Патент на изобретение №2188313
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГЕЛЕОБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ
(57) Реферат: Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для проведения водоизоляционных работ, и может быть использовано для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов, при капительном ремонте скважин. Гелеобразующий состав, включающий соляную кислоту, воду и добавку, в качестве добавки содержит шлакопортландцемент при следующем соотношении компонентов, мас. %: шлакопортландцемент 4-10, соляная кислота 6-12, вода – остальное. Технический результат – увеличение скорости гелеобразования. 3 табл. Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к составам для проведения водоизоляционных работ, и может быть использовано для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов, при капитальном ремонте скважин. Наибольший эффект в регулировании фильтрационной проницаемости обводненных пропластков достигается при использовании гелеобразных композиций. Наиболее перспективным является применение гелеобразующих композиций. Известны гелеобразующие составы на основе различных химических реагентов, в частности, полимеров [1], кремний-органических материалов на основе олигоорганоэтоксихлорсилоксанов (торговое название 119-204) [2, 3]. Известны также гелеобразующие составы на основе силикатов [4, 5], хлорида алюминия [6, 7]. Известен также гелеобразующий состав на основе силикатов натрия [8]. Недостатком известных составов являются их низкая эффективность из-за сложности регулирования скорости гелеобразования, низкой структурной устойчивости, а также высокая стоимость гелеобразующих компонентов, что существенно ограничивает область применения составов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому, т.е. прототипом является гелеобразующий состав [9], включающий в себя соляную кислоту, воду и добавку из класса алюмосиликатов, в качестве которой используется нефелин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нефелин – 4-10 Соляная кислота – 6-10 Вода – Остальное Недостатком этого состава являются низкая скорость гелеобразования, недостаточная прочность получаемых гелей, небольшое снижение проницаемости породы после закачивания в них гелеобразующей композиции. Целью предлагаемого изобретения является увеличение скорости гелеобразования. Поставленная цель достигается тем, что гелеобразующий состав, включающий соляную кислоту, воду и добавку, в качестве добавки он содержит шлакопортландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.%: шлакопортландцемент 4-10, соляная кислота 6-12, вода остальное. Таким образом, в предлагаемом изобретении используется новый ингредиент, что дает основание утверждать о соответствии предлагаемого решения критерию “новизна”. В научно-технической и патентной литературе ранее не приводились сведения об использовании шлакопортландцементов при приготовлении гелеобразующих составов. Известно использование составов, образующих гели за счет растворения кремнезема и образования геля кремневой кислоты. Применение шлакопортландцементов дает ранее неизвестный эффект повышения прочности геля, т.е. ускорения гелеобразования. Это обусловлено тем, что шлакопортландцемент содержит оксид кальция и некоторое количество оксида алюминия. Благодаря проявлению алюминием амфотерных свойств, в системе образуется гидроксид алюминия, способствующий созданию пространственной структуры, упрочняющей образуемый гель. Благодаря присутствию СаО и Аl2О3 возможно также образование гидроалюминатов Са, которые вносят свой вклад в формирование прочности полученного геля. Таким образом, сказанное выше указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию “изобретательский уровень”. Шлакопортландцемент имеет следующий химический состав: SiO2 – 28,330-30,95%, Аl2O3 – 6,40-8,60%; Fe2О3 – 1,50-2,50; CaO – 50,30-53,80%; MgO – 2,60-4,50%; Na2O – 0,20-0,30%; К2О – 0,20-0,30%, выпускается по ГОСТу 10178-85 с изм. 1. Соляная кислота выпускается по ТУ 6-01-04689381-85-92. Жидкость желтого цвета, плотностью 1,11 г/см3, 22%-ной концентрации. В исследованиях использовался шлакопортландцемент марки 300, выпускаемый ОАО “Новотроицкий цементный завод”. Прочность геля и время гелеобразования регулируются изменением концентрации исходных компонентов. Полученные гелеобразующие композиции на основе шлакопортландцемента марки 300, соляной кислоты и воды представляют собой слегка желтоватые растворы с исходной вязкостью 1,7-2,5 мм2/с, которая увеличивается до 30 мм2/с, имеет время гелеобразования от 2 часов до нескольких суток, при концентрациях шлакопортландцемента от 4 до 10 мас.