1. Расклинивающий наполнитель, включающий субстрат из отдельных частиц, покрытых альфа-оксикарбоновой кислотой, подвергнутой полимеризации.

2. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.

3. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

4. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.

5. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц представляет собой кремнистый песок, а альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

6. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 5 до 20 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.

7. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 8 до 10 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.

8. Способ получения расклинивающего наполнителя, покрытого полимером из альфа-оксикарбоновой кислоты, включающий нагревание раствора мономерной альфа-оксикарбоновой кислоты с субстратом из отсортированных по крупности отдельных частиц до завершения полимеризации альфа-оксикарбоновой кислоты.

9. Способ по п.8, в котором мономерную альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.

10. Способ по п.8, в котором мономерная альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

11. Способ по п.8, в котором субстрат из отдельных частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.

12. Способ по п.8, в котором завершение полимеризации определяют путем наблюдения за изменением цвета смеси полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты/субстрата из частиц, происходящим по завершении полимеризации.

13. Способ по п.8, в котором полимеризацию осуществляют до тех пор, пока содержание влаги в указанной смеси не снизится до 5% и менее.

14. Способ по п.8, в котором полимеризацию повторяют, получая несколько слоев полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты на материале-субстрате из частиц.

15. Способ по п. 8, в котором полимеризацию осуществляют при температуре выше приблизительно 210шF.

16. Способ удаления фильтровального осадка внутри скважины с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, в котором осуществляется операция набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, включающий

получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров;

закачивание указанной смеси внутрь скважины в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой в скважине; и

разрушение растворимых и разрушаемых кислотой компонентов в фильтровальном осадке внутри скважины с использованием кислотной жидкости для гравийных фильтров, образованной с участием указанных покрытых расклинивающих наполнителей, с удалением тем самым фильтровального осадка.

17. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый полигликолевой кислотой песок.

18. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийных фильтров включает воду, насыщенные солевые растворы и электролиты.

19. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийного фильтра содержит NaCl, KCl, СаСl ₂ , CaBr ₂ и их смеси.

20. Способ по п.16, в котором смесь оставляют в скважине по меньшей мере на 24 ч.

21. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, смешивают с расклинивающими наполнителями без покрытия.

22. Способ по п.21, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый полигликолевой кислотой песок, а расклинивающие наполнители без покрытия представляют собой обычный песок для гравийных фильтров.

23. Смесь для набивки гравийного фильтра в скважине, включающая расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, и жидкость для гравийных фильтров, содержащую воду и NaCl, KCl, СаСl ₂ , СаВr ₂ и их смеси.

24. Смесь по п.23, в которой расклинивающие наполнители покрыты полигликолевой кислотой.

25. Способ набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, включающий

получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров; и

закачивание указанной смеси в скважину, в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой.

26. Способ по п.25, в котором используют расклинивающие наполнители, покрытые полигликолевой кислотой.

 

 

(57) Реферат / Формула:
Расклинивающий наполнитель, включающий субстрат из отдельных частиц, покрытых альфа-оксикарбоновой кислотой, подвергнутой полимеризации.

2. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.

3. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

4. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.

5. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц представляет собой кремнистый песок, а альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

6. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 5 до 20 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.

7. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 8 до 10 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.

8. Способ получения расклинивающего наполнителя, покрытого полимером из альфа-оксикарбоновой кислоты, включающий нагревание раствора мономерной альфа-оксикарбоновой кислоты с субстратом из отсортированных по крупности отдельных частиц до завершения полимеризации альфа-оксикарбоновой кислоты.

9. Способ по п.8, в котором мономерную альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.

10. Способ по п.8, в котором мономерная альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.

11. Способ по п.8, в котором субстрат из отдельных частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.

12. Способ по п.8, в котором завершение полимеризации определяют путем наблюдения за изменением цвета смеси полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты/субстрата из частиц, происходящим по завершении полимеризации.

13. Способ по п.8, в котором полимеризацию осуществляют до тех пор, пока содержание влаги в указанной смеси не снизится до 5% и менее.

14. Способ по п.8, в котором полимеризацию повторяют, получая несколько слоев полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты на материале-субстрате из частиц.

