадают в осадок. Далее под действием температуры породы выпавший осадок образует прочное соединение. Недостаток данного состава заключается в том, что для образования твердой массы требуется высокая температура, порядка 100-110^oС, что ограничивает его применение.

Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является тампонажный состав для изоляции притока воды в скважину, состоящий из полимерного реагента и углеводородной жидкости (авт. свид. СССР 976026, кл. Е 21 В 33/138 от 19.02.81 г.).

В качестве полимерного реагента используется полиэтилтитанат, полибутилтитанат или полигексилтитанат. В качестве углеводородной жидкости применяется нефть, керосин, дизельное топливо или толуол. При взаимодействии полимера с пластовой водой образуется закупоривающий материал. Данный состав имеет недостаток, заключающийся в значительном расходе полимерного материала, т. к. поступающие в пласт твердые частицы занимают не более 20-25% объема трещин, значительная часть этих частиц по окончании продавки оседает на стенки каверн и расширений, не оказывая существенного влияния на проницаемость обводненной зоны. Увеличение же концентрации частиц невозможно из-за снижения подвижности дисперсии и невозможности ее закачки в скважину насосными агрегатами. В результате этого эффективность изоляции водопритоков невысокая.

Задачей изобретения является снижение расхода твердого закупоривающего материала при сохранении его изоляционной способности.

Поставленная задача решается за счет того, что тампонажный состав для изоляции притока воды в скважину, включающий полимерный материал - реагент и углеводородную жидкость, в качестве полимерного материала - реагента содержит бутадиен-стирольный термоэластопласт при следующем соотношении компонентов, мас. доли:

Углеводородная жидкость - 80-85

Бутадиен-стирольный термоэластопласт - 5-7

При введении термоэластопласта в нефть происходит набухание частиц полимера, нефть при этом уменьшается в объеме, концентрация раствора увеличивается. Частицы полимера по мере сближения друг с другом начинают слипаться и образовывать эластичный резиноподобный гель. Бутадиен-стирольный термоэластопласт изготавливается в виде таких марок, как ДСТ-ЗОР, ДСТ-РМ, и представляет собой разветвленный бутадиен-стирольный полимер, являющийся продуктом блоксополимеризации стирола и бутадиена в растворе углеводородов. Термоэластопласты выпускаются в виде небрикетированной массы, крошки, гранул или порошка по ТУ 38.40327-98 и используются для изготовления битумных и дорожных материалов.

Испытания термоэластопласта марки ДСТ-ЗОР проводились в лабораторных условиях. При исследованиях определялась кинетика набухания полимера в нефти. Методика состоит в измерении массы испытуемого материала и объема нефти через определенные промежутки времени. Исследования проводились следующим образом. В колбы вместимостью 200 см³ помещались навески полимера, взвешенные на весах 2-го класса точности по ГОСТ 24104-88, и наливалось по 100 мл (80 г) нефти, отмеренные мерными цилиндрами емкостью 100 см³. Затем через каждый час производили слив нефти в мерные цилиндры и замер ее объема, а на весах определяли вес оставшегося осадка полимера.

Визуальные наблюдения показали, что слипание частиц полимера начинается при поглощении нефти более 50%. При этом вязкость нефти не изменяется, раствор обладает хорошей текучестью.

Результаты лабораторных испытаний по оценке изменения массы состава во времени приведены в табл. 1.

В таблице 2 приведены сравнительные данные прототипа - состава на основе полибутилтитаната, растворенного в нефти в виде 25% раствора. Затем добавлялась вода в количестве 25% для образования смолообразного материала. Через определенные промежутки времени жидкая фаза сливалась в мерный цилиндр для определения объема, а загущенная (гелеобразная) масса взвешивалась на весах для определения веса образовавшегося закупоривающего материала.

Из таблицы 1 видно, что оптимальное количество полимера в углеводороде составляет 5-7 г на 100 мл нефти. При таком соотношении компонентов через 3 часа почти вдвое уменьшается количество нефти и в 6-7 раз увеличивается масса полимера. Раствор при этом обладает хорошей текучестью, так как не происходит слипания частиц между собой, что очень важно при прокачивании раствора в скважину насосными агрегатами. Через 5 часов остается 25-30% нефти. В этом случае происходит процесс слипания (начало гелеобразования), а через 24 часа вся нефть поглощается полимером, происходит упрочнение структуры до резиноподобной массы.

При меньшем количестве полимера через 24 часа остается много свободной нефти, поэтому слипание частиц ослаблено, при количестве полимера больше 7,5 г происходит быстрое поглощение нефти и уже через 1 час (при 15 г) происходит слипание частиц, а через 2-3 часа - упрочнение структуры.

В качестве углеводородной жидкости могут использоваться также дизельное топливо, керосин, бензин и др.; при этом свойства заявляемого состава практически остаются такими же.

В отличие от предлагаемого тампонажного состава, в прототипе вес образующейся закупоривающей массы практически равен весу полимера, взятому для приготовления состава.

Изоляция притока пластовых вод в скважины предлагаемым составом заключается в приготовлении дисперсного раствора из полимерных частиц бутадиен-стирольного термоэластопласта в углеводородной жидкости-носителе, закачке раствора в скважину и продавке его в пласт.

Преимуществом заявленного состава перед известным является более эффективное и экономное расходование полимера. В предлагаемом составе термоэластопласт играет роль активного набухающего наполнителя, участвующего в формировании полимерной массы с хорошими прочностными и адгезионными свойствами к породе. Замена смешивающихся с водой полититанатов известного состава на термоэластопласты, нерастворимые в воде, исключает возможность разбавления состава и образования циркуляционных каналов в изолируемом материале в процессе его структурообразования.

Стоимость предлагаемого состава существенно ниже по сравнению с известным за счет уменьшения расхода полимера.