Способ цементирования подземного углеводородного пласта

Номер патента: 22412

Опубликовано: 30.12.2015

Авторы: Астон Марк Шелтон, Грей Айан, Айтхожина Дана

Есть еще 11 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ цементирования подземного углеводородного пласта, включающего несцементированные или плохо сцементированные частицы, который заключается в контактировании пласта с раствором или дисперсией в органическом флюиде-носителе кремнийорганического соединения, которое представляет собой силилированный полимер формулы (I)

Рисунок 1

где каждый R независимо обозначает замещенный или незамещенный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или группу -C(O)R, где R имеет значения, как описано выше;

n равно 0, 1 или 2;

каждый А обозначает связующую алкоксигруппу;

В обозначает полиоксиалкиленовую связующую группу, полиуретановую связующую группу или поли(мет)акрилатную связующую группу, где среднечисловая молекулярная масса полиоксиалкиленовой связующей группы или полиуретановой связующей группы составляет от 600 до 20000 г´моль-1, а среднечисловая молекулярная масса поли(мет)акрилатной связующей группы составляет от 600 до 40000 г´моль-1.

2. Способ по п.1, где органический флюид-носитель выбирают из группы, включающей нефтепродукты, такие как сырая нефть или пластовая нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан, ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол, и фракции нефтяного дистиллята, такие как керосин, нафта и дизельное топливо.

3. Способ по любому из предшествующих пунктов, где полимерной связующей группой В кремнийорганического соединения формулы (I) является гомополимер оксиалкилена или сополимер оксиалкилена, выбранный из группы, включающей гомополимеры оксиэтилена, гомополимеры оксипропилена, гомополимеры окситетраметилена, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, сополимеры этиленоксида и бутиленоксида, сополимеры пропиленоксида и бутиленоксида и сополимеры этиленоксида, пропиленоксида и бутиленоксида.

4. Способ по любому из пп.1, 2, где полимерной связующей группой В в кремнийорганическом соединении формулы (I) является линейный поли(мет)акрилатный полимер, который получают по крайней мере из одного мономера формулы CH2=CHC(O)OR6, где R6 предпочтительно выбирают из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила и трет-бутила.

5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) включает дегидратирующий агент.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) включает усилитель адгезии, который является аминопроизводным кремнийорганического соединения формулы (VI)

Рисунок 2

где R и n имеют значения, определенные для формулы (I);

R9 выбирают из -(СН2)x-, где х равен целому числу от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 8, или
-(CH2)yNH(CH2)z-, где у равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4, a z равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4, и R10 и R11 независимо выбирают из водорода и замещенной или незамещенной алкильной группы, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода.

7. Способ по п.6, где аминопроизводное кремнийорганического соединения формулы (VI) выбирают из группы, включающей N-(н-бутил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан, 3-аминопропилметилдиэтоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан и 3-аминопропилтриметоксисилан.

8. Способ по п.6 или 7, где концентрация усилителя адгезии формулы (VI) во флюиде-носителе в составе раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) находится в диапазоне от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 2,5 мас.%.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) содержит катализатор, который выбирают из группы, включающей катализаторы на основе оловоорганических соединений, неорганических соединений олова, органические кислоты, соли металлов и органических кислот, соединения аминов, соединения металлов группы 3B или 4А и их комбинации.

10. Способ по п.9, где катализатором является соединение диалкилолова и предпочтительно соединение диоктилолова.

11. Способ по п.10, где катализатор выбирают из группы, включающей диацетилацетонат диалкилолова, дилаурат диалкилолова, дикетонат диалкилолова и катализатор, включающий продукт реакции тетраэтилового эфира кремниевой кислоты с бис-(ацетилокси)диоктилстаннаном.

12. Способ по п.9, где катализатор включает органическую карбоновую кислоту, предпочтительно алифатическую карбоновую кислоту.

13. Способ по п.12, где карбоновую кислоту выбирают из группы, включающей уксусную кислоту, щавелевую кислоту, масляную кислоту, винную кислоту, малеиновую кислоту, каприловую кислоту, неодекановую кислоту и олеиновую кислоту.

14. Способ по п.9, где катализатор включает титанорганическое соединение.

15. Способ по любому из предшествующих пунктов, где концентрация кремнийорганического соединения формулы (I) в органическом флюиде-носителе в составе раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) находится в диапазоне от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 2 до 30 мас.%, более предпочтительно от 5 до 20 мас.%.

16. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт содержит избыток воды и в пласт перед контактированием пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I) закачивают органический промывочный флюид.

17. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт является смоченным углеводородами и где в пласт перед контактированием пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I) последовательно закачивают первый, второй и третий промывочные флюиды, причем первый промывочный флюид представляет собой общий растворитель для воды и нефтепродукта, такой как монобутиловый эфир этиленгликоля (МБЭЭГ), второй промывочный флюид представляет собой солевой раствор, а третий промывочный флюид представляет собой органический флюид.

18. Способ по любому из предшествующих пунктов, где органический промывочный флюид закачивают в пласт после контактирования пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I).

19. Способ по любому из пп.16-18, где органические промывочные флюиды, которые закачивают в пласт перед или после закачивания раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I), выбирают из группы, включающей сырую нефть, пластовую нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан, ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол или продукты перегонки нефти, такие как керосин, нафта или дизельное топливо.

