способ получения реагента для регулирования проницаемости коллекторов преимущественно порово-трещиноватого и порового типа

Формула изобретения

Способ получения реагента для регулирования проницаемости коллекторов преимущественно порово-трещиноватого и порового типа, включающий смешивание водного раствора гидроксида щелочного металла с неомыленными кубовыми остатками производства жирных кислот - КОЖК, выдержку полученной смеси в режиме кипения, последующее охлаждение смеси до температуры 50-60°С и дополнительное введение в нее оксиэтилированного алкилфенола Аф_9-12 , отличающийся тем, что перед введением указанных неомыленных КОЖК в водный раствор гидроксида щелочного металла в этот водный раствор добавляют водную суспензию отхода целлюлозно-бумажного производства СКОП 20-30%-ной концентрации, при этом в качестве КОЖК используют неомыленные кубовые остатки производства синтетических жирных кислот и/или неомыленные кубовые остатки производства жирных кислот растительного происхождения, в качестве гидроксида щелочного металла используют гидроксид натрия, а исходные компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

Указанные неомыленные КОЖК	2-40
Гидроксид натрия	0,42-4,2
Оксиэтилированный алкилфенол Аф 9-12	0,5-5,0
Отход целлюлозно-бумажного производства СКОП	1-10
Вода	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к технологии получения изолирующих составов, предназначенных для регулирования проницаемости пластов как в добывающих, так и в нагнетательных скважинах, пласты которых сложены преимущественно порово-трещиноватыми и поровыми (карбонатными и терригенными) коллекторами.

Известен способ получения реагента для изменения направлений фильтрационных потоков при обработке призабойной зоны пласта, согласно которому неомыленные кубовые остатки производства синтетических жирных кислот (КОСЖК) с кислотным числом 50-100 мг КОН/г омыляют водным раствором гидроксида натрия (патент РФ №2065944, кл. Е 21 В 43/22, 1996 г.) и получают в качестве реагента эмульсию натриевых мыл КОСЖК, характеризующуюся следующими показателями:

Массовая доля сухого остатка, %	не менее 30
Массовая доля свободной щелочи
в пересчете на сухой остаток, мг-экв/л	не менее 0,1
Содержание мыл синтетических жирных кислот
в пересчете на сухой остаток, мг-экв/л	не менее 1,7
Величина рН 2%-ной водной эмульсии	11-12

Указанный реагент выпускается по ТУ 84-07509103.454-96 и представляет собой твердую пасту темно-коричневого цвета.

Однако реагент, полученный предлагаемым способом, а также его рабочие растворы, применяемые в промысловых условиях, являются неустойчивыми к воздействию любой минерализации, особенно солей жесткости - ионов кальция и магния.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ получения реагента для обработки используемых в нефтедобывающей промышленности технологических жидкостей, в том числе и для составов, регулирующих проницаемость пластов, согласно которому производят смешивание неомыленных кубовых остатков производства синтетических жирных кислот - КОСЖК, имеющих кислотное число 70-100 мг КОН/г и эфирное число 35-45 мг КОН/г, с водным раствором гидроксида калия, выдержку полученной смеси в режиме кипения, последующее охлаждение смеси до температуры 50-60°С и дополнительное введение в нее оксиэтилированного моноалкилфенола на основе тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования не менее 9 при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

указанные неомыленные КОСЖК	32,2-48,8
гидроксид калия	3,8-5,7
оксиэтилированный моноалкилфенол
на основе тримеров пропилена со
степенью оксиэтилирования не менее 9	4,5-9,0
вода	остальное

(патент РФ №2181370, Кл. С 09 К 7/00, от 2000 г.).

Недостатком указанного известного способа является то, что получаемый реагент не обеспечивает достаточно эффективное регулирование проницаемости порово-трещиноватых коллекторов. Учитывая, что порово-трещиноватые пласты сложены в основном карбонатными породами и представляют собой переслаивание коллекторов с низкой и высокой проницаемостью, обусловленной наличием трещиноватости и промытыми зонами, то такие пласты довольно сложны для целей изоляции водопритоков в них. Используемые для этих целей реагенты должны характеризоваться, по крайней мере, двумя качествами: обладать высокой степенью укрупнения частиц дисперсной фазы (это позволяет заизолировать даже крупные поры и трещины) и обеспечивать стабильность и однородность структуры длительное время (это позволяет исключить расслоение, а значит, обеспечит равнопрочность во всем объеме изолируемой зоны). Получаемый же известным способом реагент такими свойствами не обладает, а значит, и не обеспечит в условиях порово-трещиноватых пластов требуемую степень ограничения водопритоков.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом, заключается в повышении степени укрупнения частиц дисперсной фазы получаемого реагента при одновременном обеспечение стабильности и однородности фазового состояния как самого реагента, так и его рабочих растворов в течение длительного времени при сохранении устойчивости к полисолевой минерализации.