15. Способ по п. 8, в котором полимеризацию осуществляют при температуре выше приблизительно 210шF.

16. Способ удаления фильтровального осадка внутри скважины с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, в котором осуществляется операция набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, включающий

получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров;

закачивание указанной смеси внутрь скважины в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой в скважине; и

разрушение растворимых и разрушаемых кислотой компонентов в фильтровальном осадке внутри скважины с использованием кислотной жидкости для гравийных фильтров, образованной с участием указанных покрытых расклинивающих наполнителей, с удалением тем самым фильтровального осадка.

17. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый полигликолевой кислотой песок.

18. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийных фильтров включает воду, насыщенные солевые растворы и электролиты.

19. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийного фильтра содержит NaCl, KCl, СаСl ₂ , CaBr ₂ и их смеси.

20. Способ по п.16, в котором смесь оставляют в скважине по меньшей мере на 24 ч.

21. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, смешивают с расклинивающими наполнителями без покрытия.

22. Способ по п.21, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый полигликолевой кислотой песок, а расклинивающие наполнители без покрытия представляют собой обычный песок для гравийных фильтров.

23. Смесь для набивки гравийного фильтра в скважине, включающая расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, и жидкость для гравийных фильтров, содержащую воду и NaCl, KCl, СаСl ₂ , СаВr ₂ и их смеси.

24. Смесь по п.23, в которой расклинивающие наполнители покрыты полигликолевой кислотой.

25. Способ набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, включающий

получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров; и

закачивание указанной смеси в скважину, в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой.

26. Способ по п.25, в котором используют расклинивающие наполнители, покрытые полигликолевой кислотой.

 

 