20. Способ по любому из пп.16-19, включающий следующие стадии:

(а) закачивание органического промывочного флюида в пласт через эксплуатационную скважину или через нагнетательную скважину;

(б) закачивание в пласт достаточного количества раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) через эксплуатационную скважину или нагнетательную скважину для цементирования соседних со стволом скважины участков в пласте;

(в) закрытие скважины в течение периода 1-24 ч, достаточного для гидролиза кремнийорганического соединения формулы (I) и цементирования частиц пласта;

(г) необязательное закачивание промывочного флюида после обработки в пласт.

21. Способ по п.20, где скважину закрывают в течение периода от 2 до 10 ч, предпочтительно от 3 до 6 ч.

22. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт включает более 85% песчаника, предпочтительно более 95% песчаника.

Рисунок 3

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ПЛАСТА В изобретении заявлен способ цементирования подземного углеводородного пласта,включающего несцементированные или плохо сцементированные частицы, который заключается в контактировании пласта с раствором или дисперсией кремнийорганического соединения в органическом флюиде-носителе, которое представляет собой силилированный полимер формулы где каждый R независимо обозначает замещенный или незамещенный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или группу -C(O)R, где R имеет значения, как описано выше, n равно 0, 1 или 2,каждый А обозначает связующую алкоксигруппу, В обозначает полиоксиалкиленовую связующую группу, полиуретановую связующую группу или поли(мет)акрилатную связующую группу, где среднечисловая молекулярная масса полиоксиалкиленовой связующей группы или полиуретановой связующей группы составляет от 600 до 20000 гмоль-1, а среднечисловая молекулярная масса поли(мет)акрилатной связующей группы составляет от 600 до 40000 гмоль-1.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: БП ЭКСПЛОРЕЙШН ОПЕРЕЙТИНГ КОМПАНИ ЛИМИТЕД (GB) Настоящее изобретение относится к поддержанию или ускорению движения флюидов через подземные породы, содержащие мелкодисперсные материалы, такие как песчаник. Прежде всего, настоящее изобретение относится к предотвращению или снижению миграции частиц в углеводородных пластах. Более подробно, настоящее изобретение относится к цементированию или креплению несцементированных материалов, прежде всего песчаника, в подземных породах. При добыче углеводородов из подземных пластов, содержащих мелкие частицы, такие как тонкозернистый песчаник типа алевролита, такие частицы имеют тенденцию перемещаться, например, за счет нестабильности пласта. Если большой объем флюида прокачивается через такой пласт, то очень мелкие частицы (прежде всего песчаника) могут выноситься на поверхность, где их необходимо утилизировать. Удаление больших объемов песка, полученного из несцементированных или плохо сцементированных пластов, является серьезной проблемой с точки зрения материально-технического снабжения процесса утилизации. В связи с высокими скоростями движения частиц, прежде всего песчаника, может также происходить износ скважинного оборудования, такого как трубы, противопесочные фильтры, насосы или вентили. Ремонт или замену такого оборудования можно проводить только во время прекращения добычи. Мелкие частицы могут также застревать в порах пласта, прежде всего в горловинах пор в межзерновой породе (пространство мелкой поры в точке соединения двух зерен межзерновой породы, которое соединяет две поры большего объема). При этом происходит, по крайней мере, частичное закупоривание поры пласта, что приводит к снижению проницаемости пласта и, следовательно, к снижению дебита нефти. Вынос и передвижение мелких частиц, прежде всего частиц песчаника, является основной проблемой при эксплуатации нефтяных скважин, прежде всего скважин, проходящих через несцементированные пласты. Снижение дебита может быть вызвано закупориванием гравийных фильтров, противопесчаных фильтров, перфорационных каналов, труб, поверхности выкидных линий или сепараторов. Кроме повреждения насосов или другого скважинного оборудования, может также происходить износ обсадных труб, трубопроводов, скважинного оборудования и наземного оборудования. Такой износ в некоторых случаях может привести к потере напора в скважине в связи с ее разрушением или может требоваться повторное заканчивание скважины (замена обсадных труб, трубопроводов и скважинного оборудования). Таким образом, существует необходимость в разработке эффективного способа контроля песчаников. В патенте US 2006/124303, например, описан способ обработки подземных пластов, который заключается в обработке частиц низкого качества при нанесении на них покрытий первой и второй отверждаемых смол. Указанные частицы затем можно закачивать в подземные пласты, где они, как утверждается, могут повторно связываться и обеспечивать цементирование в достаточной степени, при этом образуется стационарный проницаемый фильтр, такой как гравийный фильтр. Несмотря на то что гравийные фильтры обеспечивают некоторое крепление подземных пластов,существует необходимость в более прочной химической стабилизации мелких частиц в пласте. Для этой цели предложена химическая обработка, включающая крепление пласта за счет