RU2754527C1 - Тампонажный полимерный состав для высоких температур - Google Patents
Тампонажный полимерный состав для высоких температур Download PDFInfo
- Publication number
- RU2754527C1 RU2754527C1 RU2020137542A RU2020137542A RU2754527C1 RU 2754527 C1 RU2754527 C1 RU 2754527C1 RU 2020137542 A RU2020137542 A RU 2020137542A RU 2020137542 A RU2020137542 A RU 2020137542A RU 2754527 C1 RU2754527 C1 RU 2754527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- resorcinol
- water
- paraform
- acrylamide
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 32
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000001879 gelation Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 25
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 9
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 19
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 abstract description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 18
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 13
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 12
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 9
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 3
- DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 2,6-dihydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1C=O DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 2
- WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 2-[[6-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]-2-methylpyrimidin-4-yl]amino]-n-(2-methyl-6-sulfanylphenyl)-1,3-thiazole-5-carboxamide;hydrate Chemical compound O.C=1C(N2CCN(CCO)CC2)=NC(C)=NC=1NC(S1)=NC=C1C(=O)NC1=C(C)C=CC=C1S WXHLLJAMBQLULT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004840 adhesive resin Substances 0.000 description 1
- 229920006223 adhesive resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002353 algacidal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000000987 azo dye Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);triacetate Chemical compound [Cr+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006263 metalation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N polynoxylin Chemical compound O=C.NC(N)=O ODGAOXROABLFNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000271 synthetic detergent Substances 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003253 viricidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
- C09K8/50—Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
- C09K8/504—Compositions based on water or polar solvents
- C09K8/506—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
- C09K8/508—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
- E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
- E21B33/138—Plastering the borehole wall; Injecting into the formation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции или ограничения водопритока, для выравнивания профиля приемистости, ликвидации зон поглощений высокотемпературных скважин. Тампонажный полимерный состав для высоких температур содержит сополимер акриламида и акриловой кислоты, воду и сшиватели - параформ и резорцин, дополнительно содержит регулятор гелеобразования реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %: сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7; параформ - 0,03-0,2; резорцин - 0,02-0,12; реагент Кратол - 0,01-1,0; вода - остальное. По второй альтернативе тампонажный состав может содержать в качестве сшивателя параформ и резорцин с аэросилом, воду и дополнительно - регулятор гелеобразования, в качестве которого применяется реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %: сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7; параформ - 0,03-0,2; резорцин - 0,02-0,12; аэросил - 0,01-0,03; реагент Кратол - 0,01-1,0; вода - остальное. Техническим результатом является повышение качества изоляции в высокотемпературных пластах за счет увеличения глубины закачки, прочности сшитой полимерной системы, образованной в обводненной зоне, а также расширение температурного диапазона применения тампонажного полимерного состава. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции или ограничения водопритока, для выравнивания профиля приемистости, ликвидации зон поглощений высокотемпературных скважин.
Известен вязкоупругий состав для изоляционных работ в скважинах, содержащий полиакриламид, сшивающий агент нитрат хрома, регулятор гелеобразования сульфаминовую кислоту, наполнитель органоминеральный реагент «АПТОН-РС», Монасил и воду (патент РФ №2356929, МПК С09К 8/04, Е21 В 33/138, опубл. 27.05.2009). Недостатком данного состава является то, что при температуре 20°С время гелеобразования составляет от 25 мин до 7 ч 25 мин в зависимости от соотношения ингредиентов, что недостаточно при проведении работ при более высоких пластовых температурах. При уменьшении концентрации регулятора гелеобразования (сульфаминовая кислота) происходит увеличение времени гелеобразования до 7 ч 25 мин при температуре 20°С, что также приводит к ухудшению технологических свойств состава, такие как, пластическая прочность, адгезия к металлу и пластовой породе. Поэтому данный состав не может обладать высокой эффективностью при проведении изоляционных работ в скважинах с повышенной пластовой температурой.