---

008279
Уровень техники
Для добычи нефти и газа из углеводородного резервуара (пласта) вначале через геологическое образование бурят скважину конусообразной, а зачастую и неправильной формы. Затем несущий углеводороды пласт бурят, применяя специальную жидкость для бурения резервуаров, которая может включать различные добавки, такие как крахмалы и карбонат кальция, растворимые в кислоте или разрушаемые ею, окислители или ферменты, либо сочетание указанных химических веществ.
Пробурив желаемую скважину в углеводородном резервуаре, на ее дно опускают технологические трубы и/или сетки и размещают их напротив пласта, желательного для получения углеводорода. Зачастую, особенно если несущее углеводород образование включает плохо сцементированные пески, применяют некоторые способы или устройства для контроля песка, чтобы предотвратить попадание частиц песка из пласта и забивание технологических сеток и труб с целью продления срока службы буровой скважины.
Один из типичных способов контроля песка включает заполнение кольцеобразного пространства между буровой скважиной и технологическими сетками песком особого размера, который обычно крупнее песка образования и общеизвестен как песок для гравийного фильтра. Процесс размещения отсортированного по крупности песка за технологическими сетками известен как создание гравийного фильтра.
Для того, чтобы полностью и успешно заполнить кольцеобразное пространство песком, несущий углеводороды пласт должен быть предварительно покрыт тонким слоем твердого и непроницаемого фильтровального осадка, образованным жидкостью для бурения резервуара. Такой тонкий и непроницаемый фильтровальный осадок способен предотвратить проникновение жидкости для гравийного фильтра в пласт, которое, если оно происходит с неконтролируемой скоростью, приведет к разрушению гравийного фильтра.
После правильного размещения песка для гравийного фильтра фильтровальный осадок, расположенный между песком для гравийного фильтра и пластом, должен быть удален до начала выхода углеводорода. Если фильтровальный осадок не удален, то происходит забивание технологической сетки фильтровальным осадком, что приводит к снижению уровня производства.
Для разрушения фильтровального осадка, находящегося за песком для гравийного фильтра, разрабатывались и применялись различные химические вещества, расщепители и механические устройства. Например, часто применяют хлористо-водородную кислоту в виде отдельной операции, включающей смачивание песка для гравийного фильтра и фильтровального осадка с помощью стаканов для промывания. Механические стаканы для промывания, прикрепленные к концу рабочего шнура, должны быть подняты на поверхность и спущены вниз через внутреннюю часть сетки. Затем через песок для гравийного фильтра периодически закачивают хлористо-водородную кислоту. Целью данного действия является разрушение большого количества растворимых и расщепляемых в кислоте компонентов фильтровального осадка.
Могут быть также использованы другие расщепители, такие как окислители и ферменты, с целью разрушения расщепляемых окислителями и ферментами органических компонентов, таких как крахмальные полимеры. Однако такие расщепители считаются менее эффективными по нескольким причинам. Во-первых, они неэффективны при разрушении растворимых и расщепляемых в кислоте неорганических компонентов в фильтровальном осадке, таких как карбонат кальция. В результате растворимые и расщепляемые в кислоте компоненты останутся за песком для гравийного фильтра и впоследствии могут вызвать ухудшение в работе буровой скважины. Во-вторых, многие окисляющие расщепители совместимы с некоторыми насыщенными солевыми растворами. Они способны взаимодействовать с насыщенным солевым раствором и образовывать нежелательные побочные продукты, такие как газообразные Cl2 и Br2. Такое взаимодействие происходит еще до закачивания в скважину расщепителей, воздействующих на фильтровальный осадок. В-третьих, помимо совместимости с насыщенным солевым раствором, расщепители ферментов также имеют проблемы с температурой. Большинство расщепителей ферментов теряет свою реакционную способность в высококонцентрированных двухатомных насыщенных солевых растворах и при температурах свыше 200°F.
Вышеуказанные расщепители обычно закачивают отдельно после оседания песка для гравийного фильтра. Их не закачивают во время использования гравийного фильтра, поскольку они могут создать опасные условия для работы. Например, расщепители на основе кислоты могут разрушить фильтровальный осадок во время работы гравийного фильтра, что впоследствии приведет к большим потерям жидкости и преждевременному выходу из строя гравийного фильтра.
