Научная статья на тему 'Изучение процесса диспергирования вязкоупругих составов под влиянием реагентов-деструкторов различной химической природы'

Изучение процесса диспергирования вязкоупругих составов под влиянием реагентов-деструкторов различной химической природы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
579
95
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
DESTRUCTOR OF CROSS-LINKED GELS / LABORATORY TESTS / RATE AND EXTENT OF DISPERSION / REDOX POTENTIAL / VISCOELASTIC COMPOSITION / WELL KILLING / ВЯЗКОУПРУГИЙ СОСТАВ / ГЛУШЕНИЕ СКВАЖИН / ДЕСТРУКТОР "СШИТЫХ" ГЕЛЕЙ / ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ / ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ / СКОРОСТЬ И СТЕПЕНЬ ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Окромелидзе Г.В., Некрасова И.Л., Гаршина О.В., Тептерева Г.А., Конесев Г.В.

Решается проблема снижения показателей структурно-механических свойств вязкоупругих составов (ВУС), используемых в технологиях глушения нефтяных и газовых скважин в качестве «мягкого» пакера. В лабораторных условиях изучен процесс диспергирования ВУС под влиянием реагентов-деструкторов различной химической природы. Для обоснования компонентного состава деструктора в зависимости от требуемого «времени жизни» ВУС проведен анализ кинетики и динамики процесса разрушения «сшитых» систем под воздействием деструкторов окислительного, кислотного типа и их смесей. За период 2012-2014 гг. в Пермском регионе проведено более 400 операций по глушению скважин с использованием ВУС. Показано, что применение данной технологии позволяет сократить объемы жидкости глушения и время выхода скважины на рабочий режим, а также снизить вероятность отказов оборудования и ускорить выход скважин на проектный режим.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Окромелидзе Г.В., Некрасова И.Л., Гаршина О.В., Тептерева Г.А., Конесев Г.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The Study of Viscoelastic Gels Dispersion by Applying of Breakers of Different Chemical Nature

The work is devoted to solving the problem of reducing of the structural and mechanical properties of viscoelastic compositions (VEC), the technology used in killing oil and gas wells as a soft packer. The results of laboratory studies on the dispersion process of the VEC under the influence of reagents-destructors of different chemical nature. To justify the composition of the destructor depending on required «time life» of VEC analyzed the kinetics and dynamics of the process of destruction «cross-linked» systems under the action of decomposers oxidizing, acid type and their mixtures. For the period 2012-2014 in the Perm region has conducted more than 400 operations for killing of wells with the use of VEC. The application of this technology gives the installed effect in reducing the volume of killing fluid and time well in working mode. The introduction of this technology will reduce the probability of equipment failures and to expedite the exit of wells in project mode.

Текст научной работы на тему «Изучение процесса диспергирования вязкоупругих составов под влиянием реагентов-деструкторов различной химической природы»

УДК 622.245.514

Г. В. Окромелидзе (нач. упр.)1, И. Л. Некрасова (к.т.н., в.н.с.)1, О. В. Гаршина (к.т.н., доц., нач. отд.) 1, Г. А. Тептерева (к.х.н., доц.)2, Г. В. Конесев (д.т.н., проф.)2, О. Б. Трушкин (к.т.н., зав. каф.) 2

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ДИСПЕРГИРОВАНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СОСТАВОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ РЕАГЕНТОВ-ДЕСТРУКТОРОВ РАЗЛИЧНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ

1 Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «ПермНИПИнефть» в г. Перми,

управление проектирования и мониторинга строительства скважин, 614066, г. Пермь, ул. Советской Армии, 29, тел. (342) 2336708, 2336701, e-mail: Gennadij.okromeliclze@pnn.lukoil.com 2Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра бурения нефтяных и газовых скважин 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1, тел. (347) 2431474, e-mail: konesev.burenie@mail.ru

G. V. Okromelidze G. A. Teptereva 2,

I. L. Nekrasova O. V. Garshina G. V. Konesev 2, O. B. Trushkin 2

THE STUDY OF VISCOELASTIC GELS DISPERSION BY APPLYING OF BREAKERS OF DIFFERENT CHEMICAL NATURE

1 LUKOIL-Engineering Limited PermNIPIneft Branch Office in Perm, 29, Sovetskoi Armii Str., 614066, Perm, Russia, ph. (342) 2336708, 2336701, e-mail: Gennadij.okromelidze@pnn.lukoil.com 2 Ufa State Petroleum Technological University, 1, Kosmonavtov Str., 450062, Ufa, Russia, ph. (347) 2431474, e-mail: konesev.burenie@mail.ru

