В дужках дані взаємозамінюючі матеріали

ВОБ- високо окислений бітум.

 

22.3 Технологія приготування

 

На гідрогелевий розчин переходять до входження у хемогенні пласти, як правило, в обсадній колоні. В зв’язку з цим можливо кілька варіантів приготування.

Розчин, знаходячись в колоні (тільки з малим вмістом твердої фази 2-5%), обробляють хлористим магнієм (20-25%). При циркуляції в колоні розчину в нього додають 1,2-2% окису (гідроокису) пористого металу у вигляді концентрованого розчину. Через 1-2 години, в залежності від інтенсивності змішування і температури, розчин утворює гелеподібну консистенцію.

Після того, як умовна в’язкість підвищиться до 30-40 с, а  до 20-30 дПа в гідрогель додають водний розчин понижувача фільтрації (КМЦ, крохмаль, КССБ). Для економії лугу в утворений гідрогель можна додати 5-10% MgO або Mg(OH)₂.

В приготовлений розчин можна додати 5-15% вапняково-бітумного розчину, або 10-15% нафти, при необхідності розчин обважнюють.

Якщо неможливо використовувати розчин, який знаходиться в колоні, то готують необхідний об’єм гідрогелевого розчину. Для цього в гідрозмішувач наливають воду та вводять бішофітом з галітом,............. або використовують полімінеральну пластову воду з вмістом катіонів Mq⁺⁺ від 10 до 80 г/л. На 1000 кг карналіту приходиться 67-70 кг “іонів” магнія, а в 100 кг бішофіту – 80-85 кг “іонів” магнія. Після інтенсивного перемішування і розчинення солі в нього вводять луг у вигляді водного розчину 40%- ної концентрації. Через 20-25 хвилин перемішування починається процес структуроутворення, який контролюється шляхом систематичного заміру статичного напруження зсуву та умовної в’язкості. Після того, як  через 1 хв досягає значень 20-30 дПа і УВ= 30-35 с, в гідро змішувач вводиться стабілізатор в кількості, визначеній рецептурою, а потім – змащуючі домішки.

Вводити стабілізатори до утворення структури розчину не можна, оскільки реагенти зв’язують іони магнію в дисперсному середовищі. Так, один грам органічного реагента зв’язує наступну кількість іонів магнія: крохмаль – 0,63 г; КМЦ-600(700) – 1,24; КССБ – 0,17 г.

Під час обважнення чистого гідрогелевого розчину відбуваються два процеси: при вмісті крейди, бариту, палигорскита або бентоніту до 7% (за масою) в’язкість розчину зменшується, а при подальшому вводі обважнювачів гідрогелі загущуються. Приготування гідрогельмагнієвого розчину з активованою затравкою складається з наступних операцій. Як і для чистого гідрогелю готується росіл магнійвміщуючих солей або береться пластова вода. Одночасно готується лужна затравка. В якості лужної затравки може застосовуватись суміш лугу з азбестом в співвідношенні від 5:1 до 1:1 або низькосортна глина і луг в співвідношенні від 10:1 до 4:1.Окрім лугу і азбесту (або глини в склад лужної затравки входять стабілізатор, як правило крохмаль і прісна вода. На приклад, на 4 м³ лужної затравки приходиться 200 кг глини, 0,07 м³ лугу 40%-ної концентрації, 120 кг модифікованого крохмалю, решта вода.

Концентрація глини або азбесту в гідрогелі залежить від температури в свердловині. При температурі 80-90°С концентрація азбесту в розчині складає 0,3-0,5% (5-6 сорт); 7-ий сорт – 0,6-1,0%. При бурінні високотемпературних свердловин концентрація азбесту підтримується на рівні до 2%. Використання лужної затравки дозволяє зменшити витрату лугу. Після приготування росолу в нього вводять лужну затравку і після утворення структури дообробляють стабілізатором і мастильними домішками.

При використанні лужної затравки з азбесту 5-го і 6-го сортів гідро гель може забивати турбіну турбобура та сітки вібросита. Зменшити цей небажаний ефект можна: технологічним і фізико-хімічним (розклад азбесту).

Технологічний спосіб полягає в тому, що свіжо приготовлений гідрогель необхідно прокачати протягом 2-3 годин через бурильний інструмент, опущений в свердловину без турбобура, але з гідромоніторним долотом. Вібросито на цей час відключають. Після цього, як азбест продиспергує і властивості гідрогеля вирівняються, включається вібросито, другі очисні пристрої і через них очищують гідрогель від нерозкладуючих частин. Хороші результати отримуються при приготуваннзатравки в агрегаті або через диспергатор ДГ-1. Функцію антивированої затравки може виконувати суспензія попередньо сконденсованих части гідрооксиду магнію, осадженого при добавці порівняно невеликого (в 2-3 рази менше стахіометричного) кількості розчину MqCl₂ в концентрований розчин лугу. Цілеспрямовано в розчин NaOH вводять 2-3% тонкодисперсної крейди або гідролізного лігніну.