Известен способ изоляции водопритока в высокотемпературных пластах (патент РФ №2272891, МПК Е21В 33/138, опуб.27.03.2006), включающий закачку в пласт композиции из водного раствора сшивателя и полимера акриламида с молекулярной массой не более 1 млн и степенью гидролиза не более 0,5% (неионогенный полимер акриламида АК-631 марки Н-50) способного при температуре пласта более 70°С к гидролизу и образованию прочного геля в присутствии сшивателя (ацетата хрома или уротропина с гидрохиноном), а также выступающие в качестве регулятора гелеобразования слабые органические кислоты, например сульфосалициловая кислота. Недостатком данного состава является долгое время растворения низкогидролизованного неионогенного полимера АК-631 марки Р-50 в воде, как следствие, сложность и длительность приготовления состава при закачке в пласт. Кроме того, сшивка ионами металлов карбоксильных полимеров, таких как частично гидролизованный ПАА, не пригодна для применения в пластах с высокими температурными режимами. В таких пластах произойдет избыточный гидролиз полимерного геля и к тому же будет иметь место синерезис из-за нежелательной сшивки двухвалентными катионами, такими, как магний и кальций.
Наиболее близким решением, взятым за прототип, является гелеобразующий состав, который содержит сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,17-0,80 мас. %, параформ - 0,03-0,20 мас. %, резорцин - 0,02-0,12 мас. %, вода - остальное или сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,17-0,80 мас. %, параформ - 0,03-0,20 мас. %, резорцин -0,02-0,12 мас. %, аэросил - 0,01-0,03 мас. %, вода - остальное (патент РФ №2553816, МПК Е21В 33/13, С09К 8/504, Е21В 43/22, опубл. 20.06.2015.). Недостатком известного состава является то, что его применение ограничено по температурному диапазону. При температуре выше 70°С, в течение 20-30 мин. происходит резкое повышение вязкости геля, что снижает глубину закачки в пласт.
Каждое нефтяное месторождение имеет свои геолого-физические характеристики. Состав нефти и породы коллектора, вязкость нефти, минерализация пластовых вод, пластовые температуры и давление изменяются в довольно широких пределах. Так, например, пластовые температуры большинства месторождений Западной Сибири варьируются от 50 до 100°С. Поэтому применение гель-технологий для увеличения нефтеотдачи, ограничения или изоляции водопритока требует создания гелеобразующих систем с регулируемыми свойствами.
Время гелеобразования при температурах выше 70°С можно регулировать неорганическими и органическими добавками, подстраивая под конкретные пластовые условия. Поэтому важно для расширения возможности применения сшитых полимерных систем ручное регулирование времени их сшивки изменением содержания как полиакриламида, так и сшивателя. При одинаковом содержании компонентов в смеси, состав будет иметь различные свойства при 70°С и при 90°С, в т.ч. время гелеобразования, реологические свойства и прочностные характеристики.
Возможность применения структурообразующих композиций в технологиях водоизоляции в условиях повышенных пластовых температур определяется, в основном, двумя факторами:
- стабильностью структур при повышенных температурах;
- управляемой кинетикой образования структуры, позволяющей закачивать требуемые объемы композиции.
Задачей изобретения является повышение качества изоляции в высокотемпературных пластах за счет увеличения глубины закачки, прочности сшитой полимерной системы, образованной в обводненной зоне, а также расширение температурного диапазона применения тампонажного полимерного состава.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый тампонажный полимерный состав для высоких температур, содержащий сополимер акриламида и акриловой кислоты, воду и сшиватели - параформ и резорцин, согласно изобретению, дополнительно содержит регулятор гелеобразования реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7
параформ - 0,03-0,2
резорцин - 0,02-0,12
реагент Кратол - 0,01-1,0
вода - остальное,
Или в качестве сшивателя содержит параформ и резорцин с аэросилом и дополнительно содержит регулятор гелеобразования - реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7
параформ - 0,03-0,2
резорцин - 0,02-0,12
аэросил - 0,01-0,03
реагент Кратол - 0,01-1,0
вода - остальное.
Кроме того, тампонажный полимерный состав для высоких температур в качестве сополимера акриламида и акриловой кислоты, согласно изобретению, содержит сополимер акриламида и акриловой кислоты с молекулярной массой 3-18 млн и степенью гидролиза 5-30%.