Решается проблема снижения показателей структурно-механических свойств вязкоупругих составов (ВУС), используемых в технологиях глушения нефтяных и газовых скважин в качестве «мягкого» пакера. В лабораторных условиях изучен процесс диспергирования ВУС под влиянием реагентов-деструкторов различной химической природы. Для обоснования компонентного состава деструктора в зависимости от требуемого «времени жизни» ВУС проведен анализ кинетики и динамики процесса разрушения «сшитых» систем под воздействием деструкторов окислительного, кислотного типа и их смесей. За период 2012— 2014 гг. в Пермском регионе проведено более 400 операций по глушению скважин с использованием ВУС. Показано, что применение данной технологии позволяет сократить объемы жидкости глушения и время выхода скважины на рабочий режим, а также снизить вероятность отказов оборудования и ускорить выход скважин на проектный режим.

Ключевые слова: вязкоупругий состав; глушение скважин; деструктор «сшитых» гелей; лабораторные испытания; окислительно-восстановительный потенциал; скорость и степень диспергирования.

The work is devoted to solving the problem of reducing of the structural and mechanical properties of viscoelastic compositions (VEC), the technology used in killing oil and gas wells as a soft packer. The results of laboratory studies on the dispersion process of the VEC under the influence of reagents-destructors of different chemical nature. To justify the composition of the destructor depending on required «time life» of VEC analyzed the kinetics and dynamics of the process of destruction «cross-linked» systems under the action of decomposers oxidizing, acid type and their mixtures. For the period 2012— 2014 in the Perm region has conducted more than 400 operations for killing of wells with the use of VEC. The application of this technology gives the installed effect in reducing the volume of killing fluid and time well in working mode. The introduction of this technology will reduce the probability of equipment failures and to expedite the exit of wells in project mode.

Key words: destructor of cross-linked gels; laboratory tests; rate and extent of dispersion; redox potential; viscoelastic composition; well killing.

Дата поступления 10.03.16

Одной из передовых технологий глушения скважин на этапе освоения и при проведении внутрискважинных ремонтных работ является технология глушения с использованием вязкоупругих составов в качестве «мягкого» изолирующего пакера. Вязкоупругие составы (ВУС), представляющие собой упругие гели с низкой подвижностью, позволяют исключить отрицательное воздействие технологических жидкостей на продуктивность скважин.

Отличительными особенностями технологии глушения скважин с использованием ВУС от традиционно применяемых технологий (глушение с применением неструктурированных жидкостей) являются: значительно меньшие объемы жидкостей, используемых для проведения данного вида операций, снижение негативного влияния на коллектор в связи с ограниченной проникающей способностью ВУС в пласт. Высокие показатели структурных свойств вязкоупругого состава и способность принимать форму заполняемого объема дают возможность надежно блокировать перекрываемый интервал пласта и исключить как проникновение технологической жидкости в пласт, так и поступление пластового флюида из пласта, что необходимо для беспроблемного и безаварийного ведения работ.

В основе приготовления ВУС лежит реакция сшивки высокомолекулярных органических соединений солями поливалентных металлов. Образование макромолекул полимеров трехмерной сетчатой структуры (трехмерная поликонденсация) происходит за счет «сшивки» такими ионами, как Сг3+, А13+, Си+2 молекул полимеров, в результате чего последние теряют кинетическую самостоятельность 6'7, при этом образующаяся система оказывается лишенной способности необратимо деформироваться (течь) (рис. 1).

Н R

6 О

Рис. 1. Схема реакции «сшивки» молекул полисахаридов ионами переходных металлов: Ме — ион

металла, К — органические радикалы с различной длиной цепи

В настоящее время технология глушения скважин с использованием ВУС широко применяется на месторождениях Пермского края. Многолетний опыт применения данной технологии выявил ее существенный недостаток — достаточно высокую вероятность отказов сква-жинного насосного оборудования по причине попадания в него плотных остатков неразрушенного реагента, причем вероятность отказов увеличивалась по мере уменьшения расстояния между глубиной спуска глубинного насосного оборудования и «головой» ВУС.

