НИТПО : Наука : Наши работы

Наши работы

КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ТАМПОНАЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АКОР, ПУТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

А.М Строганов, В.М. Строганов (ООО «НПФ «Нитпо»)

На основе кремнийорганических соединений (КОС) разработано большое число водоизолируюших материалов и композиций. Они претерпели изменения от моментально отверждающихся хлорсиланов с уменьшенным содержанием активного хлора на основе кремнийорганических эфиров (продукт 119-204) до водонаполненных композиций (АКОР-4, АКОР Б-4, ВТС, ВТОКС, АКОР БН-4).

Водоизолирующие составы на основе алкоксипроизводных КОС можно разделить на две основные группы. Первая группа включает олигомерные органоалкокси(хлор)силоксаны и композиции на их основе это продукт 119-204, ВТС-2. Вторая группа - составы на основе алкиловых эфиров ортокремниевой кислоты, в частности, на основе тетраэтоксилана и продуктов его частичной конденсации (этилсиликатов) к ним относятся АКОР, продукт 119-296, ВТС-1, ВТОКС.

Первоначально в качестве катализатора реакции гидролитической поликонденсации этиловых эфиров ортокремниевой кислоты были использованы органохлорсиланы или олигоорганоэтокси-(хлор)-силоксаны [1], в дальнейшем, кристаллогидраты солей переходных металлов (практическое применение нашел кристаллогидрат хлорного железа FeCl₃·6H₂O). Ввод связанной кристаллизационной воды в эфиры ортокремниевой кислоты, обеспечил отверждение тампонирующего состава во всем объеме. Скорость отверждения составов, получивших название АКОР-2, варьируется в широких пределах в зависимости от химической природы кремнийорганического эфира, кристаллогидрата, количества кристаллогидрата и температуры отверждения [2, 3].

Помимо существенного улучшения показателей РИР, внедрение АКОР-2 позволило сформулировать принципиально новую задачу: необходимость повышения сродства гидрофобного КОС к воде не с помощью специальной полярной жидкости (АКОР-1), а путем изменения физико-химической природы самого водоизолирующего реагента.

Задача была успешно реализована в водонаполненных составах АКОР-4 [4]. Составы готовятся вводом в алкоксипроизводные КОС кристаллогидрата хлорного железа с дальнейшим порционным вводом по определенному режиму воды или растворов хлоридов щелочных, и/или щелочноземельных металлов. В процессе приготовления состава АКОР-4 образуются силанолы, которые позволяют составу в неограниченном количестве смешиваться с водой без потери способности к гидролитической поликонденсации и других ценных свойств КОС. Составы АКОР-4 имеют рН=1,5-3 – оптимальное для водонаполненных кремний органических составов. Применение составов АКОР-4 дало возможность увеличить объемы закачки тампонажных композиций за счет разбавления КОС водой не увеличивая стоимость затрат на материалы, а самое главное на порядок возросла селективность воздействия на обводненные интервалы пласта. Селективность составов АКОР-4 обусловлена различной фазовой проницаемостью при фильтрации в водо- и нефтенасышенные интервалы пласта, составы преимущественно фильтруются в водонасыщенную зону. Кроме этого, при фильтрации составов в нефтенасыщенной зоне пласта образуется эмульсия блокирующая нефтенасыщенную зону и перераспределяющая поток водонаполненного состава АКОР-4 преимущественно в водонасыщенную зону. Составы АКОР-4 в водонасыщенном интервале пласта образуют довольно прочный водонепроницаемый гель, обладающий высокой адгезией к породе. В нефтенасыщенном интервале пласта образуется непрочный, рыхлый гель, при депрессии легко выносимый из пласта.

Простота приготовления составов АКОР-4, высокая технологичность в суровых климатических условиях, уникальное сочетание физико-химических, изолирующих и селективных свойств позволили разработать предельно простую технологическую схему РИР, исключающую применение любых буферных жидкостей:

- закачка состава и продавка до башмака НКТ водой или солевым раствором;

- продавка состава в пласт в полном объеме (или перепродавка в пласт);

- выдержка на реакцию отверждения в течение 12…24 ч и запуск скважины в эксплуатацию.

При многих достоинствах составов АКОР-2 и АКОР-4 из-за использования в них кристаллогидрата хлорного железа были отмечены определенные сложности в их приготовлении и закачке в скважину. Это было учтено при разработке одноупаковочного материала АКОР-Б100 и АКОР-Б300 [5].

