Патент на изобретение №2359005

(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗОЛЯЦИИ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД В СКВАЖИНЕ

(57) Реферат:

Состав может быть использован для увеличения нефтеотдачи нефтяных пластов заводнением и для снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами. Технический результат – повышение термостабильности состава. Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества, содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C₈-C₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли – алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный продукт 1-6, углеводородная жидкость 10-30, алюмохлорид 10-30, вода остальное. 3 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для изоляции водопритока в нефтяные скважины и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов заводнением и снижения проницаемости в скважинах с терригенными и карбонатными коллекторами.

Известен состав для изоляции в нефтяных скважинах, содержащий углеводородную жидкость, неионогенное поверхностно-активное вещество (эмультат), хлорид кальция, древесную муку, нефрас (см. патент РФ 2131513, кл. Е21В 43/32 от 1997).

Недостатком этого состава является то, что состав, проникая в пласт, вызывает кольматацию пор и трещин частицами древесной муки, которые со временем, вымываясь, засоряют призабойную зону пласта (ПЗП). Кроме того, этот состав не обеспечивает прочность изоляционного экрана в водонасыщенных пластах с высокоминерализованными пластовыми водами.

Известна гидрофобная эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважину (патент РФ 2134345, кл. Е21В 43/32 от 1997), содержащая, мас.%: нефть 32,0-56,0; кубовые остатки производства аминов С₁₇-С₂₀ или продукт поликонденсации остатков кубовых при производстве аминов С₁₇-С₂₀ и остатков кубовых при производстве капролактама 1,0-4,0 и пластовую воду хлоркальциевого типа плотностью 1060-1180 кг/м³ – остальное.

В таких эмульсиях плотная упаковка аминов в межфазном слое с образованием структурированных и предельно сольватированных дисперсионной средой адсорбционных пленок стабилизирует эмульсии, придавая им высокие структурно-механические свойства.

Однако в высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах первоначально загущающаяся в водопромытых каналах пласта известная эмульсия по истечении 4-6 мес. (по результатам опытно-промысловых испытаний) начинает размываться под давлением пластовых вод в связи с постепенным ослаблением ее структурно-механических свойств, что делает изоляцию некачественной.

Наиболее близкой к предлагаемому решению по назначению и технической сущности является эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащая, мас.%:

Углеводородную жидкость	74-90
Остатки кубовые при производстве
аминов С17-С20	3-5
Неорганическую соль алюминия	2-4
Воду	Остальное

(Патент РФ 2186959, кл. Е21В 43/22, 2002 г.).

Основным недостатком известного состава является характерная для всех эмульсий подвижность при значительных депрессиях на пласт, возникающих при вводе скважины в эксплуатацию после проведения ОПЗ. Поскольку данная эмульсия обладает тиксотропными свойствами, то проявление этого эффекта будет более значительным.

Основой настоящего изобретения является задача создания эффективного реагента для изоляции водопритока в скважине с терригенными и карбонатными коллекторами.

Поставленная задача решается так, что состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное вещество, неорганическую соль алюминия и воду, в качестве поверхностно-активного вещества содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородными радикалами C₈-С₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли – алюмохлорид при следующем содержании компонентов, мас.%:

Продукт взаимодействия	1-6
указанный выше
Углеводородный растворитель	10-30
Алюмохлорид	10-30
Вода	Остальное

Продукт взаимодействия получают путем нагревания до 120-150°С и перемешивания в течение 4-6 часов при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом

C₈-C₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно.

В качестве алканоламина используют моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84) или диэтаноламин (ТУ 6-09-2652-91) или триэтаноламин марки В (ТУ 6-02-916-79).

В качестве жирных кислот используют, например, талловое масло, растительное масло (соевое, пальмовое, рапсовое, кокосовое, льняное, касторовое, хлопковое), а также смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₈-С₂₄.

Продукт взаимодействия моноэтаноламина и смеси жирных кислот представляет собой мазеобразное вещество от коричневого до темно-коричневого цвета с температурой плавления 40-60°С.

Продукт взаимодействия диэтаноламина (триэтаноламин) и смеси жирных кислот представляет собой вязкую жидкость от темно-желтого до коричневого цвета. Плотность при 20°С – 930-960 кг/м³.

Примеры приготовления ПВ.

Пример 1. В реактор емкостью 2000 л, оснащенный мешалкой и сливным устройством на дне, загружают 700 кг (0,79 моль) нерафинированного рапсового масла с содержанием свободных жирных кислот 2,35% и при перемешивании подают 174,5 кг (2,86 моль) моноэтаноламина (1:3,6). Температуру в реакторе доводят до 130°С и перемешивают при заданной температуре в течение 5 часов. После чего реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии по свободным аминам составляет 96% (образец 1, табл.1).

Пример 2. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,15 моль) таллового масла с кислотным числом 168,1 мг КОН /г и 13 г (0,21 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают при перемешивании до 150°С и ведут процесс в течение 4 часов. Затем полученный продукт охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии равна 74% (образец 2, табл.1)

Пример 3. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают 50 г (0,17 моль) смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда фракций C₁₆-C₂₂ с кислотным числом 180,6 мг КОН/г и при перемешивании добавляют 14 г (0,23 моль) моноэтаноламина (1:1,4). Реакционную массу нагревают до 120°С и выдерживают в течение 6 часов. По окончании процесса реакционную массу охлаждают до 25±5°С. Степень конверсии составляет 97% (образец 3, табл.1).