Для исключения негативного влияния остатков неудовлетворительно диспергированного ВУС на работу скважинного оборудования после окончания операции по глушению скважин, учитывая ограниченный временной характер проводимых работ, перспективна разработка технологии деструкции ВУС до маловязкой жидкости.

ВУС, используемые для временной изоляции продуктивных пластов, во многом аналогичны по физико-химическим свойствам вяз-коупругим жидкостям для гидроразрыва пластов (ГРП), но имеют более высокие показатели структурно-механических свойств (рис. 2), что препятствует их проникновению в пласт. Большинство «сшитых» гелей, используемых для ГРП, не отвечают требованиям по прочности и газоудерживающей способности, предъявляемым к составам для временной изоляции продуктивного пласта. Так, напряжение сдвига ВУС, измеренное согласно ISO 104141:2008 (Приложение В) 3, находится в диапазоне 700—1000 Па, тогда как напряжение сдвига «сшитых» гелей ГРП, измеренное по той же методике, не превышает 80—100 Па.

В технологиях ГРП существует большой опыт регулирования процесса деструкции вяз-коупругих жидкостей после доставки в пласт пропанта. Идеальный деструктор должен контактировать только с поверхностью жидкостив и не оказывать на нее воздействия до снижения давления закачивания, а затем быстро реагировать с гелем, разрушая его без образования осадка.

В операциях по глушению скважин длительное время разжижения ВУС также является технологически неоправданным, поскольку приводит к непроизводительным затратам и удорожанию изоляционных работ. Вместе с тем, время «жизни» вязкоупругих составов в пластовых условиях, непосредственно влияющее на надежность и качество проводимых работ по глушению скважин, в десятки раз пре-

ВУС на основе полисахаридов Рис. 2. Внешний вид ВУС и геля ГРП

вышает время «жизни» гелей, традиционно используемых в технологиях ГРП (время, затрачиваемое на проведение ремонтных работ в скважине, может составлять от 1 до 10 сут). Это требует разработки принципиально новых подходов к процессу деструкции ВУС, используемых при глушении скважин.

В настоящее время известны следующие типы деструкторов (брейкеров) высокомолекулярных соединений органической природы

1) растворы сильных кислот. В качестве кислотных деструкторов применяют неорганические и органические кислоты или эфиры, способные превращаться в пластовых условиях в кислоту.

2) окислительные деструкторы. В качестве окислительных деструкторов применяют персульфаты аммония и щелочных металлов, бихромат и перманганат калия, органические пероксигидраты и др.

3) энзимы. Примерами энзимных деструкторов являются: альфа-амилаза, амилоглюко-зид, олигоглюкозид, инвертаза, мальтаза, депо-лимеризованный микробиологический маннан.

Проведенная нами сравнительная оценка деструктурирующего действия брейкеров на вязкоупругие составы приведена в табл. 1.

\\

\

«Сшитый» гель ГРП

В настоящее время при глушении скважин в Пермском крае применяется вязкоупругий состав на основе раствора полисахаридов, «сшитых» соединениями меди 5. Данный реагент характеризуется высокой устойчивостью к полиминеральной и сероводородной агрессии, что особенно актуально для месторождений с кальциевым типом пластовых вод.

Материалы и методы исследования

С целью разработки технологии получения вязкоупругих составов с регулируемыми сроками деструкции был исследован процесс разрушения полисахаридных ВУС под воздействием реагентов-деструкторов из класса окислителей, кислот и их смесей (рис. 3). Энзимные деструкторы не исследовались ввиду ограниченности их действия в щелочной среде (рН ВУС > 10). Для этого к образцам вязкоупру-гих составов с одинаковым компонентным составом, сформированным в лабораторных стаканах, приливали растворы деструкторов различной химической природы: на основе органических и неорганических кислот, перекис-ных соединений, комплексных составов, в соотношении «раствор деструктора: ВУС» = 1:2.

