Полимерный водоизоляционный состав для низкопроницаемых коллекторов

Значительная доля вводимых в разработку месторождений с низкопроницаемыми неоднородными коллекторами подвержена прорывам воды и преждевре-

менному обводнению, что требует проведения на них специальных водоизоляционных мероприятий. Перспективными в этом отношении являются технологии ограничения водопритока на основе гелеобразующих составов, к недостаткам которых можно отнести низкую проникающую способность, нестабильность в пластовых условиях, токсичность и высокую стоимость. Устранение перечисленных недостатков может существенно повысить эффективность применения этого способа водоизоляции.

В качестве объектов исследования были выбраны полимерные составы - водно-щелочные растворы гидролизованного акрилсодержащего полимера с добавлением к ним неионогенного ПАВ.

Экспериментальная часть исследований включала тестирование образцов полимерных составов по стандартным (совместимость компонентов, термостабильность) и оригинальным (реология, фильтрация) методикам.

Анализ полученных данных показал, что добавление ПАВ к исходному полимерному составу (далее ПС) улучшает гелеобразующие и термостабильные свойства последнего. Так, при введении в ПС ПАВ в количестве 1% значительно (более чем в 2,5 раза) снижается концентрация хлористого кальция, соответствующая началу процесса гелеобразования, а также на 10-15% возрастают объем геля и его термостабильность.

Исследования реологических свойств образцов полимерных составов проводились в режиме плавного возрастания напряжения сдвига от 0 до 10 Па, при температурах 20 и 80 0C. Полученные кривые течения исследуемых полимерных составов позволили оценить уровень критических напряжений сдвига и снизить их до требуемой величины путем введения в их состав ПАВ, устранив тем самым один из недостатков таких водоизоляционных материалов – их низкую фильтруемость в пористую среду. Эффективность действия вводимого ПАВ, экстремальный характер концентрационной зависимости структурно-механических свойств от содержания ПАВ и температуры однозначно указывают на объемный механизм действия ПАВ, который, блокируя электростатическое взаимодействие полимерных звеньев, уменьшает неньютоновские аномалии раствора. Максимальный эффект - снижение критического напряжения сдвига на 96% наблюдается при 5% концентрации ПАВ, при этом небольшие вариации концентрации последнего существенно снижают его величину. Объемный механизм реализуется при превышении критической концентрации мицелообразова-ния (концентрации ПАВ равной 1%), когда между молекулами усиливается коллективное взаимодействие, и они уходят в объем, формируя в итоге собственную пространственную структуру.

Заключительным этапом лабораторного тестирования было проведение серии фильтрационных экспериментов на естественных образцах горных пород с моделированием пластовых термобарических условий.

Анализ полученных данных подтвердил корректность ранее сделанных заключений о функциональных свойствах изучаемых составов. Исследования показали, что добавление ПАВ в концентрации 1% на 50% снижает градиент давления фильтрации водоизоляционного состава в пористую среду (после прокачки 1 порового объема) и на 11% повышает остаточный фак- тор сопротивления.

Разработанный полимерный состав может быть рекомендован для внутрипластовой водоизоляции в низкопроницаемых неоднородных коллекторах.