174. Сущность осадко-гелеобразующих технологий и механизм унп. Опытное применение методов.

С целью охвата слабопроницаемых зон пропластков и линз воздействием предложено перераспределить потоки нагнетаемой в пласт воды промытой зоны путем увеличения ее фильтрационного сопротивления, т.е. снизить проницаемость. В основном они состоят из пары реагентов, последовательно закачиваемых в пласт, где после их смешения выпадает осадок. Осадкообразование может происходить за счет взаимодействия между реагентами и компонентами воды, нефти, породы.

В настоящее время существует несколько десятков селективных составов, применяемых с целью осадкообразования в водной фазе, в пластовых условиях. Например:

1) аммиачноселикатные растворы + хлористый кальций или хлористый барий;

2) нефилин + кислота + полимер;

3) алюмохлорид + щелочь + гивпан;

4) КОГОР.

Наиболее применяемыми являются селикатные гели (например на основе жидкого стекла):

Na₂SiO₃ + 2HCl → H₂SiO₃ + 2NaCl

Регулирование процесса осадкообразования в пластовых условиях является достаточно сложной задачей, варьировать можно лишь объемами и скоростью закачивания растворов. С целью предотвращения выпадения осадка в призабойной зоне пласта применяются различные технологии закачки реагентов. Например закачка раствора карбоната натрия вывести из пластовой воды ионы Са⁺² и Mg⁺², что позволяет нагнетаемому вслед за ним силикатному раствору достичь в нескоагулированном состоянии заданной глубины. Затем, вследствие диффузии ионов Са и Mg из пластовой воды и взаимодействия с силикатным раствором образуется осадок. также эффективна чередующаяся закачка оторочек раствора осадкообразующих щелочных соединений и раствора соли двухвалентного металла, разделенных оторочкой пресной (умягченной) воды для предотвращения преждевременного их смешивания. Регулирование гелеобразования возможно изменением кислотность среды при использовании алюмохлорида, т.к. золи гидроксида алюминия обладают амфотерными свойствами.

Существует композиции, в которых осадок образуется не сразу, а с течением времени или под воздействием пластовой температуры, что позволяет смешивать реагенты до закачки. Например:

Na₂SiO₃+NaHCO₃ Si(OH)₄

Основными факторами, определяющими выбор реагента для получения водоизолирующих материалов в пласте являются химический состав и свойства пластовых вод, нефти; минералогический состав пород и их обменные свойства; химическая активность закачиваемого реагента относительно компонентов продуктивного пласта.

Выбор щелочных реагентов обусловлен содержанием в сточной воде катионов Са⁺² и Mg⁺². В результате реакции образуются осадки CaSiO₃, MgSiO₃, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂. Осадок CaSiO₃ по природе является коллоидным и способен снизить проницаемость до 10 и более раз, а осадки гидроокисей кальция и магния снижают проницаемость лишь в полтора - два раза. В зависимости от геолого-физических условий месторождений варианты метода могут отличаться используемыми реагентами и их соотношением. Так, для проведения осадкообразования для условий Башкирии, на месторождениях девона с нефтями малой вязкости целесообразно применение растворов с повышенным содержанием гидроокиси натрия, а на месторождениях нижнего карбона - с высоким содержанием силиката натрия.

Система на основе силиката натрия после контакта с минерализованной водой представляет собой объемную гелеобразную массу, которая в отличие от осадков щелочной системы более медленно оседает под действием сил тяжести и приводит снижению проницаемости почти в 4 раза. Вместе с тем, закачивание щелочной оторочки по сравнению с силикатной способствует более значительному уменьшению остаточной нефтенасыщенности породы. Поэтому для обеспечения нефтевытесняющих свойств и степени снижения относительной проницаемости породы целесообразно в условиях минерализованных вод, повышенной вязкости нефти и умеренной температуре пластов использовать смесь щелочных и силикатных растворов. Силикат способствует "связыванию" отдельных частиц гидроокиси и их укрупнению. Кроме того, применение силикатов возможно для глубокозалегающих высокотемпературных пластов, т. к. их свойства сохраняются даже при высоком давлении 30-95 МПа и температуре до 200⁰С. В качестве силиката щелочного металла может использоваться ортосиликат, метасиликат и пентогидрат натрия и калия, которые при взаимодействии с хлоридом кальция образуют гелеобразный осадок.

Для месторождений Западной Сибири, характеризующихся высокой послойной неоднородностью пластов и повышенной температурой, предложен способ воздействия на основе неорганических солей, который заключается на способности системы "соль алюминия-карбамид-вода" генерировать в пласте неорганический гель и СО₂. Получаемый гель гидроксида алюминия является тиксотропным псевдопластическим твердообразным телом коагуляционной структуры. На основе лабораторных исследований показано, композиция снижает коэффициент проницаемости для воды до 70 раз. Композиция испытывалась на месторождениях Западной Сибири, удельная технологическая составила 40-60 т/т.

( При применении сульфат алюминия в терригенных коллекторах с повышенным содержанием карбонатов Татарии удельная эффективность достигает 100т/т.)