закачивания химического реагента, связывающего мелкие частицы, предотвращая или снижая таким образом вынос и движение мелких частиц при эксплуатации скважины. Однако при использовании таких химических реагентов следует исключать закупоривание пор в пласте. В патенте GB 2419614 В (Великобритания), например, описан способ обработки подземных пластов,содержащих частицы песчаника, который заключается в контактировании указанного пласта с материалом, способным увеличивать остаточную силу сцепления частиц песчаника, что приводит к снижению или предотвращению их миграции, при этом указанный материал при контактировании с указанным пластом приводит к снижению проницаемости на величину по крайней мере менее 40%, причем указанный материал включает соединение формулы где каждый R независимо обозначает замещенный или незамещенный алкил, содержащий от 1 до 18 атомов углерода, или группу -COR, где R имеет значения, как описано выше, А обозначает органическую связующую группу, включающую атом с неподеленной парой электронов, х равен 0 или положительному целому числу, а у равен 0 или положительному целому числу. Как описано в патенте GB 2419614B, связывание обычно происходит между поверхностями частиц, которые разделены расстоянием не более 30 длин связей, предпочтительно 15-20 длин связей, например, при контактировании типа зерно-зерно. В таком случае наблюдается повышение остаточной силы сцепления частиц в пласте. Указано также, что группа А является связующей группой и ее точная химическая природа не имеет большого значения, если выполняется ее основная функция. Однако обычно указанная связующая группа может включать от 1 до 20 атомов, предпочтительно от 1 до 10, прежде всего от 1 до 5. Таким образом, в патенте GB 2419614B не рекомендуется использовать полимерные связующие группы. Кроме того, несмотря на то, что примеры пригодных связующих групп содержат как линейные, так и разветвленные алкиленовые цепи, которые прерваны гетероатомами, такими как азот и кислород, подробное описание полиоксиалкиленов или полиуретанов в качестве связующих групп отсутствует. В настоящем изобретении предлагается способ цементирования подземного углеводородного пла-1 022412 ста, содержащего несцементированные или плохо сцементированные частицы, который заключается в контактировании пласта с раствором или дисперсией кремнийорганического соединения в органическом флюиде-носителе, которое представляет собой силилированный полимер формулы (I) где каждый R независимо обозначает замещенный или незамещенный, предпочтительно незамещенный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода, или группу -C(O)R, где R имеет значения, как описано выше, n равно 0, 1 или 2, каждый А обозначает связующую алкоксигруппу, такую как пропоксигруппа, и В обозначает полиоксиалкиленовую связующую группу, полиуретановую связующую группу или полиметакрилатную связующую группу, где среднечисловая молекулярная масса полиоксиалкиленовой связующей группы или полиуретановой связующей группы составляет от 600 до 20000 гмоль-1, а среднечисловая молекулярная масса полиметакрилатной связующей группы составляет от 600 до 40000 гмоль-1. Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что кремнийорганическое соединение способно увеличивать остаточную силу сцепления частиц, что приводит к снижению или предотвращению таким образом их миграции из пласта. Другое преимущество заключается в том, что обработанная(сцементированная) матрица характеризуется высокой степенью эластичности. Еще одно преимущество заключается в том, что сцементированный пласт сохраняет свою проницаемость. Термин "частица", использованный в данном контексте, обозначает гранулы породы пласта, которые цементируют способом по настоящему изобретению. Обычно средний диаметр частиц составляет менее 1 мм, например менее 50 мкм. В подземных пластах присутствует множество различных материалов, поэтому состав частиц может очень сильно изменяться. Обычно частицы могут включать кварц и другие минералы, глины и кремниевые материалы, такие как песчаник. Способы и композиции, описанные в данном контексте, можно использовать для обработки песчаника, т.е. частиц песка. Термин "остаточная сила сцепления" обозначает меру способности матрицы частиц удерживать вместе отдельные частицы при конкретных условиях (например, температуре, давлении или скорости движения флюида). Величину остаточного сцепления можно рассчитывать различными методами, например в единицах прикладываемой силы, давления или скорости движения флюида, необходимой для разрушения или разрыва матрицы. Кремнийорганическими соединениями, пригодными для применения по настоящему изобретению,являются соединения, способные придавать относительно слабую остаточную силу сцепления частицам песка, включенным в пласт, например от 0,1 до 300 бар. Специалистам в данной области техники представляется очевидным, что для цементирования пласта можно использовать смеси кремнийорганических соединений общей формулы (I). Термин "проницаемость", использованный в данном контексте, обозначает способность пористой среды (например, матрицы частиц) пропускать флюид, т.