Одноупаковочные материалы АКОР-Б можно было использовать как в товарном виде, так и готовить на их основе водонаполненные композиции, разбавляя водой в 3-7 раз и более. Материалы АКОР-Б100 и АКОР-Б300 были предназначены для ограничения водопритоков в скважинах с пластовыми и забойными температурами соответственно до 120 и 300 ⁰С. Высокие технологические свойства, эффективность применения, простота приготовления и другие положительные свойства привели к широкомасштабному промышленному внедрению одноупаковочных материалов типа АКОР-Б. В 1988 г. объем опытной партии АКОР-Б100 поставленной на промыслы, составил 480 т, в 1989 г. – 1055 т, в 1990 г. – 1810 т.

Одноупаковочные материалы типа АКОР-Б использовались до 2000 года. При этом было выполнено более 1700 скважино-операций с применением этих материалов. Только в ПО «Юганскнефтегаз» на 1991 год были проведены РИР в 730 скважинах.

В настоящее время широкое распространение получили разработанные сотрудниками НПФ «Нитпо», кремнийорганические тампонажные материалы АКОР-БН (ТУ 2458-001-01172772-99, товарные знаки № 212788 и № 226740), выпускаемые вместо снятых с производства АКОР-Б100 и АКОР-Б300. Они имеют ряд преимуществ в сравнении с АКОР-Б: лучше совмещаются с водой, водными растворами солей и полимеров, практически не образуют осадок при совмещении с водой, обладают более высокой селективностью, улучшенными фильтрационными, прочностными характеристиками и рядом других технологических показателей.

Материалы группы АКОР-БН представляют собой серию селективных тампонажных материалов, которые применяются в товарном виде (заводская готовность) или в виде водонаполненных составов (типа АКОР-4, АКОР-2), а также в составе различных композиций и предназначены для проведения ремонтно-изоляционных работ в нефтяных, газовых и ПГХ скважинах с пластовыми температурами до 300 °С.

Технология водоизоляционных работ и интенсификации добычи нефти с использованием материалов группы АКОР-БН применима в терригенных и карбонатных коллекторах при пластовом, пропластковом, подошвенном обводнении, для ликвидации заколонных перетоков и нарушений герметичности обсадных колонн. Работы можно проводить с подъемом и без подъема внутрискважинного оборудования в скважинах с любым способом эксплуатации.

С 2000 года материал АКОР-БН, успешно применяется или применялся на месторождениях ОАО «Сургутнефтегаз», ОАО НК «Роснефть», НК «Лукойл», НК «Славнефть-Мегионнефтегаз», Казахстана, Беларуси и др.

Всего по нашим данным на сентябрь 2004 года использовано 1660 тонн реагента АКОР-БН, в общей сложности проведено порядка 550 скважино-операций при разнообразных ремонтах и на различных объектах.

Литература.

1. Маляренко А.В., Земцов Ю.В. Методы селективной изоляции водопритоков в нефтяных скважинах и перспективы их применениянаместорождениях Западной Сибири//РНТС. Сер. «Нефтепромысловое дело».–М.: ВНИИОЭНГ, 1987, Вып. 1.

2. А.с. № 1102895; МКИ Е 21 В 33/138, Состав для изоляции пластовых вод в скважину.

3. Янковский Ю.Н. и др. Свойства и перспективы применения водоизолирующих реагентов типа АКОР // Нефтяное хозяйство. – 1984. - № 8. с. 52-55.

4. Строганов В.М., Строганов А.М. и др. Водонаполненные составы АКОР и процессы их гелеобразования. Сборник научных трудов ВНИИКРнефть Вопросы крепления и заканчивания скважин - Краснодар. Изд. ВНИИКРнефть, 1991, с. 140.

5. А.с. № 1527982, Тампонажный состав.

6. А.с. № 1595055, Состав для обводненных зон пласта.

Статья опубликована в: Тезисы докладов. II-я Всеросийская научно-практическая конференция "Разработка, производство и применение химических реагентов в нефтяной и газовой промышленности" 25-26 ноября 2004 г. (К 75-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина). - М.: 2004. - С. 43-46.

Версия для печати Послать коллеге Добавить в избранное