Сравнительная оценка брейкеров различного типа, применяемых для деструкции ВУС

Таблица 1

Преимущества брейкера Недостатки брейкера

Кислотные брейкеры

- наиболее доступны с экономической точки зрения; - эффективность действия не зависит от температуры; - устойчивы при хранении; - эффективны для разрушения ВУС на основе полисахаридов - неэффективны для разрушения составов на основе синтетических полимеров типа акрилатов; - в карбонатных пластах часть брейкера расходуется на растворение карбонатов пласта; - нельзя вводить в ВУС на стадии приготовления из-за нарушения условий сшивки

Окислительные брейкеры

- эффективность практически не зависит от рН системы; - в небольших количествах можно добавлять на стадии приготовления ВУС; - процесс деструкции в присутствии активатора происходит очень быстро - эффективность действия зависит от температуры; - сложность подбора концентрации брейкера при вводе его на стадии приготовления ВУС - сразу после ввода в ВУС начинается разрушение геля, требуется капсулирование; - высокая стоимость капсулированных деструкторов

Энзимные брейкеры

- постепенное разрушение ВУС; - остаточная проницаемость выше по сравнению с другими группами брейкеров - работают в узком диапазоне рН (рН = 3-8); - возможность использования только при низких пластовых температурах (< 60 оС); - многие соединения изменяют свойства энзимов, ухудшая их эффективность; - высокая стоимость

Рис. 3. Динамика разрушения ВУС деструкторами (концентрация деструктора в растворе

После этого через определенные промежутки времени в течение 24 ч контакта растворов деструкторов с ВУС определяли количество диспергированного состава в процентном отношении от исходной массы.

По результатам исследований наиболее активное действие в отношении деструкции ВУС в условиях невысоких пластовых температур (до 40 оС) показывают деструктурирую-щие составы комплексного действия, сочетающие в себе окислительный брейкер из класса персульфатов или органических пергидратов и кислотный деструктор из класса органических кислот.

Для обоснования подбора компонентного состава деструктора в зависимости от требуемого времени «жизни» ВУС необходимо проведение анализа кинетики и динамики процесса разрушения «сшитых» систем под воздействием деструкторов различного типа. С этой целью были проведены лабораторные исследования по оценке процесса разрушения ВУС де-структурирующими составами с различной концентрацией действующих веществ. Исследования проведены на примере комплексного деструктурирующего состава на основе перок-сигидрата мочевины и 3-гидрокси-3-карбокси-пентандиовой кислоты.

Методика исследований заключалась в следующем. В цилиндрах объемом 100 см3 формировали образцы ВУС путем смешивания исходных растворов полимеров согласно 5 и оставляли их на время стабилизации прочностных свойств ВУС на 2 ч. Затем в цилиндры заливали растворы деструкторов, компонентный состав которых указан в табл. 2, в соотношении «раствор деструктора: ВУС» 1:2 (рис. 4).

В качестве основных показателей степени и характера протекания процесса деструкции ВУС использовались следующие параметры:

- изменение рН и окислительно-восстановительного потенциала смеси «ВУС-деструк-турирующий состав» во времени;

- остаток неразрушенного ВУС, т.е. динамика перемещения границы раздела фаз в сторону ВУС во времени;

- динамическая вязкость продукта распада ВУС.

Для измерения показателя рН и окислительно-восстановительного потенциала системы использовали анализатор жидкости Seven Compact S 220 фирмы Mettler Toledo Instruments. Динамическую вязкость сПз) растворов, образующихся в процессе деструкции вязкоупругих составов, определяли на программируемом вискозиметре Брукфильда

(ВгоокПеЫ ЬУОУ-П+Рго) при скорости вращения шпинделя 100 об/мин и температуре 25±5 °С.

Результаты и их обсуждение

Результаты процесса разрушения ВУС во времени под воздействием деструктурирую-щих составов, выраженные в процентном отношении неразрушенного остатка к исходному объему ВУС, приведены в табл. 2.

Выполненные исследования показали, что скорость разрушения вязкоупругого состава находится в прямой зависимости от концентрации действующих веществ в деструктурирую-щем растворе: чем выше концентрация деструкторов, тем выше скорость реакции (рис. 5). Таким образом, скорость деструкции ВУС ограничивается максимальной растворимостью в минерализованной среде окислительного и кислотного деструкторов (для исследованной пары окислитель+кислота максимальная растворимость составляет 20%).