Закачивание окислителей и расщепителей-ферментов вместе с песком для гравийного фильтра может вызвать нежелательное действие окислителей и расщепителей-ферментов на фильтровальные осадки. Поскольку большая часть твердых окислителей и расщепителей-ферментов представляет собой органические материалы с относительно низким удельным весом и небольшим размером частиц, они имеют тенденцию выталкиваться по направлению к сетке, а не по направлению к фильтровальному осадку, где должно происходить взаимодействие. В результате концентрация и распределение таких расщепителей в песке для гравийного фильтра нарушаются, что делает удаление фильтровального осадка менее эффективным.
- 1 -
008279
Микроинкапсулирование является одним из способов, применяемых для доставки химических веществ на дно буровой скважины. Способ микроинкапсулирования и применения на нефтяных месторождениях микроинкапсулированнных химических веществ, таких как ингибиторы окалины, ингибиторы коррозии, поверхностно-активные вещества, бактерициды, парафиновые диспергирующие агенты, модификаторы температуры застывания, цементные добавки, поперечные сшиватели жидкостей для заполнения трещин, химические вещества для разрушения эмульсий, химические индикаторы, радиоактивные индикаторы и химические вещества для обработки асфальтенов с применением продукта конденсации оксиуксусной кислоты, описаны в патенте США 4986354. Инкапсулированные специальные химические вещества инжектируют вместе с водой в нефтяные скважины. Распад инкапсулирующего полигликоле-вого полимера в присутствии воды обеспечивает высвобождение инкапсулированных химических веществ и осуществление желаемого взаимодействия.
Микроинкапсулирование пестицидов, регуляторов роста насекомых и других органических соединений в биорасщепляемых полимерах из группы, включающей полимолочную кислоту и сополимеры молочной и гликолевой кислот, описано в патенте США 4272398.
Ни один из вышеуказанных способов не обеспечивает эффективную доставку нужных расщепителей к фильтровальному осадку. Таким образом, существует насущная потребность и необходимость в расщепителях, обеспечивающих механизм медленного высвобождения, чтобы инициировать расщепление фильтровального осадка, так чтобы позволить продлить работу гравийного фильтра.
Сущность изобретения
Данное изобретение относится к получению и применению полимеризованных, покрытых альфа-оксикарбоновой кислотой расклинивающих наполнителей для гравийного фильтра, а также к удалению фильтровального осадка, выпавшего под действием жидкости для бурения резервуара. Предпочтительным примером является песок, покрытый полигликолевой кислотой, используемый для непосредственной замены известного песка для гравийного фильтра, обычно используемого для заполнения гравийного фильтра. В условиях скважины кислотный побочный продукт, образуемый в результате гидратации песка, покрытого полигликолевой кислотой, способен размельчить растворимые и/или расщепляемые кислотой компоненты, содержащиеся в фильтровальном осадке. Такое взаимодействие способствует удалению фильтровального осадка и усилению потока углеводорода из разрабатываемого пласта.
Описание иллюстративных вариантов осуществления
Настоящее изобретение относится к относительно густому расщепителю, который может быть использован в качестве песка для гравийного фильтра и распределен равномерно по непроницаемому фильтровальному осадку, оставленному жидкостью для бурения резервуаров, с применением известного способа заполнения гравийного фильтра. В условиях скважины продукт-расщепитель обеспечит медленное высвобождение кислотного побочного продукта и растворение или расщепление растворимых и расщепляемых кислотой компонентов в фильтровальном осадке. Данное изобретение относится к покрытию расклинивающего наполнителя, такого как отсортированный по крупности песок для гравийных фильтров промышленной марки, полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой. Предпочтительным полимером является полигликолевая кислота, образуемая in situ из мономерной гликолевой кислоты. Следует отметить, что полимеризованный расклинивающий наполнитель, покрытый альфа-оксикарбоновой кислотой, может быть смешан с определенным количеством расклинивающего наполнителя без покрытия, такого как известный песок для гравийного фильтра и песок, покрытый полиглико-левой кислотой. Покрытый расщепителем песок может быть использован в качестве песка для гравийного фильтра и может быть равномерно распределен на фильтровальном осадке.