% и соляной кислоты от 6 до 12 мас.%. Определение времени гелеобразования проводилось следующим образом. К навеске шлакопортландцемента приливают раствор рабочей концентрации кислоты и тщательно перемешивают в течение 15 минут. Приготовленные гелеобразующие составы разливают в пробирки и помещают в термостат при испытуемой температуре. Если раствор при наклоне пробирки не растекается, то это время считается временем начала гелеобразования. Исследование реологических свойств гелей проводилось измерением кинематической вязкости с помощью капиллярного вискозиметра. Примеры реализации изобретения Пример 1 (прототип, известный состав) 7 г нефелина, 7 г соляной кислоты (в пересчете на 100% сухого вещества) растворяли в 86 г воды, в течение 30 минут перемешивая с помощью магнитной мешалки. Затем раствор сливали с осадка. Время гелеобразования при 20oС составляет 74 часа. Кинематическая вязкость увеличилась с 2,03 до 25,71 мм2/с (табл. 2). Пример 2 Смесь, содержащую 5 г шлакопортландцемента марки 300, 10 г соляной кислоты (в пересчете на 100% сухого вещества) и 85 г воды, перемешивали на магнитной мешалке в течение 15 минут. Через 60 часов при 20oС маловязкий раствор превратился в неподвижную гелеобразную массу (состав 3, табл. 1). Исходная кинематическая вязкость – 1,78 мм2/с через 70 часов достигла значения 28,35 мм2/с. Пример 3 Смесь, содержащую 9 г шлакопортландцемента марки 300, 12 г соляной кислоты (в пересчете на 100% кислоту) и 79 г воды (состав 6, табл. 1), перемешивали 15 минут на магнитной мешалке. Время гелеобразования при 20oС составило 18 часов, при 45oС – 6,5 часов. Полученный раствор имел исходную кинематическую вязкость 1,79 мм2/с (Т=20oС). При промышленной реализации предлагаемого изобретения получение гелеобразующего состава проводится следующим образом. В емкость цементировочного агрегата заливается 2370 л воды, в которой разводится 360 кг соляной кислоты (в пересчете на сухое вещество), после тщательного перемешивания полученной смеси к ней добавляется 270 кг шлакопортландцемента марки 300. Полученная смесь перемешивается не менее 30 минут путем круговой циркуляции. Затем полученная смесь через насосно-компрессорные или бурильные трубы закачивается в пласт и оставляется для ее структурирования и упрочнения геля в порах пласта. После тщательного перемешивания полученной смеси к ней добавляется 270 кг шлакопортландцемента марки 300. Полученная смесь перемешивается не менее 30 минут путем круговой циркуляции. Затем полученная смесь через насосно-компрессорные или бурильные трубы закачивается в пласт и оставляется для ее структурирования и упрочнения геля в порах пласта. Концентрация кислоты подбиралась таким образом, чтобы время гелеобразования было больше, чем время между смешиванием композиции и прохождением этой композиции до забойной зоны скважины. Лабораторные испытания по водоизоляции проводили на установке УИПК (установка для исследования проницаемости керна). Эксперименты проводились в следующей последовательности: образцы керна экстрагировались и определялась их проницаемость по газу. Проводилось насыщение керна водой под вакуумом. Керн помещали в кернодержатель установки УИПК и определяли его проницаемость по воде, затем в керн закачивали гелеобразующий состав. Керн выдерживали 48-72 часа для формирования структуры геля, после чего определяли его проницаемость по воде. Результаты лабораторных исследований фильтрации приведены в табл. 3. Источники информации 1. Сургучев M. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. -М.: Недра, 1985 г. 2. А.с. 1680949 A1 от 30.09.91, БИ 36. 3. А.с. 1808998, БИ 14, 1993 г. 4. Пат. США 4257813, кл. 106-74. 5. Пат. США 4640361, кл. 116-258. 6. Пат. РФ 2061856. 7. Пат. РФ 2066743. 8. Пат. РФ 2065442. 9. Пат. РФ 2089723 “Способ разработки нефтяных месторождений”, 11.12.97 (прототип). Формула изобретения
Шлакопортландцемент – 4-10 Соляная кислота – 6-12 Вода – Остальное РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