Дополнительный технический результат - расширение ассортимента получаемых реагентов для регулирования проницаемости пластов.

Указанный технический результат достигается способом получения реагента для регулирования проницаемости коллекторов преимущественно порово-трещиноватого и порового типа, включающим смешивание водного раствора гидроксида щелочного металла с неомыленными кубовыми остатками производства жирных кислот - КОЖК, выдержку полученной смеси в режиме кипения, последующее охлаждение смеси до температуры 50-60°С и дополнительное введение в нее оксиэтилированного алкилфенола Аф_9-12, при этом перед введением указанных неомыленных КОЖК в водный раствор гидроксида щелочного металла в этот водный раствор добавляют водную суспензию отхода целлюлозно-бумажного производства СКОП 20-30%-ной концентрации, при этом в качестве КОЖК используют неомыленные кубовые остатки производства синтетических жирных кислот и/или неомыленные кубовые остатки производства жирных кислот растительного происхождения, в качестве гидроксида щелочного металла используют гидроксид натрия, а исходные компоненты берут в следующем соотношении, мас.%:

указанные неомыленные КОЖК	2-40
гидроксид натрия	0,42-4,2
оксиэтилированный алкилфенол Аф 9-12	0,5 -5,0
отход целлюлозно-бумажного
производства СКОП	1-10
вода	остальное

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет особой последовательности приемов введения компонентов при приготовлении реагента и режимов, а также за счет компонентов, входящих в получаемый реагент.

Благодаря тому что в предлагаемом способе отход целлюлозно-бумажного производства СКОП вводится в водный раствор гидроксида натрия перед введением в них неомыленных КОЖК, а также благодаря тому, что СКОП вводится в виде водной суспензии в заявленном соотношении СКОП:вода, создается оптимальная среда, при которой в последующем при омылении КОЖК гидроксидом натрия обеспечивается равномерное протекание реакции во всем реакционном объеме с равномерным обволакиванием наполнителя СКОПа получаемыми мылами. В результате образующийся при этом реагент будет характеризоваться укрупненными частицами дисперсной фазы и одновременно однородностью фазового состояния. Благодаря дополнительному введению в реакционную смесь указанного состава оксиэтилированного алкилфенола Аф_9-12 однородность и стабильность фазового состояния полученного предлагаемым способом реагента обеспечивается в течение длительного времени. Причем экспериментальным путем было определено, что такое состояние характерно не только для самого реагента, полученного заявляемым способом, но и для его рабочих растворов, в виде которых он будет использоваться на скважинах.

При реализации предлагаемого способа были использованы следующие вещества:

- неомыленные кубовые остатки производства синтетических жирных кислот марки "А-С" по ТУ 38-1071231-89, характеризуемые кислотным числом 70-100 мг КОН/г и эфирным числом 35-45 мг КОН/ г, с температурой плавления 45-52°С, в состав которых входит смесь моно-, ди-, изо- и оксикарбоновых кислот с числом атомов углерода в среднем С₃₀ - С₃₂ , сложные эфиры карбоновых кислот; твердое вещество темно-коричневого цвета;

- неомыленные кубовые остатки производства жирных кислот растительного происхождения по ТУ 9147-033-53501222-2002, характеризуемые кислотным числом 50-110 мг КОН/г, эфирное число 20-70 мг КОН/г;

- гидроксид натрия, твердое вещество белого цвета, ГОСТ 4328;

- оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена со степенью оксиэтилирования не менее 9, - неонол, выпускаются по ТУ 2483-077-05766801-98 и представляют собой техническую смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов следующего состава:

С₉Н₁₉С₆Н ₄O(С₂Н₄O)_nН,

где C₉H₁₉ - алкильный радикал изононил, присоединенный к фенолу преимущественно в пара-положении к гидроксильной группе,

n - степень оксидирования не менее 9;

- СКОП (ТУ 5436-032-53501222-2002) - отход целлюлозно-бумажного производства, представляет собой рыхлую массу целлюлозных волокон;

- вода техническая с жесткостью не более 12 мг-экв/л;

- вода минерализованная с плотностью 1,02-1,03 г/см³.

Пример осуществления предлагаемого способа. В круглодонную колбу на 250 мл с мешалкой и обратным холодильником помещают 86,53 г пресной воды и 0,67 г твердого гидроксида натрия, затем 29,7%-ную водную суспензию СКОП, содержащую 1,1 г СКОП и 2,6 г воды, компоненты нагревают до 70°С и прибавляют 8 г КОЖК. Температуру полученной реакционной смеси повышают до слабого кипения и выдерживают в этом режиме в течение 2 часов. Затем охлаждают до температуры 50-60°С, добавляют 1 г неонола и перемешивают в течение 15-20 минут до получения однородной массы. Получают реагент следующего состава, мас.%: КОЖК 8; гидроксид натрия 0,67; неонол АФ_9-12 1; СКОП 1,1 и вода 89,23.