Гликолевая кислота входит в число альфа-оксикислот. Мономеры могут быть полимеризованы в полимерные формы путем поликонденсации. Самополимеризация может быть инициирована нагреванием мономера до температуры выше точки плавления полимерной формы. Полимерная форма альфа-оксикислот после образования и повторного диспергирования в воде получает способность к медленному гидролизу и высвобождению кислотного побочного продукта. На скорость гидролиза влияет температура. Другие альфа-оксикислоты, которые могут быть использованы в данном изобретении, включают яблочную, молочную, глюконовую, лимонную, миндальную, сахарную, слизевую, винную кислоту и их смеси. Любая из вышеуказанных кислот может быть смешана с гликолевой кислотой.
Полимеры полигликолевой кислоты известны в данной области техники и описаны в патентах США 3468853 и 3875937, приводимых здесь в качестве ссылки. Полимерную форму альфа-оксикислот, получаемых в результате процесса конденсации, используют в медицинской промышленности для изготовления биорасщепляемых медицинских изделий, таких как шовный материал, капсулы и т. д. Способ получения полигликолевой кислоты для изготовления медицинских изделий описан в патенте США
6150497.
Расклинивающие наполнители, применимые в данном изобретении, представляют собой любой субстрат из макрочастиц, который может быть использован для гравийной набивки фильтра. Примеры подходящих субстратов включают натуральный и синтетический кремнистый песок, стеклянные шарики, кварц, керамику, термопластичную смолу, спеченный боксит и оксиды металлов, а также их смеси.
Когда скважина готова для гравийной набивки фильтра, расклинивающий наполнитель, покрытый
- 2 -
008279
полигликолевой кислотой, добавляют к жидкости для гравийного фильтра и закачивают в скважину, заполняя кольцеобразное пространство между технологической сеткой и пластом вместо обычного песка для гравийного фильтра. Жидкость для гравийного фильтра может включать воду и солевые растворы, содержащие различные электролиты и их смеси, такие как (но не ограничиваясь ими) NaCl, KCl, Са02, CaBr2, ZnBr2 и т.д.
В условиях скважины покрытие из полигликолевой кислоты образует кислотные побочные продукты, способные взаимодействовать с растворимыми и расщепляемыми кислотой компонентами в фильтровальном осадке. Из-за медленной скорости высвобождения кислотного побочного продукта предпочтительно, чтобы скважина была закрыта на определенное время для завершения растворения и расщепления.
Песок, покрытый полигликолевой кислотой, может быть получен путем нагревания мономера гли-колевой кислоты, такого как технически чистый 70% раствор гликолевой кислоты, с натуральным или синтетическим расклинивающим наполнителем, таким как коммерческий песок размером 20-40 меш, при температуре около 210°F или выше до тех пор, пока смесь песка и гликолевой кислоты не станет светло-коричневой или пока содержание влаги в смеси не снизится до величины менее 5% от массы сухого песка.
Альтернативно, мономер гликолевой кислоты может быть подвергнут предварительному нагреванию при температуре, составляющей по меньшей мере 210°F, до тех пор, пока не начнется полимеризация. Поддерживая полигликолевую кислоту в жидком виде при вышеуказанной температуре, медленно добавляют расклинивающий наполнитель и постоянно перемешивают его до тех пор, пока отношение полигликолевой кислоты к расклинивающему наполнителю не составит приблизительно от 5 до 20% от сухой массы расклинивающего наполнителя, предпочтительно, приблизительно от 8 до 10%. Могут быть также использованы другие способы покрытия расклинивающего наполнителя полигликолевой кислотой, такие как сушка распылением.
Завершив реакцию полимеризации, конечному продукту дают возможность остыть до комнатной температуры. Продукт может быть слегка измельчен при помощи ступки и пестика либо иного измельчающего устройства и просеян через сито, например, размером 60 меш для удаления мелких частиц.
Ниже приведены примеры, иллюстрирующие методику, которая может быть использована для получения покрытого полигликолевой кислотой песка. Однако следует отметить, что получение покрытого полигликолевой кислотой песка не ограничивается методикой, используемой в приведенных примерах.
Следующие примеры приведены с целью иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения. Специалистам в данной области понятно, что методика и соединения, описанные в приводимых примерах, представляют методику, которая, как было установлено, является эффективной при осуществлении данного изобретения и поэтому может считаться предпочтительной для осуществления его вариантов. Однако специалисты в данной области техники должны, в свете настоящего описания, понимать, что в конкретных описанных вариантах может быть сделано множество изменений с достижением такого же или подобного результата без нарушения сущности и объема данного изобретения.
Общая информация, относящаяся к примерам
Для оценки действия покрытого полигликолевой кислотой песка на очистку фильтровального осадка применяют описываемую ниже методику. Используемые оборудование и материалы считаются обычными для специалистов в данной области техники.