е. обозначает сопротивление потоку жидкости через пористый материал. Проницаемость измеряют с использованием закона Дарси где Q обозначает скорость потока (см 3/с); Р обозначает перепад давления (атм) вдоль цилиндра длиной L (см) с площадью сечения А (см 2);обозначает вязкость флюида (сП);k бозначает проницаемость (Д). Снижение проницаемости после обработки по настоящему изобретению составляет менее 40%,предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 10%. В предпочтительном варианте проницаемость пласта до и после обработки практически не изменяется. Прежде всего, предпочтительными для применения по настоящему изобретению являются кремнийорганические соединения, которые увеличивают остаточную силу матричного сцепления на величину от 20 до 1000%, предпочтительно от 100 до 200%. Кремнийорганические соединения предпочтительно придают матрице частиц эластичность, например они характеризуются высокой прочностью при сжатии, на разрыв и силой сцепления. Предпочтительно матрица частиц должна характеризоваться достаточной эластичностью, чтобы выдерживать жесткие условия, возникающие при высоких давлениях флюида и/или температуре в пласте, например, при закачивании флюида или его добыче. Прежде всего, матрица должна выдерживать перепады давления на уровне по крайней мере 10000 мбар, предпочтительно по крайней мере 50000 мбар практически без изменения ее структуры. Количество частиц, которые выносятся из горной породы под действием флюида при данной скорости, можно выражать в процентах от исходной массы породы. Пригодными кремнийорганическими соединениями по настоящему изобретению являются соединения, которые способны свести к минимуму вынос частиц, например частиц песка, и в основном поддерживать уровень выноса частиц (% от общей исходной массы) на уровне менее 10%, например менее 8%, при скорости потока Дарси (скорости Дарси) 0,3 см/с, предпочтительно в интервале от 1 до 4%, например от 1 до 2% при скорости Дарси 0,3 см/с. Процент выноса песка после цементирования определяют по стандартным методикам. Кремнийорганические соединения формулы (I) содержат гидролизующиеся связи. Гидролизующиеся связи в составе кремнийорганических соединений могут включать связи различного типа, но в более предпочтительном варианте включают одинаковые связи. Термин "гидролизующаяся связь" обозначает связь, которая расщепляется при взаимодействии с водой. Гидролизующиеся связи присоединены к атомам кремния в составе концевых силильных групп (т.е. связи между атомами кремния и функциональными группами OR) и при гидролизе образуют силанольные (Si-OH) функциональные группы. Силанольные группы могут взаимодействовать с активными участками (например, гидроксильными группами на поверхности частиц) и/или конденсироваться с другими силанольными функциональными группами,образуя связи -Si-O-Si. Реакция силанольных групп с активными участками на поверхности частиц приводит к образованию кремнийорганического соединения, ковалентно связанного с частицей. Однако конденсация силанольных групп приводит к связыванию кремнийорганических соединений друг с другом. Могут также образовываться связи между различными кремнийорганическими молекулами, связанными с одной и той же частицей и/или разными частицами. Таким образом, кремнийорганические соединения связывают и удерживают вместе частицы в пласте, снижая или исключая их движение при прохождении флюида через пласт. В предпочтительном варианте полимерная связующая группа В является линейной. Соответственно кремнийорганическое соединение формулы (I) является двухфункциональным (содержащим 2 концевые силильные группы). Однако очевидно, что полимерная связующая группа В может содержать по крайней мере одну разветвленную цепь с концевой силильной группой -Si(OR)mRn, где R, m и n имеют значения,как описано выше. Если полимерная связующая группа является разветвленной, то предпочтительно она содержит от 1 до 4 разветвленных цепей, более предпочтительно от 1 до 2 разветвленных цепей, каждая из которых содержит концевую силильную группу -Si(OR)mRn, где R, m и n имеют значения, как описано выше. Указанное кремнийорганическое соединение формулы (I) является многофункциональным, содержащим по крайней мере 3 концевые силильные группы, предпочтительно от 3 до 6, более предпочтительно 3 или 4 концевые силильные группы. Таким образом, кремнийорганические соединения формулы (I) содержат множество концевых силильных групп, каждая из которых содержит по крайней мере одну гидролизующуюся связь, предпочтительно по крайней мере две гидролизующиеся связи и необязательно три гидролизующиеся связи. При контактировании с водой концевые силильные группы кремнийорганических соединений формулы (I) образуют по крайней мере одну, предпочтительно по крайней мере две и необязательно три группы-Si-OH, которые могут вступать в любую из описанных выше реакций с частицами в пласте и/или с другим кремнийорганическим соединением. Таким образом, предпочтительные двухфункциональные кремнийорганические соединения формулы (I) включают от 2 до 6, предпочтительно от 3 до 6 гидролизующихся связей. Кремнийорганические соединения формулы (I) являются кремнийорганическими алкоксидами или сложными эфирами кремнийорганических соединений, где концевые группы содержат по крайней мере одну группу -Si-OR или -SiO(O)CR, соответственно (где R обозначает C1-С 6 алкил, предпочтительно С 1-С 3 алкил, прежде всего метил или этил). Указанные группы подвергаются гидролизу с образованием,кроме силанольных групп (т.