Процесс разрушения полимерной системы, «сшитой» солями переходных металлов, комплексным деструктурирующим составом определяется окислительно-восстановительной реакцией, протекающей в условиях изменения кислотно-щелочного равновесия системы. Исходный ВУС имеет высокощелочную реакцию среды (рН = 10.7), рН раствора деструкторов зависит от концентрации кислоты в растворе (в данной серии экспериментов показатель рН исходных деструктурирующих составов варьировал от 0.61 до 1.42).

По значению окислительно-восстановительного потенциала (ЕЬ) среды подразделяют на 6:

- окислительную (ЕЬ> +(100...150) тУ): характеризуется присутствием в системе свободного кислорода и переходных элементов в высшей форме валентности;

- переходную окислительно-восстановительную (ЕЬ от 0 до +100 тУ): в этих условиях протекает как слабое окисление, так и слабое восстановление;

- восстановительную (ЕЬ < 0): в данном случае металлы присутствуют в низших степенях валентности, в системе имеется избыток восстановителей.

Исходный ВУС имеет значение ЕЬ = -12.2 тУ (восстановительная среда), окислительно-восстановительный потенциал деструктуриру-ющих растворов в данной серии экспериментов находился в диапазоне 279.5. 323.9 тУ (окислительная среда, рис. 6)

Рис. 4. Фото вязкоуиругого состава с растворами деструкторов различного компонентного состава:

а — ВУС после формирования и стабилизации; б — ВУС с растворами деструкторов в начальный момент эксперимента.

Таблица 2

Степень разрушения ВУС в зависимости от концентрации деструкторов

Состав деструктурирующего раствора Остаток неразрушенного ВУС, %, через время воздействия деструктора, ч

1 2 3 4 24 48 72 96 120

0.15% окислительный деструктор, 0.15% кислотный деструктор 100 100 96.5 95 89.5 79.7 69.9 56.9 48.4

0.25% окислительный деструктор, 0.25% кислотный деструктор 100 96.7 93.8 92.1 86.4 73 59.9 46.7 41.4

0.5% окислительный деструктор, 0.5% кислотный деструктор 98.4 95 91.7 90.0 80.2 64.5 49.0 36.4 31.7

1% окислительный деструктор, 1% кислотный деструктор 96.7 86.7 80.0 80.4 64.2 45.0 32.1 15.3 0

2% окислительный деструктор, 2% кислотный деструктор 90.0 85.1 81.7 78.4 53.4 35.6 17.8 0 0

4% окислительный деструктор, 4% кислотный деструктор 75.0 71.7 69.2 66.7 40.4 0 0 0 0

6% окислительный деструктор, 6% кислотный деструктор 71.7 40.0 30.2 25.4 0 0 0 0 0

8% окислительный деструктор, 8% кислотный деструктор 70.1 38.4 20.1 18.4 0 0 0 0 0

10% окислительный деструктор, 10% кислотный деструктор 50.1 20.3 0 0 0 0 0 0 0

Примечание. В качестве окислительного деструктора использовали пероксигидрат мочевины, в качестве кислотного деструктора - 3-гидрокси-3-карбоксипентандиовую кислоту

Известно, что значения рН и ЕЬ системы тесно взаимосвязаны между собой. Окислительные процессы понижают показатель кислотно-щелочного равновесия, восстановительные — способствуют повышению рН. В свою очередь, показатель рН влияет на активность окислителей, и, как следствие, на величину ЕЬ. Динамика изменения показателей рН и ЕЬ смеси «деструктурирующий состав — продукт деструкции ВУС» во времени представлена на рис. 6 и 7.

Исследования показали, что при концентрации окислителя в растворе на уровне 2% и ниже, окислительная среда деструктурирую-щих составов в процессе разрушения ВУС, сопровождающимся высвобождением гидро-ксид-ионов и расходом окислителя на деструкцию цепочек полимеров, переходит в восстановительную. При этом процесс деструкции носит замедленный характер, полная деструкция ВУС наступает только через 4-5 сут и более.

Рис. 5. Фото ВУС с растворами деструкторов различной концентрации через 3 ч контакта.

Концентрация реагентов-деструкторов в цилиндрах под номерами: №2 - 0.25%; №3 - 0.5%; №4 - 1%; №5 - 2%; №6 - 4%; №7 - 6%; №8 - 8%; №9 - 10%; №10 - 0.15%

5

3"

2 >-

о.