В химических технологиях добычи нефти используют широкий спектр полимеров акриламида, различающихся по молекулярным массам и степеням гидролиза. Варьирование молекулярных характеристик и концентрации полимера в композиции позволяет подобрать оптимальный состав применительно к конкретным геолого-физическим условиям месторождений.
Технология с использованием сшитых полимерных систем основывается на закачке в неоднородный по проницаемости и нефтенасыщенности пласт полимерных растворов, содержащих сшивающий агент. Предварительный выбор полимера для водоизоляции проводится на повышенных прочностных характеристиках композиций, какими обладают композиции на основе полимеров с молекулярной массой 3-18 млн. Величина предельного напряжения сдвига (ПНС) геля, образованного в трещиновато-поровом пласте, для таких композиций составляет более 30 Па, что позволяет сформировать экран, обеспечивающий эффективную водоизоляцию.
В прототипе в качестве полимера используются сополимеры акриламида и акриловой кислоты с молекулярной массой 5-18 млн и степенью гидролиза 5-30%, что недостаточно для формирования устойчивых сшитых гелей в условиях повышенных пластовых температур и значительно короткого времени гелеобразования при повышенных температурах, в заявляемом техническом решении предложено расширить диапазон используемых полимеров на сополимеры акриламида и акриловой кислоты с молекулярной массой 3-18 млн и степенью гидролиза 5-30%.
Не менее важным фактором успешного и качественного проведения изоляционных работ, в т.ч. ликвидации зон поглощений бурового раствора при бурении скважин, является выбор оптимальной концентрации полимеров и сшивателей в воде.
В заявляемом составе предлагается расширить диапазон концентрации полимерных компонентов в воде, а именно от 0,18 до 1,7%, что безусловно позволит улучшить реологические, физико-химические и фильтрационные характеристики тампонажного полимерного состава. Кроме того, увеличение концентрации и использование низкомолекулярного полимера позволяет создавать более прочные водоизоляционные экраны, что в конечном итоге сказывается на качестве проводимых работ.
В качестве регулятора гелеобразования заявляемый тампонажный полимерный состав содержит реагент Кратол. Использование реагента Кратол в нефтедобыче для целей регулирования гелеобразования полимерных систем не известно.
В состав реагента Кратол входят сульфаминовая кислота, алкилдиетилбензиламмоний хлорид и алкилбензолсульфонат натрия. Наличие добавок позволяет реагенту Кратол в заявляемом тампонажном полимерном составе выполнять роль регулятора времени гелеобразования в высокотемпературных пластах, что в конечном счете позволяет решить задачу повышения качества изоляции за счет увеличения глубины закачки и прочности сшитой полимерной системы, образованной в обводненной зоне. Изменением концентрации реагента Кратол можно регулировать необходимое время гелеобразования для конкретных геолого-физических условий конкретного месторождения, в том числе высоких пластовых температур. Введение реагента Кратол в тампонажный полимерный состав позволяет предотвратить преждевременное стремительное гелеобразование сшитых полимерных систем, происходящее при повышенных температурах. Кроме того, реагент Кратол обладает комплексным действием: кроме регулирования гелеообразования проявляет свойства бактерицида и ингибитора коррозии, что также положительно влияет на состояние оборудования в условиях активного использования сульфаминовой кислоты.
Исследованиями установлено, что в условиях высоких температур аэросил наряду с параформом и резорцином выполняет роль сшивателя сополимера акриламида и акриловой кислоты. Так как оба заявляемых гелеобразующих состава - и без аэросила, и с аэросилом - имеют равные технические преимущества за счет упрощения приготовления гелеобразующего состава без аэросила и увеличения времени гелеобразования примерно на 10-20% в присутствии его, каждое изобретение заявляемой группы изобретений охарактеризовано заявителем совокупностью признаков с применением альтернативы «или».
В составе заявляемого технического решения используются следующие реагенты.