е. -Si-OH), алканолов (R-OH) и карбоновых кислот (RC(O)OH) соответственно. Ни алканолы (например, метанол, этанол, н-пропанол или изопропанол), ни карбоновые кислоты(например, муравьиная кислота, уксусная кислота, н-пропионовая кислота или изопропионовая кислота) не вызывают проблем при цементировании пласта или при эксплуатации скважины. Полимерная группа В является связующей группой. Предпочтительно полимерной связующей группой В является гомополимер оксиалкилена или сополимер оксиалкилена, который является разветвленным или неразветвленным, предпочтительно неразветвленным. Полиоксиалкилен выбирают из группы, включающей гомополимеры оксиэтилена, гомополимеры оксипропилена, гомополимеры окситетраметилена, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, сополимеры этиленоксида и бутиленоксида, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, сополимеры этиленоксида и бутиленоксида и сополимеры этиленоксида, пропиленоксида и бутеиленоксида. Сополимеры являются статистическими сополимерами или блок-сополимерами. Гидросилилированные полимеры оксиалкилена формулы (II) получают гидросилилированием полимеров полиоксиалкилена, содержащих концевые аллильные или металлильные группы, в присутствии катализатора, например гексахлорплатиновой кислоты, как известно в данной области полимеров. Например, полиоксипропилен, содержащий концевые триэтоксисилильные группы, получают из полиоксипропилена, содержащего концевые гидроксильные группы, по следующим реакциям: Специалистам в данной области техники представляется очевидным, что вместо аллилгалогенида(СН 2=СНСН 2 Х) можно использовать металлилгалогенид (СН 2=С(СН 3)СН 2 Х). Кроме того, природу силилированных концевых групп можно варьировать при изменении силана, использованного на стадии гидросилилирования. Таким образом, можно использовать силан общей формулы Si(OR)nRmH, где R, n и m имеют значения, описанные для формулы (I). Кроме того, природу полимерной связующей группы можно варьировать при использовании в качестве исходного материала различных полиалкиленоксидов с конечными гидроксигруппами. Соответственно гидросилилированные полиоксиалкилены характеризуются формулой (II) где R и n имеют значения, как описано в данном контексте для формулы (I), R1 независимо выбирают из Н или метила, а В обозначает полиоксиалкиленоксидную связующую группу. R предпочтительно обозначает метил, а n предпочтительно равно 0 или 1. Наиболее предпочтительными гидросилилированными полиоксиалкиленами являются гидросилилированные полиоксипропилены, наиболее предпочтительно полиоксипропилен с триметоксисилильными концевыми группами и полиоксипропилен с метилдиметоксисилильными концевыми группами. Пригодные гидросилилированные полиоксиалкилены включают продукты Kaneka MS Polymer и Kaneka Silyl Polymer (фирма Kaneka Corporation, Япония). Предпочтительно среднечисловая молекулярная масса полиалкиленоксида с концевыми гидроксигруппами, который используют для получения гидросилилированного полиоксиалкилена формулы (II),составляет от 600 до 20000, предпочтительно от 2000 до 17500, более предпочтительно от 5000 до 15000,прежде всего от 7500 до 12500 гмоль-1, например приблизительно 10000 гмоль-1. Полимерной связующей группой В может также являться линейная полиуретановая связующая группа. Таким образом, кремнийорганическое соединение формулы (I) является линейным полиуретаном с силильными концевыми группами. Обычно линейный полиуретан с силильными концевыми группами получают при взаимодействии полиуретанового преполимера, содержащего изоцианатные концевые группы, с силаном, содержащим группы, реакционноспособные в отношении изоцианата. Обычно полуретановый преполимер с изоцианатными концевыми группами получают при взаимодействии полиоксиалкилена, содержащего концевые гидроксигруппы, с алифатическим диизоцианатом или ароматическим диизоцианатом ("полиуретановая связующая группа на основе полиоксиалкилена"). Полиоксиалкилены с концевыми гидроксигруппами, пригодные для получения полиуретанового преполимера, включают соединения, описанные выше при описании получения гидросилилированных полиоксиалкиленов формулы (II). Алифатические диизоцианаты, пригодные для получения полиуретанового преполимера, вкючают изофорондиизоцианат и гексаметилендиизоцианат. Пригодные ароматические диизоцианаты включают метилендифенилдиизоцианат и толуолдиизоцианат. Соответственно полиуретановый преполимер с изоцианатными концевыми группами характеризуется формулой (III) где R2 обозначает полиоксиалкиленовый радикал, R3 обозначает остаток диизоцианата, a m равно целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 1 до 5, например от 1 до 3. Затем преполимер с изоцианатными концевыми группами может взаимодействовать с силаном, содержащим реакционноспособные группы в отношении изоцианатов, предпочтительно с силаном, реакционноспособным в отношении изоцианатов, формулы (IV) где R и n имеют значения, как описано выше для формулы (I), R4 обозначает двухвалентный насыщенный органический мостикообразующий радикал, содержащий от 2 до 20 атомов углерода и несодержащий изоцианатные группы, a Z обозначает реакционноспособную в отношении изоцианатов группу,включающую -ОН, -SH, -NHR5, -NH2, -N(C2H4OH)2 и другие соединения с концевым активным атомом водорода (где R5 выбирают