О. >

£ >-

О.

t >

а £ + _ -

U ъ > га

Р t s S

U 01

О) X X

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

OI

т

ГЗ

400

300

zoo

100

-100

-ZOO

время воздействия деструктурирующего состава, сут

Рис. 6. Изменение окислительно-восстановительного потенциала в процессе деструкции ВУС. Обозначения кривых расшифровано на рис. 6.

4

Как было отмечено выше, эксперименты по деструкции ВУС проведены с использованием в качестве окислителя реагента из класса органических пероксигидратов — мочевины.

Известно, что окислительные и восстановительные свойства пероксигидратов, так же, как и перекиси водорода, в значительной степени определяются значением рН среды, то есть, окислительные свойства данной группы соединений больше выражены в кислой среде,

„7

восстановительные свойства — в щелочной .

Для оценки роли кислоты в составе окислительного деструктора были проведены дополнительные эксперименты по деструкции ВУС окислителем, кислотным реагентом и их смесями с контролем динамики изменения рН и ЕЬ системы (табл. 3).

Представленные в табл. 3 значения подтверждают синергетический эффект совместного воздействия кислотного и окислительного деструкторов на скорость разрушения ВУС. В отсутствие кислоты раствор органического пе-роксигидрата проявляет восстановительные свойства (ЕЬ системы имеет отрицательное значение), в таких условиях скорость разрушения ВУС носит замедленный характер. Ввод в систему кислоты значительно повышает окислительные свойства реагента (ЕЬ >

+200 шУ), что положительно сказывается на повышении его эффективности в плане деструкции ВУС.

Исследования реологических характеристик продуктов распада ВУС под воздействием деструкторов различного типа показали, что после воздействия на ВУС кислоты образуется жидкость с эффективной вязкостью 30 сПз, после воздействия комплексного деструктури-рующего состава вязкость продукта распада находится на уровне 2 сПз. Это свидетельствует о том, что окислитель в присутствии кислоты разрушает полимерные цепочки до фрагментов с меньшей молекулярной массой (преимущественно, мономеров и димеров).

Таким образом, анализируя результаты проведенных лабораторных исследований, можно сделать следующие выводы.

Реакция между ВУС и растворами деструкторов относится к гетерогенному типу реакций, в которых реагирующие вещества отделены друг от друга границей раздела фаз, при этом ВУС выступает в качестве твердого тела. Для гетерогенных реакций наиболее важными факторами являются концентрация действующих веществ и площадь поверхности соприкосновения фаз: чем они выше, тем больше доступность реагирующих частиц жидкости к

время воздействия деструктурирующего состава, сут

0,15% оки сл ител ьн ы й

деструктор, 0,15% кислотный

деструктор

0,25% оки сл ител ьн ы й

деструктор, 0,25% кислотный

деструктор

0,5% окислительный

деструктор, 0,5% кислотный

деструктор

1 % о к и сл и те л ь н ы й

д е стр у кто р, 1 % к и с л отн ы й деструктор

2 % о к и с л и те л ь н ы й деструктор, 2% кислотный деструктор

4 % о к и с л и те л ь н ы й

д е cri) у кто р, 4 % к и сл отн ы й

деструктор

6 % о к и сл и те л ь н ы й

д е стр у кто р в % к и сл отн ы й

деструктор

8 % о к и с л и те л ьн ы й

дестру кто р, 8 % к и сл отн ы й

деструктор

10% оки сл ител ьн ы й

д е стр у кто р, 10% кислотны й

деструктор

Рис. 7. Изменение водородного показателя рН в процессе деструкции ВУС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Таблица 3

Параметры разрушения ВУС деструкторами

Состав деструктора 3 ч контакта 24 ч контакта 48 ч контакта

Остаток ВУС, % рН/Eh, ед/mV Остаток ВУС, % рН/Eh, ед/mV Остаток ВУС, % рН/Eh, ед/mV

10% пероксигидрат мочевины 78.5 10.21/ - 203.3 54.0 10.55/ -221.0 28.9 10.44/ -226.4

10% 3-гидрокси-3-карбокси-пентандиовая кислота 62.9 1.07/ +301.4 53.1 1.14/ +299.6 27.6 1.22/ +283.9

5% пероксигидрат мочевины + 5% 3-гидрокси-3-карбокси-пентандиовая кислота 75.3 1.56/ +283.4 28.2 1.98/ +254.6 0 2.08/ +240.1