Сополимер акриламида и акриловой кислоты - например, частично гидролизованный полиакриламид марок А345, SD-6800, AN-132, FP-107, А523 и т.п. с молекулярной массой 3-18 млн и степенью гидролиза 5-30%. Данные марки полиакриламидов применяются для очистки природных и промышленных сточных вод, интенсификации процессов осветления, сгущения и фильтрования технологических рассолов, суспензий, флотоконцентратов и флотоотходов, для процессов увеличения нефтедобычи и бурения.
Параформ (параформальдегид) ТУ 6-09-141-03-89 - продукт полимеризации формальдегида. Это белый, рыхлый порошок с запахом формальдегида. Применяется как дезинфецирующее средство, используется при получении резорцинформальдегидных, фенолформальдегидных, карбамидоформальдегидных и других смолах, а также при производстве химикатов для бурения нефтяных скважин, добавок к нефтяным маслам, клейких смол и формованных материалов электрических компонентов.
Резорцин ГОСТ 9970-74 - мета-диоксибензол, белый или с желтоватым оттенком кристаллический порошок со слабым характерным запахом. Применяют в производстве лекарственных препаратов для лечения кожных заболеваний, в производстве взрывчатых веществ, резорцино-альдегидных смол, азокрасителей, стабилизаторов и пластификаторов высокомолекулярных соединений.
Кратол ТУ 2121-415-05800142-2014 - продукт на основе сульфаминовой кислоты, выпускаемый ПАО «Пигмент», представляет собой кристаллический порошок белого цвета, хорошо растворимый в воде, содержащий сульфаминовую кислоту (от 90%), алкилдиметилбензиламмоний хлорид (1-5%) и Алкилбензолсульфонат натрия (1-5%). Применяется в нефтедобывающей промышленности при кислотной обработке призабойной зоны пласта, используется как основной компонент сухокислотных составов.
Алкилдиметилбензиламмоний хлорид относится к классу четвертичных аммониевых соединений, является высокоэффективным дезинфицирующим средством, обладающим мощным антимикробным, бактерицидным, альгицидным, фунгицидным, вирулицидным эффектом.
Алкилбензолсульфонат натрия является в настоящее время основным поверхностно-активным веществом, входящим в составы синтетических моющих средств и комплексных реагентов, широко применяющиеся в нефтяной промышленности, в качестве ингибитора сероводородной и кислотной коррозии.
Аэросил ГОСТ 14922-77 - высоко дисперсный, высокоактивный, аморфный, пирогенный диоксид кремния (SiO2). Применяется для загущения, придания тиксотропных свойств жидкостям и активного наполнения каучуков и герметиков. Широко применяется также для придания сыпучести порошкообразным продуктам, предотвращения комкования, адсорбирует излишнюю влагу и повышает срок их хранения. Выполняет функцию стабилизатора, выступает в качестве антиседиментационной добавки многокомпонентных систем. Термостабилен и сохраняет свои свойства при температуре свыше 200°С.
Все составы готовились в следующей последовательности: в пресную воду (минерализация менее 1 г/л) при перемешивании на магнитной мешалке вводили последовательно реагент Кратол, далее после полного растворения вводили сшиватели параформ, резорцин, аэросил (в составах, содержащих аэросил), далее вводили сополимер и продолжали перемешивать до полного растворения. Определяли время растворения при комнатной температуре и время гелеобразования при высокой температуре. Параллельно проводились испытания при температуре 70°С и 90°С. При достижении значений времени релаксации (времени жизни нити) больше 120 сек полимерная система считалась достигшей необходимой степени сшивки. Далее на ротационном вискозиметре Haake Viscotesteri Q определялись вязкость и реологические характеристики сшитых гелей.
Пример конкретного выполнения
В 98,7 мл пресной воды (минерализация менее 1 г/л) приготовили раствор, содержащий 1,0 г (1,0%) полиакриламида марки А 345, 0,18 г (0,18%) реагента Кратол, 0,09 г. (0,09%) параформа, 0,03 г (0,03%) резорцина и 0,005 г (0,005%) аэросила
Определили время растворения при комнатной температуре и время гелеобразования при 90°С. Время растворения составило 90 мин. Время гелеобразования 285 мин. (см. таблица 1 строка 25). Вязкость и реологические характеристики сшитого геля, измеренные на вискозиметре Haake Viscotesteri Q представлены на фиг. 1.
