состав для регулирования проницаемости пласта

Формула изобретения

Состав для регулирования проницаемости пласта, включающий цеолитсодержащий реагент, отличающийся тем, что в качестве цеолитсодержащего реагента используют жидкий отход производства цеолитов - маточный раствор от кристаллизации цеолита, содержащий цеолит, оксид натрия (Na₂O), оксид кремния (SiО₂), оксид алюминия (Аl₂О₃), сульфат натрия (Na₂ SО₄) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цеолит 2,0-5,0

Na₂О 3,0-4,0

SiО₂ 1,5-6,0

Аl₂О₃ 0,3-0,4

Na₂SО₄ 1,5-4,5

Вода Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам снижения обводненности добываемой продукции путем закупоривания обводненного коллектора и вовлечения в разработку новых зон пласта.

Известен способ разработки нефтяных месторождений с применением состава на основе нефелина и соляной кислоты (патент РФ №2089723, Е 21 В 43/22, 1992 г.). При этом доля нефелина в составе колеблется в пределах 3-15%, соляной кислоты 5-9%. Состав не обеспечивает необходимого снижения проницаемости обводненного коллектора.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является состав на основе цеолитсодержащего реагента и соляной кислоты (А.В.Овсюков и др. Исследование свойств гелеобразующей композиции на основе цеолитсодержащего компонента. Нефтепромысловое дело, №11, 1996, с.25).

Недостатками указанного состава является: использование дорогостоящего цеолита и коррозионно-активного реагента - соляной кислоты; необходимость дополнительной стадии - растворения цеолита в соляной кислоте; длительность гелеобразования состава (4-170 ч), из-за чего состав быстро размывается по пласту, не выполняя функции по регулированию проницаемости обводненного пропластка.

Задачей изобретения является снижение коррозионной активности состава, упрощение способа приготовления состава, увеличение эффективности состава по снижению проницаемости обводненного высокопроницаемого коллектора и повышение рентабельности добычи нефти.

Указанная задача решается тем, что состав для регулирования проницаемости пласта, включающем цеолитсодержащий реагент, согласно изобретению, в качестве цеолитсодержащего реагента используют жидкий отход производства цеолитов - маточный раствор от кристаллизации цеолита, содержащий цеолит, оксид натрия (Na₂O), оксид кремния (SiO₂), оксид алюминия (Аl₂О ₃), сульфат натрия (Na₂SО₄) и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

цеолит - 2,0-5,0

Na₂О - 3,0-4,0

SiО₂ - 1,5-6,0

Аl₂О₃ - 0,3-0,4

Na₂SО₄ - 1,5-4,5

вода - остальное

В качестве жидкого отхода производства цеолитов использовали маточный раствор от кристаллизации цеолита NaY (стадия созревания кристаллов цеолита), плотностью 1060-1120 кг/м³, имеющий щелочную среду (рН 12,0-13,0) и следующий состав, мас.%:

цеолит - 2,0-5,0

Na₂О - 3,0-4,0

SiО ₂ - 1,5-6,0

Аl₂О₃ - 0,3-0,4

Na₂SО₄ - 1,5-4,5

вода - остальное

Как видно, предлагаемый состав не содержит соляную кислоту и другие коррозионно-активные компоненты, он не требует растворения, поскольку представляет собой водный раствор вышеуказанных компонентов, что упрощает технологию закачивания предлагаемого состава в скважину. Предлагаемый состав является отходом постоянно действующего производства цеолитов и накапливается в количестве 20 м³/cyт.

Закупоривающий эффект обусловлен взаимодействием предлагаемого состава с катионами щелочно-земельных металлов (Са⁺² и Mg⁺²), входящими в состав минерализованной пластовой воды плотностью 1065-1118 кг/м³, и быстрым образованием малорастворимых в воде гидроксидов, сульфатов, силикатов кальция и магния (Са(ОН)₂, СаSO₄, MgSiO₃ ).

Способность предлагаемого состава к осадкообразованию исследовалась в лабораторных условиях.

При смешении компонентов происходит мгновенное образование обильного студнеобразного осадка. В результате проведенных исследований (см. таблицу 1) установлено, что больший объем осадка (80%) образуется при взаимодействии пластовой воды плотностью 1118 кг/м³ и жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY, содержащего цеолит, оксид натрия, оксид кремния, оксид алюминия, сульфат натрия и воду в соотношении: 2,0; 4,0; 6,0; 0,4; 4,5 мас.% и остальное. Причем объемное отношение жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY и пластовой воды составило 1:0,5. Увеличение объема пластовой воды и уменьшение ее плотности приводит к уменьшению объема осадка. В то время как увеличение основного вещества в жидком отходе производства цеолитов - маточном растворе от кристаллизации цеолитов увеличивает объем осадка.