из группы, включающей фенил, алифатические группы с прямой или разветвленной цепью, включающие от приблизительно 1 до приблизительно 12 атомов углерода, и циклоалифатические группы). Примеры двухвалентных алкиленовых радикалов (R4) включают, но не ограничиваясь только ими,радикалы, выбранные из группы, включающей -СН 2 СН 2-, -СН 2 СН 2 СН 2-, -СН 2 СН 2 ОСН 2 СН 2-,-СН 2 СН 2 СН 2 ОСН 2 СН 2-, -СН(СН 3)СН 2 ОСН(СН 3)СН 2- и -СН 2 СН 2 С 6 Н 4 СН 2 СН 2-. Предпочтительно среднечисловая молекулярная масса полиуретанового преполимера с концевыми изоцианатными группами, который используют для получения полиуретана с концевыми силильными группами, составляет от 600 до 20000, предпочтительно от 2000 до 17500, более предпочтительно от 5000 до 15000, прежде всего от 7500 до 12500 гмоль-1, например приблизительно 10000 гмоль-1. Полимерной связующей группой может также являться линейный полиметакрилат, содержащий акрилатные и/или метакрилатные мономерные звенья. Таким образом, кремнийорганическим соединением формулы (I) является линейный полимер с концевыми силильными группами формулы (V) где R, n и А имеют значения, определенные выше. Полимерная связующая группа может являться полиакрилатом, полиметакрилатом или сополимером акрилата и метакрилата. Предпочтительно температура стеклования Tg силилированного поли(мет)акрилата является достаточно низкой, таким образом полимер находится в высокоэластичном или эластичном состоянии в интервале температур от -20 до 40 С. Обычно Tg силилированного полимера составляет приблизительно -50 С, например от -40 до-60 С. Полиакрилтаную связующую группу получают по крайней мере из одного мономера формулыCH2=CHC(O)OR6, где R6 предпочтительно обозначает метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, пентил или гексил. Полиакрилатная связующая группа является гомополимером, прежде всего полипропилакрилатом или полибутилакрилатом. В другом варианте полиакрилатная связующая группа является сополимером по крайней мере двух акрилатных мономеров, например сополимером этилакрилата, пропилакрилата и бутилакрилата. Полиметакрилатную связующую группу можно получать по крайней мере из одного мономера формулы СН 2=С(CH3)С(О)OR7, где R7 обозначает длинноцепную алкильную группу, содержащую по крайней мере 8 атомов углерода, предпочтительно по крайней мере 10 атомов углерода, например от 12 до 16 атомов углерода. Связующей группой также является полимер, содержащий звенья по крайней одного акрилатного мономера формулы CH=CHC(O)OR6 и по крайней мере одного метакрилатного мономера формулы СН 2=С(CH3)С(О)OR8, где R8 обозначает алкильную группу, содержащую от 1 до 16 атомов углерода. Предпочтительно среднечисловая молекулярная масса поли(мет)акрилата, который используют для получения поли(мет)акрилата с концевыми силильными группами, составляет от 600 до 40000, предпочтительно от 2000 до 30000, более предпочтительно от 5000 до 20000, прежде всего от 7500 до 15000 гмоль-1, например приблизительно 10000 гмоль-1. Кремнийорганические соединения формулы (I), пригодные для применения по настоящему изобретению, обычно являются жидкостями (перед гидролизом) и характеризуются низкой токсичностью, летучестью и воспламеняемостью. Применяются кремнийорганические соединения в форме композиции,включающей раствор или дисперсию кремнийорганического соединения в органическом флюиденосителе. Соответственно кремнийорганическое соединение должно диспергироваться или растворяться в органическом флюиде-носителе. Пригодные органические жидкости-носители включают нефтепродукты, такие как сырая нефть или пластовая нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан, ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол, и фракции нефтяного дистиллята, такие как керосин,нафта и дизельное топливо. Органический флюид-носитель позволяет свести к минимуму контактирование кремнийорганического соединения с водой при его прохождении вниз по эксплуатационной скважине к пласту, который предназначен для цементирования способом по настоящему изобретению. Предпочтительно органический флюид-носитель является в значительной степени безводным. Термин "в значительной степени безводный" обозначает, что органический флюид-носитель содержит менее 5 мас.% воды, предпочтительно менее 2 мас.% воды, еще более предпочтительно менее 1 мас.% воды, например менее 0,5 мас.% воды или менее 0,1 мас.% воды. Необязательно, органический флюид-носитель может включать дегидратирующий агент, чтобы исключить преждевременный гидролиз гидролизующихся связей кремнийорганического соединения. Пригодные дегидратирующие агенты включают продукт Dynasylan VTMO (винилтриметоксисилан) фирмы Degussa. Концентрация дегидратирующего агента в композиции составляет от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 1 мас.%. Необязательно, органический флюид-носитель может включать усилитель адгезии. Обычно усилителем адгезии является аминопроизводное кремнийорганического соединения формулы (VI) где R и n имеют значения, определенные для формулы (I), R9 выбирают из -(СН 2)x-, где х равен целому числу от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 8, или -(CH2)yNH(CH2)z-, где у равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4, a z равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4, и R10 иR11 независимо выбирают из водорода и замещенной или незамещенной алкильной группы, содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода. Предпочтительно по крайней мере один из заместителей R10 и R11 обозначает водород. Более предпочтительно оба заместителя R10 и R11 обозначают водород. Примеры аминопроизводных кремнийорганических соединений формулы (VI) включают N-(нбутил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан,3-аминопропилметилдиэтоксисилан,3-аминопропил-5 022412 триэтоксисилан и 3-аминопропилтриметоксисилан. Указанные соединения являются коммерческими препаратами фирмы Degussa (Hanau, Германия) под торговыми названиями DYNASYLAN 1189, DYNASYLAN DAMO-T, DYNASYLAN 1411, DYNASYLAN 1505, DYNASYLAN 1506, DYNASYLAN AMEO и DYNASYLAN AMMO. Предпочтительно композиция содержит катализатор, который используют для увеличения скорости гидролиза гидролизующихся связей при контактировании с погребенной водой в пласте. Пригодные катализаторы включают катализаторы на основе оловоорганических соединений или неоловоорганических соединений, включая неорганические соединения олова, органические кислоты, соли металлов и органических кислот, соединения аминов, соединения металлов группы 3 В или 4 А и их комбинации. Примеры пригодных катализаторов на основе оловоорганических соединений включают соединения диалкилолова, прежде всего соединения дибутилолова, и наиболее предпочтительно соединения диоктилолова. Пригодные примеры включают дикарбоксилаты диалкилолова, такие как дилаурат дибутилолова, бис-(алкилмалеат) дибутилолова, дилаурат диоктилолова и бис-(алкилмалеат) диоктилолова,производные алкоксида диалкилолова, такие как диметоксид дибутилолова, дифеноксид дибутилолова,диметоксид диоктилолова и дифеноксид диоктилолова, внутримолекулярные координационные производные диалкилолова, такие как диацетилацетонат дибутилолова, ацетоацетат дибутилолова, диацетилацетонат диоктилолова и ацетоацетат диоктилолова, реакционные смеси оксида диалкилолова с соединениями сложных эфиров, реакционные смеси оксида диалкилолова с силикатами и производные оксида четырехвалентного диалкилолова, такие как оксипроизводные указанного оксида диалкилолова. Предпочтительными катализаторами на основе олова являются диацетилацетонат диалкилолова,дилаурат диалкилолова и дикетонат диалкилолова. Наиболее предпочтительный катализатор включает продукт реакции тетраэтилового эфира кремниевой кислоты с бис-(ацетилокси)диоктилстаннаном (продуктом Neostann S-1 фирмы Nitto Kasei Co. Ltd., Япония). Следует отметить, что в некоторых случаях катализаторы на основе оловоорганических соединений могут не удовлетворять требованиям Управления по охране труда и техники безопасности. Соединения диоктилолова являются менее токсичными и поэтому являются более предпочтительными по сравнению с соединениями дибутилолова. В других случаях для удовлетворения требований Управления по охране труда и техники безопасности следует исключить применение катализаторов на основе олова. Пригодными органическим кислотами, среди прочих, являются органические карбоновые кислоты,органические сульфоновые кислоты и кислые эфиры фосфатов. Пригодные органические карбоновые кислоты включают алифатические карбоновые кислоты, такие как уксусная кислота, щавелевая кислота,масляная кислота, винная кислота, малеиновая кислота, каприловая кислота, неодекановая кислота и олеиновая кислота, и ароматические карбоновые кислоты, такие как фталевая кислота, тримеллитовая кислота. Предпочтительными являются алифатические карбоновые кислоты. Пригодные органические сульфокислоты включают толуолсульфокислоту и стиролсульфокислоту. Пригодными кислыми эфирами фосфатов являются соединения, содержащие остаток -О-Р(-О)ОН. Предпочтительными являются органические кислые соединения фосфатов. Органические кислые эфиры фосфатов характеризуются формулой (R-O)d-P(-O)(-OH)3-d (где d равен 1 или 2, R обозначает органический остаток). Пригодные соединения включают(CH3O)2-Р(-О)(-ОН),(СН 3 О)-Р(-О)(-ОН)2,(С 2 Н 5 О)2-Р(-О)(-ОН), (С 2 Н 5 О)-Р(-О)(-ОН)2, (С 3 Н 7 О)2-Р(-О)(-ОН), (С 3 Н 7 О)-Р(-О)(-ОН)2, (С 4 Н 9 О)2-Р(-О)(-ОН),(С 4 Н 9 О)-Р(-О)(-ОН)2, (С 8 Н 17 О)2-Р(-О)(-ОН), (С 8 Н 17 О)-Р(-О)(-ОН)2, (С 10 Н 21 О)2-Р(-О)(-ОН), (С 10 Н 21 О)-Р(-О)(-ОН)2,(С 13 Н 27 О)2-Р(-О)(-ОН),(С 13 Н 27 О)-Р(-О)(-ОН)2,(С 16 Н 33 О)2-Р(-О)(-ОН),(С 16 Н 33 О)-Р(-О)(-ОН)2,(НО-С 6 Н 12 О)2-Р(-О)(-ОН), (НО-С 6 Н 12 О)-Р(-О)(-ОН)2, (НО-С 8 Н 16 О)2-Р(-О)(-ОН), (НО-С 8 Н 16 О)-Р(-О)(-ОН)2,(СН 2 ОН)(СНОН)О 2-Р(-О)(-ОН), (СН 2 ОН)(СНОН)О-Р(-О)(-ОН)2, (СН 2 ОН)(СНОН)С 2 Н 4 О 2-Р(-О)(-ОН),(СН 2 ОН)(СНОН)С 2 Н 4 О-Р(-О)(-ОН)2. Пригодные аминосоединения включают бутиламин, октиламин, лауриламин, дибутиламин, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, диэтилентриамин, триэтилентетраамин, олеиламин, циклогексиламин, бензиламин, диэтиламинопропиламин, ксилилендиамин, триэтилендиамин, гуанидин, дифенилгуанидин, 2,4,6-трис-(диметиламинометил)фенол, морфолин, N-метилморфолин, 2-этил-4 метилимидазол, 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундецен-7 (ДБУ). Наиболее предпочтительным является применение соединения органической кислоты в комбинации с аминосоединением. Среди различных комбинаций соединений органических кислот с аминами предпочтительными являются комбинация кислого эфира