10% пероксигидрат мочевины + 10% 3-гидрокси-3-карбоксипен-тандиовая кислота 0 0.83/ +316.5 0 0.84/ +316.5 0 0.84/ +316.5

частицам твердого вещества, в нашем случае ВУС. В условиях скважины площадь поверхности контакта «головы» ВУС с деструктури-рующим составом ограничена диаметром обсадной колонны или открытой части ствола скважины. Поэтому целенаправленное управление скоростью деструкции ВУС в скважине возможно только за счет изменения концентрации действующих веществ в деструктурирую-щем составе Наиболее активное действие в отношении деструкции ВУС даже в условиях невысоких пластовых температур проявляют деструктурирующие составы комплексного действия, сочетающие в себе окислительный и кислотный брейкеры. Окислительные системы

Литература

1 . Лукманов P.P. Деструкция, стабилизация и

сшивка полиакриламида в растворах для бурения и заканчивания скважин.— Тюмень.: ЗАП-СИББУРНИПИ, 1995.- 59 с.

2 . Берлин А.А., Басин В.Е. Основы адгезии поли-

меров. - М.: Химия,1969. - 320с.

3 . ISO 10414-1:2008 (R) Нефтяная и газовая про-

мышленность. Контроль буровых растворов в промысловых условиях. Часть 1. Растворы на водной основе. Москва, 2012 г.

4 . Gel breakers [Электронный ресурс]. Режим дос-

тупа: http: //petrowiki. org/Gel_breakers.

5 . Патент РФ №2116433 Вязкоупругий состав для

заканчивания и капитального ремонта скважин / Татауров В.Г., Нацепинская А. М., Чугаева О. А., Сухих Ю. М., Акулов Б. А., Гаршина О. В. // Опубл. 27.07.1998.

6. Шульц М. М., Писаревский А. М., Полозова И. П. Окислительный потенциал. Теория и практика.- Л.: Химия, 1984.- 168 с.

7. Химия и технология перекиси водорода / Под ред. Г.А. Серышева.- Л.: Химия, 1984.- 200 с.

разрушают молекулярные структуры полимеров. Кислотные реагенты приводят к деполимеризации полимеров и разрушают связи, «сшивающие» полимер, а также создают благоприятные условия для работы окислителей.

Результаты выполненных исследований использованы при разработке технологии глушения скважин ВУС с регулируемыми сроками деструкции ВУС при обосновании и выборе типа и концентрации реагентов в деструктури-рующем составе в зависимости от требуемого времени «жизни» ВУС, т.е. от времени начала операции глушения до запуска глубинного насосного оборудования.

References

1. Lukmanov R.R. Destruktsiya, stabilizatsiya I sshivka poliakrilamida v rastvorakh dlya bureniya I zakanchivaniya skvazhin [Degradation, stabilization and crosslinking polyacrylamide solutions for drilling and completion of bores]. Tyumen, ZapSibBurNIPI, 1995, 59 p.

2 . Berlin A.A., Basin V.E. Osnovy adgezii

polimerov [Fundamentals of polymer adhesion]. Moscow, Khimiya Publ., 1969, 320 p.

3 . ISO 10414-1:2008 (R) Neftynaya I gazovaya

promishlennost. Kontrol byrovikh rastvorov v promislovikh usloviyakh. Chast 1. Rastvory na vodnoi osnove [Oil and gas industry. Control of drilling fluids in field conditions. Part 1. Drilling fluids on water-based solutions]. Moscow, 2012.

4. http://petrowiki.org/Gel_breakers.

5 . Tataurov V G; NatsepinskaYa A M; Chugaeva O

A; Sukhikh Yu M; Akulov B A; Garshina O V. Vyazkouprugiy sostav dlya zakanchivania I kapitalnogo remonta skvagin [Viscous-resilient compound for completion and overhaul of wells]. Patent RF, no.2116433, 1998.

6 . Shults M.M., Pisarevskiy A.M., Polozova I.P.

Okislitelnyi potentsial. Teoriya i praktika [The oxidation potential. Theory and practice]. Leningrad, Khimiya Publ., 168 p.

7. Khimiya i tekhnologiya perekisi vodoroda [Chemistry and technology of hydrogen peroxide]. Ed. G.A. Serishev. Leningrad, Khimiya Publ., 1984, 320 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.