Примеры 4-9. Проводят аналогично. В качестве алканоламина используют диэтаноламин или триэтаноламин. Технологические параметры полученого продукта взаимодействия и мольные соотношения реагентов представлены в табл.1.

Таблица 1
образца	Исходное сырье	Мольное соотношение	Температура, °С	Длительность, ч	Степень конверсии, %
	Рапсовое масло	0,79	130	5	96
1	Моноэтаноламин	2,68
2	Талловое масло	0,15	150	4	74
	Моноэтаноламин	0,21
3	Смесь жирных		120	6	97
	кислот фракции
	С16-С22	0,17
	Моноэтаноламин	0,23
4	Рапсовое масло	1	130	5	79
	Диэтаноламин	3,6
5	Талловое масло	1	150	4	99
	Диэтаноламин	1,4
6	Смесь жирных		120	6	89
	кислот фракции C16-C22	1
	Диэтаноламин	1,4
7	Рапсовое масло	1	130	5	77
	Триэтаноламин	4
8	Талловое масло	1	150	4	80
	Триэтаноламин	2
9	Смесь жирных		120	6	91
	кислот фракции
	C16-C22	1
	Триэтаноламин	1

В качестве углеводородной жидкости используют, например, низкозастывающие фракции или товарные среднедистиллятные топлива:

например, топливо для реактивных двигателей марок ТС-1, РТ по ГОСТ 10227-86, топливо дизельное по ГОСТ 305-82, нефрас-С4-15 5/200 по ГОСТ 3134-78, нефрас-А-130/150 по ГОСТ 10214-78.

Состав готовят смешением компонентов в заявленных соотношениях (см. пример 3-10 в табл.2 и 3).

Вариантом приготовления состава является смешение эмульгатора инвертных эмульсий (смесь ПВ с углеводородным растворителем в заданных в составе соотношениях), который берут согласно ТУ 2458-309-05765670-2005 и водного раствора алюмохлорида, который берут согласно ТУ 38.102163-84 и который представляет собой отход производства в виде насыщенного водного раствора светло-желтого или серо-зеленого оттенка, плотностью 11811247 кг/м³. Содержание основного вещества 200300 кг/м³, рН раствора 0,62,0 температура замерзания 40°С (см. пример 11-18, табл.3)

В таблицах 2-3 представлены составы и их свойства.

Из представленных в таблицах 2, 3 данных видно, что заявленный состав обладает улучшенными структурно-механическими свойствами и повышенной термостабильностью. Состав имеет хорошую эмульгирующую способность при взаимодействии с пластовой водой.

Таблица 2
п/п	Ингредиенты, мас.%	Условная вязкость, с	Статическое напряжение сдвига, дПа	Термостабиль ность, °С
Продукт взаимодействия	Углеводородная жидкость	Хлорид алюминия	Вода	2 часа	1 сут	3 сут	30 сут
прототип
	ПАВ	(нефть) =908 кг/м3		=1000 кг/м3
1	4	80	4	12	265	48	90	360	370	110
2	4	85	1	10	280	40	–	114		95
Состав по патенту
		(Реактивное топливо) =775 кг/м3		=1000 кг/м
3	1,0	10,0	10,0	79	253	30	157	390	523	110
4	2,0	20,0	15,0	63	259	34	210	320	490	110
5	3,0	25,0	20,0	52	210	27	186	290	512	120
6	6,0	30,0	30,0	34	265	25	175	280	532	120
		(Дизельное топливо) =860 кг/м3		=1000 кг/м3
7	1,0	10,0	10.0	79	258	28	160	410	535	110
8	2,0,	20,0	15,0	63	267	26	180	380	510	110
9	3,0	25,0	20,0	52	310	23	210	440	610	120
10	6,0	30,0	30,0	34	350	21	225	455	595	120

Таблица 3
п/п	Ингредиенты, мас.%	Условная вязкость, с	Статическое напряжение сдвига, дПа	Термостабильность, °С
Эмульгатор инвертных эмульсий	Водный раствор хлорида алюминия	2 часа	1 сут	3 сут	30 сут
	(Реактивное топливо) =775 кг/м3
1	11, 0	89,0	268	38	161	410	541	110
2	22,0	78,0	273	40	221	332	515	110
3	27,0	73,0	229	31	195	312	531	120
4	36, 0	64,0	288	28	188	295	540	120
	(Дизельное топливо) =860 кг/м3
5	11,0	89,0	296	29	167	430	547	110
6	22,0	78,0	299	28	188	405	517	110
7	27,0	73,0	345	28	220	455	622	120
8	36,0	64,0	368	26	232	464	612	120

Формула изобретения

Состав для изоляции притока пластовых вод в скважине, содержащий углеводородную жидкость, поверхностно-активное ещество, неорганическую соль алюминия и воду, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит продукт, полученный путем взаимодействия при нагревании до 120-150°С и перемешивании в течение 4-6 ч при атмосферном давлении алканоламина и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₈-С₂₄ при их мольном соотношении 1-4:1 соответственно, а в качестве неорганической соли – алюмохлорид при следующем соотношении компонентов, мас.%: