Кремнеорганические соединения: силаны типа алкил хлорианов (RnSiCl4-n),где R-органический радикал представляет собой класс кремнеорганических соединений, у которых связь кремний-галоген отличается исключительно малой стойкостью к гидролизу. Продукты гидролиза представляют собой полимеры с силоксановой связью –Si-O-Si и называются силоксанами.
Механизм образования кремнеорганических соединений в ПЗП
Смешение силанов с водой приводит к полному гидролизу мономера. Состав и свойства образовавшегося стойкого полимера зависит от:
1. Кислотности среды. Кислотность среды повышает скорость гидролиза, при этом выделяется температура и HCl, что дополнительно увеличивает скорость гидролиза.
2. Температуры
3. Типа растворителя:
а) в присутствии инертных растворителей (бензол, толуол) образуются неплавкие и нерастворимые полимерные соединения в виде аморфных осадков;
б) в присутствии активных органических растворителей (спирты, эфиры) образуются линейные высокомолекулярные полимеры.
Силаны представляют собой бесцветные легкоподвижные дымящиеся на воздухе жидкости с резким специфическим запахом, и выпускается промышленностью в виде фенилтрихлорсиланов, метильных кубовых остатков (МНО).
Механизм закупорки
На границе раздела с нулевой концентрацией кремнеорганических соединений кремнеорганические соединения образуют структурные полимеры, вязкость которых со временем возрастает вплоть до потери текучести.
Часть продукции полимеризации при взаимодействии с избыточной водой выпадает в виде твердой фазы и также закупоривает поры.
В нефтенасыщенной зоне проницаемость полностью сохраняется. При гидролизе кремнеорганических соединений с незначительным количеством связанной воды образуется тонкая полимерная пленка, в которой О2 связи направлены в сторону породы, а углеводородные радикалы в противоположную сторону. За счет этого образуется гидрофобная поверхность и увеличивается фазовая проницаемость для нефти.
Общие требования ко всем технологиям
1. Обводненность скважины < 50-60%:
- при nв>60% изоляцию необходимо проводить (силанами и синтетическими смолами).
2. Из обработки желательно исключить скважины, образующие эмульсии непосредственно в ПЗП.
3. НКТ должны быть герметичны и не оборудованы пакером.
4. Содержание карбонатов не должно превышать 10-15%:
- при Скар >10-15% для предотвращения растворения карбонатов и потери кислотности в ПЗП необходимо вводит в нейтрализатор соляной кислоты (аммиак)
5. Перед проведением закачки объем скважины должен быть освобожден от обводненной продукции путем прокачки нефти.
Технологии
1. Селективная изоляция подошвенных вод:
- закачка в НКТ буфера из безводной нефти или керосина V=0,2-0,5 м3;
- закачка расчетного количества силана V=2-5 м3;
- закачка в НКТ буфера из безводной нефти или керосина V=0,2-0,5 м3;
- продавка в пласт реагента нефтью из расчета V=1Vнкт+5 м3 нефти;
- остановка скважины на реагирование в течение 18 часов.
2. Селективная изоляция пропластковых вод:
- закачка при открытом затрубе в НКТ буфера из безводной нефти или керосина V=0,5-1 м3;
- закачка расчетного количества силана;
- закачка буфера из безводной нефти V=0,5-1 м3;
- продавка жидкости до забоя из расчета поднятия в затруб не менее 0,3 м3 буфера;
- перекрытие затруба и продавка реагента в пласт нефтью в объеме НКТ;
- остановка скважины на реагирование в течение 48 часов.
3. Селективная обработка ПЗП силанами и синтетическими смолами
Совместно обработку осуществляют с целью отвердения смол с помощью кислоты, регенерируемой силанами в процессе их гидролиза в условия избыточного количества воды
а) Селективная изоляция водопритоков:
1. Закачка в ПЗП Силанов в дизельном топливе или безводной нефти в соотношении 1:1 из расчета 10-20% объема ПЗП.
2. Закачка буфера из дизтоплива или безводной нефти V=0,5 м3.
3. Закачка в скважину расчетного объема синтетических смол.
4. Продавка смолы в пласт нефтью.
5. Остановка скважин на отвердение смолы в течении 48 часов с последующим ее освоением.
б) При креплении ПЗП:
1. Закачка в ПЗП расчетного количества синтетических смол.
2. Закачка промежуточного буфера из безводной нефти или дизтоплива.
3. Продавка в пласт расчетного количества силана в растворе дизтоплива (в соотношении 1:1) из расчета 0,5 м3 раствора силана на 1 м3 синтетической смолы.
4. Изоляция притока посторонних вод силанами.
4. Негерметичность колонны, прорыв колонны, трещины, протертости:
- отключением пакером, цементным мостом или забойной пробкой фильтра скважины;
- закачка в порыв по трубному или затрубному пространству силана V=1 м3;
- остановка скважины на 12 часов;
- определение приемистости;
- повторная закачка 1 м3 силана и 2 м3 синтетической смолы.
ОТ и ТБ при работе с силанами
1. Заполнение емкостей – не более 85% от объема.
2. Запрещается продавка силанов по коммуникациям сжатым воздухом – только азотом.
3. Температура хранения меньше 300С.
4. Силаны сливаются в емкости под слой солярки 15-20 см.
5. Слив и налив – только механизированным способом с помощью вакуумного пистолета и насоса.
6. Запрещается слив и налив в грозу и при выпадении атмосферных осадков.