Далее аналогично примеру конкретного выполнения были получены составы с различным содержанием компонентов и исследованы их время растворения, время сшивки при температурах 70°С и 90°С. Все результаты приведены в таблице 1.
Эксперименты №№1-15 были проведены с использованием в качестве сополимера акриламида и акриловой кислоты частично гидролизованного полиакриламида марки AN 132, №№16-32 - частично гидролизованный полиакриламид марки А 345, №№33-49 - частично гидролизованный полиакриламид марки А 523, №№50-54 - частично гидролизованный полиакриламид марки FP 107 Время растворения и гелеобразования при различных температурах в зависимости от различной концентрации компонентов тампонажной полимерной смеси для сополимеров А345, А523, FP107, AN132 представлено в таблице 1.
Примеры 16, 33 и 50 без содержания реагента Кратол приведены для сравнения с прототипом (патент РФ№2553816). В пресной воде (минерализация менее 1 г/л) готовится раствор, содержащий полиакриламид марки А 345, сшиватели параформ и резорцин.
Из приведенных примеров видно, что состав по прототипу (строка 55) при температуре 70°С сшивается за 30 мин, при 90°С за 13 мин, что недостаточно для безаварийной доставки состава в пласт для дальнейших ремонтно-изоляционных работ. Введение регулятора гелеобразования Кратол как без аэросила, так и в присутствии его дает возможность удлинения времени сшивки от 30 до 1200 минут в зависимости от температуры.
Выбранный диапазон концентрации частично гидролизованного полиакриламида от 0,18 до 1,7% в присутствии сшивателей дает возможность получить прочные сшитые гели №№3-14. При концентрации 0,15% ПАА гель не сшивается (№1) или он является слабосшитым (№2), что не позволяет создать прочный водоизоляционный экран. При концентрации выше 1,7% описанные ПАА (№15) плохо растворяются в воде, образуют густой тяжелопрокачиваемый раствор, который может привести к аварийным последствиям в скважине.
Плавное увеличение концентрации Кратола в полимерных композициях (№№16-32) и (№№33-49) позволяет подобрать оптимальное время сшивки геланта с сохранением реологических характеристик.
Для тампонажных полимерных составов, приготовленных по примерам таблиц 1, отмеченных знаком * проводили исследование реологических свойств.
Для оценки реологических свойств составов были записаны зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига и рассчитано предельное напряжение сдвига.
Вязкость и реологические характеристики сшитых гелей, как в присутствии регулятора гелеобразования, так и без него, определялись на ротационном вискозиметре Haake Viscotesteri Q. Для изучаемых образцов применялся сдвиговой тест при изменении скорости сдвига в диапазоне от 0,1 до 300 с-1, при котором определяли зависимость напряжения сдвига и вязкости от скорости сдвига. При этом повышение скорости сдвига производилось ступенчато, с заданным шагом в логарифмическом масштабе.
Для определения предельного напряжения сдвига построение реологической кривой осуществлялось в режиме контролируемого напряжения сдвига (CS).
Зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига (кривые течения) для сшитых полимерных систем аппроксимируется уравнением Гершеля-Балкли, описывающим поведение пластичной жидкости:
где τ - напряжение сдвига, Па;
К - консистентность, Па⋅с - мера консистенции жидкости;
n - показатель степени неньютоновского поведения жидкости - чем больше n отличается от 1, тем выше проявление неньютоновских свойств раствора;
τ0 - предельное напряжение сдвига, Па - характеризует величину внешнего воздействия, необходимого для начала течения жидкости.
В качестве параметра для оценки эффективности тампонажных составов можно использовать предельное напряжение сдвига τ0. Предельное напряжение сдвига у системы в определенной степени характеризует наличие свойств твердого тела - чтобы началась деформация необходимо приложить некоторое напряжение сдвига. Чем выше τ0, тем больше сопротивление системы при малых скоростях сдвига и тем выше ее изолирующая способность.