1. Вначале готовят жидкость для бурения скважины, применяя готовый состав, предварительно выбранный для возможного полевого бурения скважины.
2. На насыщенный водой керамический диск, размер пор которого в двухконечной ячейке для слива жидкости с высокой температурой и под высоким давлением в среднем составляет 5 мкм, наносят фильтровальный осадок путем прессования жидкости для бурения скважины на керамическом диске под дифференциальным давлением азота, составляющим около 300 фунтов на кв. дюйм, и температуре около 140-180°F в течение приблизительно 16 ч.
3. После нанесения фильтровального осадка жидкость для бурения внутри ячейки сливают и внутреннюю часть ячейки промывают водой, удаляя остатки жидкости.
4. Ячейку заполняют приблизительно 70 мл насыщенного солевого раствора, используемого для набивки гравийного фильтра. Исследуемый расщепитель, например покрытый полигликолевой кислотой песок или смесь песка без покрытия для гравийного фильтра с химическим расщепителем, медленно вливают в насыщенный солевой раствор. При добавлении расщепителя перемешивание или смешивание отсутствует.
5. Ячейку вновь собирают, подвергают воздействию давления и нагревают до желаемой температуры, увлажняя фильтровальный осадок, а также расщепитель и песок для гравийного фильтра. Сливной клапан в нижней части ячейки может быть закрыт или открыт в зависимости от цели испытания.
6. При открытом сливном клапане увлажняющий солевой раствор протекает через диск с такой же скоростью, с которой расщепитель взаимодействует с фильтровальным осадком и создает канал связи через фильтровальный осадок. Необходимое для данного процесса время отслеживают и фиксируют.
- 3 -
008279
7. При закрытом сливном клапане ячейка закрыта, при этом увлажняющий солевой раствор не может вытекать из нее до тех пор, пока не пройдет заранее установленное время увлажнения. Определяют скорость, с которой стекает насыщенный солевой раствор, и оценивают эффективность очистки фильтровального осадка.
Закончив тест на смачивание, визуальным способом определяют состояние фильтровального осадка внутри ячейки, например, количество осадка, оставшегося на диске. Также может быть определена проницаемость керамического диска до или после смачивания для оценки эффективности удаления фильтровального осадка.
Пример 1.
Применяя следующие ингредиенты и процедуры, готовят партию покрытого полигликолевой кислотой песка.
1. Смесь, включающую 380 г промышленного кварцевого песка размером 20-40 меш от Unimin Corporation, и 190 г раствора технически чистого 65-70 мас.% раствора гликолевой кислоты от J.T. Baker, смешивают вместе в 2-литровой чашке-кристаллизаторе.
2. Указанную чашку помещают на горячую плиту и нагревают под вентиляционной вытяжкой. Достигнув температуры по меньшей мере 210-220°F, поддерживают ее в течение приблизительно 8-10 ч.
3. Смесь часто перемешивают до тех пор, пока она не приобретет светло-коричневый цвет и небольшую вязкость и клейкость.
4. Когда готовая смесь станет светло-коричневой, нагревание прекращают.
5. При перемешивании смесь охлаждают до комнатной температуры. Крупные агрегаты, образовавшиеся во время охлаждения, разбивают на отдельные зерна при помощи ступки и пестика.
6. Сыпучие зерна покрытого полигликолевой кислотой песка просеивают через сито размером 60 меш, удаляя тонкозернистую полигликолевую кислоту без покрытия. Просеянный и покрытый полигли-колевой кислотой песок применяют в испытании на очистку фильтровального осадка.
По данным массового баланса просеянный и покрытый полигликолевой кислотой песок содержит приблизительно 13 мас.% полигликолевой кислоты от сухой массы песка. Несмотря на то, что применяемый промышленный песок имеет размер 20-40 меш, для получения покрытого полигликолевой кислотой песка может быть также использован песок других размеров.
Пример 2.
Используя покрытый полигликолевой кислотой песок, полученный ранее способом, описанным в примере 1, а также описанную выше методику испытания, оценивают эффективность удаления фильтровального осадка покрытым полигликолевой кислотой песком.
В одном испытании с открытым нижним сливным клапаном во время смачивания покрытый поли-гликолевой кислотой песок вызывает образование нескольких небольших отверстий в фильтровальном осадке. Однако когда клапан был закрыт в течение 31,5 ч, к концу смачивания покрытым полигликоле-вой кислотой песком фильтровальный осадок оказался почти полностью разрушенным. Оценка обратной проницаемости показала, что керамический диск не был сильно поврежден в смысле проводимости для жидкости. Результаты теста приведены в табл. 1.
- 4 -
008279
Таблица 1