Получаемый по предлагаемому способу реагент характеризуется следующими показателями:

массовая доля сухого остатка	4-40%
массовая доля свободной щелочи
в пересчете на сухой остаток	не более 1,0 мг-экв/л
содержание мыл синтетических
или растительных жирных
кислот в пересчете на сухой остаток	не менее 1,7 мг-экв/л
величина рН 2%-ной водной эмульсии	9-12
содержание неионогенного ПАВ
в пересчете на сухой остаток, %	0,5-5

Выбор количественного содержания исходных компонентов для осуществления предлагаемого способа обусловлен следующим. Содержание сухого остатка менее 4% приводит к возрастанию транспортных расходов на перевозку реагента, который содержит много воды. При содержании сухого остатка в реагенте более 40% могут возникнуть технологические затруднения при сливе и расфасовке, связанные с ухудшением текучести реакционной массы при температуре ниже 60-70°С.

Содержание неонола АФ_9-12 менее 0,5% приводит к высаливанию реагента при его растворении в слабоминерализованных технологических водах. Увеличение содержания неонола АФ_9-12 более 5% не оказывает существенного влияния на однородность и фазовую стабильность реагента, полученного предлагаемым способом, и, следовательно, является технологически нецелесообразным.

При содержании СКОП менее 1% не обеспечиваются достаточные закупоривающие свойства при использовании в условиях коллекторов порово-трещиноватого типа. Увеличение содержания СКОП более 10% может повлечь за собой ухудшение текучести реагента, что приведет к технологическим трудностям при его расфасовке или к слишком высокой вязкости рабочего раствора реагента.

Реагент, полученный предлагаемым способом, был испытан в лабораторных условиях. В лабораторных условиях исследовали следующие свойства рабочих растворов (содержание основного вещества 1-5%), полученных из приготовленного реагента путем растворения последнего в технологических водах:

- фазовую стабильность и однородность как реагента, так и его рабочих растворов в течение 30 суток;

- показатель фильтруемости - количество жидкости, отфильтровавшейся в течение 1 часа при фильтрации 100 мл рабочего раствора реагента через фильтр красная лента" диаметром 150 мм;

- размер частиц дисперсной фазы определяли при исследовании под микроскопом.

Также были проведены исследования реагента, полученного известным по прототипу способом, и реагента, полученного способом с измененным порядком операций.

Результаты исследований приведены в таблице.

Данные, приведенные в таблице 1, показывают, что:

- реагент, полученный заявляемым способом (опыты 1-3), характеризуется частицами дисперсной фазы, в 1,6-2 раза превышающими по размеру частицы в реагенте, полученном известным способом;

- стабильность и однородность фазового состояния полученного предлагаемым способом реагента и его водных растворов сохраняется длительное время до 30 суток (опыты 1-3), в то время как реагент с таким же компонентным составом (опыт 4), но полученный способом с измененным порядком операций, является неоднородным и образует быстро расслаивающуюся взвесь с высоким показателем фильтрации и слишком крупными размерами частиц дисперсии, что в промысловых условиях приведет к затруднению продвижения нерастворимой части реагента в пласт и к снижению эффективности обработки.

Учитывая вышеизложенное, реагент, полученный предлагаемым способом, позволит в промысловых условиях:

- достичь большей степени снижения проницаемости промытых зон по воде при использовании в условиях коллекторов порово-трещиноватого типа;

- упростить технологию приготовления рабочих растворов реагента за счет использования попутно добываемой слабоминерализованной воды при сохранении способности растворяться в воде без нагревания.

Таблица Свойства рабочих растворов реагента, полученного предлагаемым и известным способами
№№	Содержание компонентов в реагенте, мас.%					Плотность воды для приготовления рабочего раствора реагента, г/см3	Характеристика рабочих растворов реагента	Показатель фильтруемости рабочего раствора реагента за 1 час,%	Размер частиц дисперсии рабочего раствора, мм
	КОЖК	NaOH	Неонол	СКОП	Вода
1	10	0,42	1	1,1	87,48	1,022	Однородная среднедисперсная взвесь, устойчивая во времени	17	0,5-0,7
2	11	2	1	2	84	1,02	Однородная среднедисперсная взвесь, устойчивая во времени	38	0,5-0,7
3	35	4	3,5	3,85	53,65	1,02	Однородная среднедисперсная взвесь, устойчивая во времени	13	0,5
4	30	4	3	3 введен после омыления	60	1,02	Неустойчивая среднедисперсная взвесь	Более 80	1
5 прототип	48	5 KOH	5	-	42	1,02	мелкодисперсная взвесь	70	0,2-0,3
Примечание: 1. Устойчивость реагента и рабочих растворов определяли в течение 30 суток.