На Фиг. 1 представлены реологические кривые зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига составов 16 и 25 при 90°С, на Фиг. 2 - составов 33 и 45 при 90°С.
Все композиции являются неньютоновскими жидкостями, то есть их течение не подчиняется закону Ньютона и вязкость меняется при изменении скорости сдвига (приложенной деформации).
Полученные реологические кривые (Фиг. 1 и Фиг. 2) свидетельствуют, что введение регулятора сшивки не влияет на вязкостные и прочностные характеристики сшитых полимерных составов (табл. 2)
Исследованы время гелеобразования составов в присутствии частично гидролизованного полиакриламида марки FP107 без аэросила (№51) и в присутствии аэросила 0,01; 0,02, 0,03% (№№52-54 соответственно).
Использование аэросила в концентрациях от 0,01 до 0,03% позволяет дополнительно увеличить время гелеобразования тампонажного полимерного состава примерно на 10-20%, что является преимуществом использования данного состава. Использование аэросила в концентрации выше 0,03% нецелесообразно, так как с увеличением концентрации аэросила, значительного увеличения времени сшивки не наблюдается (№№52-54).
Дополнительное введение аэросила не влияет на реологические характеристики сшитых полимерных систем, что подтверждаются полученными кривыми вязкости (Фиг. 3 и табл. 3.
Преимуществами заявляемого тампонажного полимерного состава для высоких температур являются:
- возможность регулирования времени гелеобразования в зависимости от конкретных условий пласта, глубины скважины, необходимых объемов закачки;
- при повышенных температурах сохраняются свойства сшитых полимерных систем длительное время, увеличивается прочность сшитой полимерной системы, образованной в обводненной зоне;
- увеличение глубины закачки в высокотемпературные пласты вследствие увеличения времени гелеобразования;
- предотвращение резкого образования пробок при повышенных температурах, приводящее к аварийным ситуациям.
Конечным результатом использования изобретения является повышение качества проводимых изоляционных работ в высокотемпературных пластах, расширение температурного диапазона применения тампонажного состава и расширение ассортимента полимерных тампонажных составов.
Claims (14)
1. Тампонажный полимерный состав для высоких температур, содержащий сополимер акриламида и акриловой кислоты, воду и сшиватели - параформ и резорцин, отличающийся тем, что дополнительно содержит регулятор гелеобразования реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7
параформ - 0,03-0,2
резорцин - 0,02-0,12
реагент Кратол - 0,01-1,0
вода - остальное,
или в качестве сшивателя содержит параформ и резорцин с аэросилом и дополнительно содержит регулятор гелеобразования - реагент Кратол, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сополимер акриламида и акриловой кислоты - 0,18-1,7
параформ - 0,03-0,2
резорцин - 0,02-0,12
аэросил - 0,01-0,03
реагент Кратол - 0,01-1,0
вода - остальное.
2. Тампонажный полимерный состав для высоких температур по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сополимера акриламида и акриловой кислоты содержит сополимер акриламида и акриловой кислоты с молекулярной массой 3-18 млн и степенью гидролиза 5-30%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020137542A RU2754527C1 (ru) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Тампонажный полимерный состав для высоких температур |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020137542A RU2754527C1 (ru) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Тампонажный полимерный состав для высоких температур |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2754527C1 true RU2754527C1 (ru) | 2021-09-03 |
Family
ID=77670187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020137542A RU2754527C1 (ru) | 2020-11-16 | 2020-11-16 | Тампонажный полимерный состав для высоких температур |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2754527C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115216282A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-21 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种高温高矿化度油藏用黑胶调堵剂及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090221453A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Sumitra Mukhopadhyay | Treatment Fluid With Oxidizer Breaker System and Method |