Результаты оценки покрытого полигликолевой кислотой песка в качестве расщепителя по удалению фильтровального осадка, оставленного жидкостью для бурения скважин, содержащей 13,0 фунтов на галлон СаВг2. Содержание полигликолевой кислоты составляет около 21%
Вид шлама для
Расщепитель
Период и
Фильтро-
Обратная
получения
температура
вальная
проница-
осадка
смачивания
лепешка
после
смачивания
емость*
Жидкость для
-22 г
4,5 часа при
В основном
бурения
покрытого PGA
180°F с
целый с
резервуаров
песка в
открытым
несколькими
на основе 13
насыщенном
клапаном
небольшими
фунтов на
солевом
отверстиями
галлон СаВгг
растворе, содержащем 13 фунтов на галлон СаВг2
Жидкость для
-22 г
31,5 часа
> 90%
770 md
бурения
покрытого PGA
при 180°F с
разрушено
(5-мкм
резервуаров
песка в
закрытым
диск)
на основе 13
насыщенном
клапаном
фунтов на
солевом
галлон СаВг2
растворе, содержащем 13 фунтов на галлон СаВг2
* Средняя первоначальная проницаемость 5-микронного диска составляет около 800 md. Пример 3.
Для иллюстрации влияния температуры на способность покрытого полигликолевой кислотой песка очищать фильтровальный осадок был проведен ряд испытаний. Фильтровальные осадки были отложены при определенных температурах, а затем смочены покрытым полигликолевой кислотой песком при таких же определенных температурах. Во время смачивания клапаны закрыты, за исключением 48 и 72 ч испытаний, когда клапаны были открыты для слива увлажняющего солевого раствора.
Через 48 ч смачивания ни одна из ячеек не была способна сливать смачивающий солевой раствор, демонстрируя отсутствие эффективного пути сообщения в фильтровальном осадке. Через 72 ч смачивания смачивающий раствор эффективно стекает, однако, скорости стекания различны. Изучение керамических дисков, восстановленных после испытаний, показывает, что на дисках остается различное количество остатков фильтровального осадка, что означает возможную зависимость эффективности очистки покрытым полигликолевой кислотой песком от температуры. Таким образом, период закрытия, необходимый для полного удаления фильтровального осадка, должен регулироваться в зависимости от температуры.
Результаты испытаний представлены в табл. 2.
- 5 -
008279
Таблица 2
Результаты оценки покрытого полигликолевой кислотой песка в качестве расщепителя по удалению фильтровального осадка, оставленного жидкостью для бурения скважин, содержащей 12,5 фунтов на галлон СаВг2. Содержание полигликолевой кислоты составляет около 13%
Вид шлама для
Расщепитель
Период и
Фильтроваль-
получения
температура
ная лепешка
осадка
смачивания
после
смачивания
Жидкость для
20 г покрытого
72 часа при
-50%
бурения
PGA песка в
140°F с
разрушено
резервуаров на
насыщенном
закрытым
основе 12,5
солевом растворе,
клапаном
фунтов на
содержащем 12, 5
галлон СаВг2
фунтов на галлон СаВг2
Жидкость для
20 г покрытого
72 часа при
-90%
бурения
PGA песка в
160°F с
разрушено
резервуаров на
насыщенном
закрытым
основе 12,5
солевом растворе,
клапаном
фунтов на
содержащем 12,5
галлон СаВг2
фунтов на галлон СаВг2
Жидкость для
20 г покрытого
72 часа при
> 90%
бурения
PGA песка в
180°F с
разрушено
резервуаров на
насыщенном
закрытым
основе 12,5
солевом растворе,
клапаном
фунтов на
содержащем 12,5
галлон СаВг2
фунтов на галлон СаВг2
Пример 4.
Следующая таблица иллюстрирует образование кислотных компонентов покрытым полигликолевой кислотой песком в различных жидкостях по сравнению с песком без покрытия, помещенным в такие же жидкости, подтверждаемое измерением рН после взаимодействия с каждой жидкостью при температуре 140°F в течение 4 дней. Концентрация песка без покрытия и покрытого полигликолевой кислотой песка составляет 10 мас.% на объем жидкости. Использование покрытого полигликолевой кислотой песка с двухатомными насыщенными солевыми растворами является более эффективным, чем со свежей водой.
Таблица 3
Результаты образования кислотных компонентов покрытым полигликолевой кислотой песком в различных жидкостях
рН для песка без покрытия
рН для песка с покрытием из PGA
Свежая вода
9,1
2, 9
Насыщенный солевой раствор, содержащий
8,1
1, 6
10 фунтов на галлон NaCl
Насыщенный солевой раствор, содержащий 12,5 фунтов на галлон NaBr
8,3
1,6
Насыщенный солевой раствор, содержащий 11,6 фунтов на галлон СаС12
6,1
<0,1
Насыщенный солевой раствор, содержащий 14,2 фунтов на галлон СаВг2
4,8
<0,1
- 6 -
008279
Несмотря на то, что композиции и способы в соответствии с данным изобретением были описаны на примере предпочтительных вариантов, специалистам в данной области техники понятно, что описываемый здесь способ может быть подвергнут изменениям, не нарушающим замысел, сущность и объем настоящего изобретения. Все подобные изменения и модификации, очевидные специалистам в данной области, подпадают под сущность, объем и замысел данного изобретения, как они заявлены в прилагаемой формуле изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Расклинивающий наполнитель, включающий субстрат из отдельных частиц, покрытых альфа-оксикарбоновой кислотой, подвергнутой полимеризации.
2. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.
3. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.
4. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.
5. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором субстрат из частиц представляет собой кремнистый песок, а альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой гликолевую кислоту.
6. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 5 до 20 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.
7. Расклинивающий наполнитель по п.1, в котором содержание полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты составляет приблизительно от 8 до 10 мас.% на сухую массу субстрата из частиц.
8. Способ получения расклинивающего наполнителя, покрытого полимером из альфа-оксикарбоновой кислоты, включающий нагревание раствора мономерной альфа-оксикарбоновой кислоты с субстратом из отсортированных по крупности отдельных частиц до завершения полимеризации альфа-оксикарбоновой кислоты.
9. Способ по п.8, в котором мономерную альфа-оксикарбоновую кислоту выбирают из гликолевой, яблочной, молочной, глюконовой, лимонной, миндальной, сахарной, слизевой и винной кислот, а также их смесей.
10. Способ по п.8, в котором мономерная альфа-оксикарбоновая кислота представляет собой глико-левую кислоту.
11. Способ по п.8, в котором субстрат из отдельных частиц выбирают из натурального и синтетического кремнистого песка, стеклянных шариков, кварца, керамики, термопластичной смолы, спеченного боксита и оксидов металлов.
12. Способ по п.8, в котором завершение полимеризации определяют путем наблюдения за изменением цвета смеси полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислоты/субстрата из частиц, происходящим по завершении полимеризации.
13. Способ по п.8, в котором полимеризацию осуществляют до тех пор, пока содержание влаги в указанной смеси не снизится до 5% и менее.
14. Способ по п.8, в котором полимеризацию повторяют, получая несколько слоев полимеризован-ной альфа-оксикарбоновой кислоты на материале-субстрате из частиц.
15. Способ по п. 8, в котором полимеризацию осуществляют при температуре выше приблизительно 210°F.
16. Способ удаления фильтровального осадка внутри скважины с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, в котором осуществляется операция набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, включающий
получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров;
закачивание указанной смеси внутрь скважины в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой в скважине; и
разрушение растворимых и разрушаемых кислотой компонентов в фильтровальном осадке внутри скважины с использованием кислотной жидкости для гравийных фильтров, образованной с участием указанных покрытых расклинивающих наполнителей, с удалением тем самым фильтровального осадка.
17. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый поли-гликолевой кислотой песок.
18. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийных фильтров включает воду, насыщенные солевые растворы и электролиты.
- 7 -
008279
19. Способ по п.16, в котором жидкость для гравийного фильтра содержит NaCl, KCl, СаС12, CaBr2 и их смеси.
20. Способ по п.16, в котором смесь оставляют в скважине по меньшей мере на 24 ч.
21. Способ по п.16, в котором расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, смешивают с расклинивающими наполнителями без покрытия.
22. Способ по п.21, в котором расклинивающие наполнители представляют собой покрытый поли-гликолевой кислотой песок, а расклинивающие наполнители без покрытия представляют собой обычный песок для гравийных фильтров.
23. Смесь для набивки гравийного фильтра в скважине, включающая расклинивающие наполнители, покрытые полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, и жидкость для гравийных фильтров, содержащую воду и NaCl, KCl, СаСЬ, СаВ^ и их смеси.
24. Смесь по п.23, в которой расклинивающие наполнители покрыты полигликолевой кислотой.
25. Способ набивки гравийных фильтров с целью заполнения кольцеобразного пространства между пластом и производственной решеткой, с использованием расклинивающих наполнителей, покрытых полимеризованной альфа-оксикарбоновой кислотой, включающий
получение смеси указанных расклинивающих наполнителей с жидкостью для гравийных фильтров;
закачивание указанной смеси в скважину, в кольцеобразное пространство между пластом и производственной решеткой.
26. Способ по п.25, в котором используют расклинивающие наполнители, покрытые полигликоле-вой кислотой.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 8 -