 

22.4 Регулювання властивостями розчину в процесі буріння

 

В процесі буріння властивості розчину регулюють тими ж реагентами, які застосовують для приготування. Під час буріння можливе підвищення фільтрації за рахунок недостатньої кількості реагента-стабілізатора в розчині та розведення водою. Тоді зниження фільтрації досягається обробкою розчину крохмалем (КМЦ+КССБ) в кількості 0,3-0,5%. Можливе підвищення в’язкості і СНЗ, яке обумовлене накопиченням в розчині вибуреної породи або надлишку лугу.

Найбільшому загущенню при збагаченні глиною підлягають гідрогелі, які містять до 350 кг/м³ калійно-магнієвих солей. Особливо високою загущоючою здатністю відрізняється монтморилоніт.

Зменшити в’язкість і  таких розчинів домішками полісолевого розчину не завжди вдається, а більшість традиційних органічних понижувачів в’язкості висолюються і, навпаки, загущують глинистий розчин.

При розбурюванні відкладів глин з високим вмістом монтморилоніта, коли в гідрогель при поганому очищенні або бурінні долотами зтираючого типу переходить велика кількість породи, одним з видів зниження в’язкості і  є розведення розчину росолами індивідуальних солей КСІ, MqCl₂ або NaCl з наступною стабілізацією полімерами.

Розрідження загущеного гідрогелевого розчину можна досягнути і хімічним шляхом. Найпростіший метод – домішки в росіл 0,01-0,1% хромпіку з 1% КССБ. Менший ефект дають обробки ССБ, ігетаном, поліфосфатами та ін.

В’язкість розчину може зменшуватись самостійно (за часом) або за рахунок зменшення концентрації лугу і хлористого магнію, а також розведення водою. Для підвищення цих параметрів розчин обробляють 0,15-0,25% луг (NaOH та Ca(OH)₂). Для підтримання заданої кількості MqCl₂ в розчин вводять через 3-4 довбання 2-4% карналіту або бішофіту. Значення рН підтримують в межах 7,5-8,5 домішками окису (гідроокису) лужного металу. Ввід лужного електроліту дозволяє підвищити структурно-механічні і в’язкісні показники.

Реологічні і структурно-механічні показники властивостей гідрогелю знижуються при нагріванні, що пояснюється розчиненим оксихлоридів магнію і переходом їх в інертний гідрооксид магнію, який має низьку структуруючу властивість. Ввід лугу, полімерних реагентів, лігносульфонатів або нафти не дають позитивного ефекту. Підвищення структурно- механічних властивостей в цих умовах можливо тільки вводом активованої лужної затравки.

При вводі нафтопродуктів гідрогель перетворюється в стійку емульсію (вміст нафти 10-12%), а 10-12% бітумного концентрата надає розчину змащуючі та піноутворюючі властивості.

 

22.5 Перевід в інші типи розчинів

 

Перевід розчину на основі гідро гелю магнію можливий виродженням в соленасичені стабілізовані.

Необважнений гідрогель може бути переведений в гідрофобно-емульсійний розчин. Для цього гідро гель змішують з вуглеводною фазою і перемішують протягом 1-1,5 годин з прокачуванням 1-2 цикла через диспергатор. Вміст вуглеводної фази складає 40-50% від об’єму розчину.

В якості вуглеводної фази застосовується:

при одержанні ВІЕРа- суміш дизпалива, емультала і бітума в співвідношенні 10:0,4:0,7;

при одержанні ТІЕРа- суміш дизпалива з СМАДом в співвідношенні 10:2;

при одержанні Емульжела- суміш дизпалива з СМАдом в співвідношенні 10:1,2;

при одержанні ГЕРа- суміш дизпалива з украміном або КБ-2 10:1.

При використанні чистого гідро гелю магнію рецептури ВІЕРа і ТІЕРа додатково стабілізуються бентонітом в кількості 10-15 і 20-30 кг на 1 м³ відповідно. Рецептура емульжела стабілізується росолом FeCl₃ (10-15 кг на 1 м³), а ГЕР – крейдою до 40 кг на 1 м³.

 

22.6 Вплив на наступні технологічні операції

 

Застосування гідрогельмагнієвих розчинів не відбивається на наступному освоєнні свердловини. Наявність в складі розчинів MqCl₂ або комплексу солей, таких, як NaCl, KCl, MqCl₂ дозволяє частковому зниженню залишкової водонасиченості привибійної зони пласта і відповідно збереженню поростої проникності. Коефіцієнт відновлення проникності водовміщуючих низькопроникних колекторів може коливатись від 95 до 110%, в залежності від мінералізації пластової води і проникності. Якщо в зоні продуктивного пласта сформується напівпроникна кірка (розчин оброблений високомолекулярними реагентами), можливе осушення привибійної зони пласта від води за рахунок осмотичного масопереносу протягом 30-40 год на глубину до 0,25м.

Вплив гідрогельмагнієвого розчину на процес цементування колон аналогічний, як і для соленасичених розчинів (див. додаток №13).