| RU2383560C2 (ru) * | 2003-09-12 | 2010-03-10 | Налко Компани, корпорация штата Делавэр | Способ и композиция для добычи углеводородных жидкостей из подземного пласта |
| RU2467156C2 (ru) * | 2010-10-29 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Способ крепления призабойной зоны скважины |
| RU2553816C1 (ru) * | 2014-05-06 | 2015-06-20 | ООО "Уфимский Научно-Технический Центр" | Гелеобразующий состав, сухая смесь и способы его приготовления |
-
2020
- 2020-11-16 RU RU2020137542A patent/RU2754527C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2383560C2 (ru) * | 2003-09-12 | 2010-03-10 | Налко Компани, корпорация штата Делавэр | Способ и композиция для добычи углеводородных жидкостей из подземного пласта |
| US20090221453A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Sumitra Mukhopadhyay | Treatment Fluid With Oxidizer Breaker System and Method |
| RU2467156C2 (ru) * | 2010-10-29 | 2012-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Дельта-пром инновации" | Способ крепления призабойной зоны скважины |
| RU2553816C1 (ru) * | 2014-05-06 | 2015-06-20 | ООО "Уфимский Научно-Технический Центр" | Гелеобразующий состав, сухая смесь и способы его приготовления |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КРАТОЛ. Размещено 20.10.2020. https://web.archive.org/web/20201020194212/https://krata.ru/catalog/sulfaminovaya-kislota/kratol/. Найдено в Интернет 17.06.2011. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115216282A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-21 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种高温高矿化度油藏用黑胶调堵剂及其制备方法 |
| CN115216282B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-11-17 | 中海油能源发展股份有限公司 | 一种高温高矿化度油藏用黑胶调堵剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4152274A (en) | Method for reducing friction loss in a well fracturing process | |
| US9315722B1 (en) | Methods for improving friction reduction in aqueous brine | |
| US4018286A (en) | Controlled well plugging with dilute polymer solutions | |
| EP1059316B1 (de) | Wasserlösliche Mischpolymere und ihre Verwendung für Exploration und Förderung von Erdöl und Erdgas | |
| US4498540A (en) | Gel for retarding water flow | |
| US9074125B1 (en) | Gelling agent for water shut-off in oil and gas wells | |
| AU2015374328B2 (en) | Emulsions containing alkyl ether sulfates and uses thereof | |
| CN103923629B (zh) | 一种堵水剂 | |
| Simjou et al. | Polyacrylamide gel polymer as water shut-off system: preparation and investigation of physical and chemical properties in one of the Iranian oil reservoirs conditions | |
| DK2892974T3 (en) | APPLICATION OF THERMO-THICKENING POLYMERS IN THE GAS AND OIL FIELD INDUSTRY | |
| CN111410943B (zh) | 一种高温快速成胶加重的复合凝胶压井胶塞及其制备方法 | |
| NO148787B (no) | Blanding til syrebehandling av poroese undergrunnsformasjoner og anvendelse av samme | |
| RU2754527C1 (ru) | Тампонажный полимерный состав для высоких температур | |
| CN106317321A (zh) | 用于制备井下交联复合凝胶的组合物以及由其制备的交联复合凝胶 | |
| US4502965A (en) | Terpolymers for use as high temperature fluid loss additive and rheology stabilizer for high pressure, high temperature oil well drilling fluids | |
| CN104710568A (zh) | 一种缓膨抗盐黏弹颗粒调剖剂的制备方法 | |
| CN105860951A (zh) | 一种酸性聚合物压裂液及其制备方法 | |
| RU2597593C1 (ru) | Способ выравнивания профиля приемистости нагнетательных и ограничения водопритока в добывающих скважинах | |
| CN111690398B (zh) | 压裂液原液、酸化压裂液、降阻水和携砂压裂液及其制法 | |
| US11952532B2 (en) | Sago-based formulations for gel applications including conformance control and water shutoffs | |
| US4544722A (en) | Water-soluble terpolymers of 2-acrylamido-2-methylpropane-sulfonic acid, sodium salt (AMPS), n-vinylpyrrolidone and acrylonitrile | |
| CN107312508B (zh) | 铝盐络合物在制备钻井液中的应用及钻井液 | |
| RU2553816C1 (ru) | Гелеобразующий состав, сухая смесь и способы его приготовления | |
| RU2630007C2 (ru) | Жидкость для глушения и промывки нефтяных и газовых скважин | |
| RU2793051C1 (ru) | Состав полисахаридного геля для гидравлического разрыва пласта |