Оценка закупоривающей способности состава производилась на модели пласта, представляющей собой искусственный песчаник диаметром 30 мм и длиной 150 мм. Сначала определялась первоначальная проницаемость модели по пластовой воде, затем фильтровали жидкий отход производства цеолитов - маточный раствор от кристаллизации цеолита NaY, и, через определенное время (16-24 ч), определяли проницаемость обработанной пористой среды. Перепад давления оставался постоянным.

Эффект изоляции рассчитывали следующим образом:

Сравнительные данные по закупоривающей способности искусственной модели предлагаемым и известным составами приведены в таблице 2.

Пример 1. Стеклянную трубку заполняли кварцевым песком, определяли начальную проницаемость насыпного керна по фильтрации пластовой воды плотностью 1065 кг/м³, затем после буфера - 20 мл пресной воды, закачивали 50 мл жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY, содержащего цеолит, оксиды натрия, кремния, алюминия (Na₂О, SiО₂, Al₂O₃ ), сульфат натрия (Na₂SO₄), воду в следующем соотношении: 2,0; 3,0; 1,5; 0,3; 1,5 и 91,7 мас.% (см. в таблице 2, пример 1), через буфер (20 мл пресной воды), продавливали пластовой водой. Фильтрацию прекращали, керн оставляли на 24 ч на реагирование, затем определяли конечную проницаемость искусственной модели закачиванием пластовой воды вышеуказанной плотности. Рассчитывали эффект изоляции. Он составил 80,25%.

Примеры 2 и 3, аналогичные примеру 1, отличающиеся составом жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY (см. таблицу 2, пример 2) и плотностью пластовой воды (пример 3 в таблице 3). Следует отметить, что на эффект изоляции искусственной модели в большей степени оказывает влияние количество основного вещества в жидком отходе производства цеолитов - маточном растворе от кристаллизации цеолита NaY, и в меньшей - плотность пластовой воды. Наибольшего значения (93,14%) эффект изоляции достигал при использовании жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY, содержащего цеолит, Na ₂О, SiО₂, Al₂O₃ и Na₂SО₄ в количестве: 5,0; 4,0; 6,0; 0,4 и 4,5 мас.% соответственно, при плотности пластовой воды 1118 кг/м³.

В то время как применение известного состава обеспечивает меньшее значение эффекта изоляции - 64,62%.

Высокая закупоривающая эффективность предлагаемого состава, по сравнению с известным обусловлена образованием малорастворимых в воде сульфатов и гидроксидов щелочно-земельных металлов (CaSО ₄, MgSО₄, Са(ОН)₂), а также - объемных, студенистых осадков - силикатов щелочно-земельных металлов (CaSiО₄ и др.) при контакте жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY с минерализованной пластовой водой. В то время как известный состав образует только слабый гель, причем гелеобразование протекает за 4-120 ч. Длительность гелеобразования известного состава в условиях реальной скважины приводит к его размыванию по пласту, разбавлению пластовой водой и, как следствие, снижение эффекта изоляции.

На практике закачивание предлагаемого состава в пласт для изоляции водоносных пластов осуществляют следующим образом. Насосно-компрессорные трубы (НКТ) спускают до искусственного забоя и скважину промывают. Затем НКТ приподнимают на 10-15 м выше интервала перфорации, определяют приемистость пласта, в НКТ закачивают 1-2 м³ пресной воды, затем расчетное количество жидкого отхода производства цеолитов - маточного раствора от кристаллизации цеолита NaY, вновь закачивают пресную воду 0,3-0,5 м³. После этого закачивают продавочную жидкость - сточную воду из расчета продавливания всего количества маточного раствора цеолитов в пласт, оставляют скважину в закрытом состоянии на 16-24 ч, после чего промывают, осваивают и без дополнительной перфорации вводят в эксплуатацию.

Таким образом, предлагаемый состав не является коррозионно-активным реагентом, не требует предварительного растворения перед закачиванием в скважину (простой в применении) и обеспечивает высокий эффект изоляции воды (93,14%) при низких затратах, поскольку является жидким отходом производства цеолитов.