фосфата с амином и комбинация органической карбоновой кислотой с амином. Можно использовать карбоксилаты металлов (кроме олова), которые включают карбоксилаты кальция, карбоксилаты циркония, карбоксилаты железа, карбоксилаты ванадия, карбоксилаты висмута, карбоксилаты свинца, карбоксилаты титана, карбоксилаты никеля. Предпочтительные остатки карбоновых кислот в указанных соединениях включают каприловую кислоту, олеиновую кислоту, нафтеновую кислоту и стеариновую кислоту. Наиболее предпочтительным является применение указанного карбоксилата металла в комбинации с амином. В качестве катализаторов на основе металлов группы 3B или 4 А можно использовать, прежде всего,титанорганические соединения, алюминийорганические соединения, цирконийорганические соединения,борорганические соединения. Пригодные титанорганические соединения включают тетраизопропилтитанат, тетрабутилтитанат, тетраметилтитанат, тетра-2-этилгексилтитанат, алкоксиды титана, такие как титанат триэтаноламина, хелатные соединения титана, такие как тетраацетилацетонат титана, этилацетоацетат титана, октиленгликолевый эфир титаната, лактат титана. Пригодные алюминийорганические соединения включают алкоксиды алюминия, такие как изопропоксид алюминия, диизопропоксид моновтор-бутоксиалюминия и втор-бутоксид алюминия, хелатные соединения алюминия, такие как трис(ацетилацетонат) алюминия, трис-(этилацетоацетонат) алюминия и этилацетоацетат триизопропоксиалюминия. Пригодные цирконийорганические соединения включают алкоксиды циркония, такие как тетраизопропоксид циркония, тетра-н-пропоксид циркония и н-бутоксид циркония, хелатные соединения циркония, такие как тетраацетилацетонат циркония, моноацетилацетонат циркония, бис-ацетилацетонат циркония, ацетилацетонато-бис-этилацетоацетат циркония и ацетат циркония. Наиболее предпочтительным является применение указанных соединений в комбинации с амином или кислым эфиром фосфата. Количество используемого катализатора выбирают в зависимости от назначения и ожидаемой эффективности, но обычно концентрация катализатора в растворе или дисперсии составляет от 0,01 до 2 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 0,5 мас.%. Кремнийорганические соединения по настоящему изобретению (многофункциональное кремнийорганическое соединение формулы (I) и необязательное кремнийорганическое аминосоединение формулы(VI являются, по крайней мере, частично растворимыми в воде или взаимодействуют на границе раздела фаз масло/вода. Такие свойства позволяют осуществлять доставку кремнийорганического соединения(ий) в органическом флюиде-носителе в пласт, где происходит реакция при контактировании кремнийорганического соединения(ий) с погребенной водой (вода, содержащаяся в пласте) в требуемом участке пласта. Количество кремнийорганических соединений по настоящему изобретению (кремнийорганическое соединение формулы (I) и необязательное кремнийорганическое аминосоединение формулы (VI зависит от факторов, таких как природа конкретного кремнийорганического соединения, природа (например,проницаемость, температура) горной породы и т.п. Средний размер частицы/зерна, например, будет влиять на силу сцепления матрицы и, таким образом, на количество кремнийорганического соединения, требуемого для предотвращения или снижения миграции частиц. Количество кремнийорганического соединения должно быть достаточным для поддержания скорости потока флюидов через породу после обработки и определяется специалистами в данной области техники. Предпочтительно количество кремнийорганического соединения формулы (I), используемого для цементирования пласта, является достаточным для нанесения покрытия на значительную часть частиц,расположенных в соседних со скважиной участках. Количество кремнийорганического соединения формулы (I) является достаточным для выполнения функции "мостика" между соседними частицами. Обычно концентрация кремнийорганического соединения формулы (I) в органическом флюиденосителе в составе композиции составляет от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 2 до 30 мас.%, более предпочтительно от 5 до 20 мас.%. При необходимости обрабатывать большие участки можно использовать больший объем композиции (т.е. в результате композиция более глубоко проникает в пласт). Обычно используют от 300 до 3000 л углеводородного флюида-носителя на м 3 пласта. Обычно концентрация усилителя адгезии формулы (VI) во флюиде-носителе в составе композиции составляет от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 2,5 мас.%, например от 0,1 до 1 мас.%. Обычно соотношение многофункционального кремнийорганического соединения формулы (I) и кремнийорганического аминосоединения формулы (VI) в составе композиции по настоящему изобретению составляет от 80:20 до 99,8:0,2, более предпочтительно от 90:10 до 98:2. Обработку пласта кремнийорганическим соединением можно проводить перед началом добычи нефти с целью снижения возможной миграции частиц. Однако обработку можно проводить и после начала добычи нефти с целью снижения возможной миграции частиц либо перед выносом частиц, либо в процессе их выноса. Способ обработки по настоящему изобретению позволяет исключить необходимость в использовании сложных систем защиты от выноса песка при заканчивании скважины. Вместо этого можно использовать простые системы защиты от песка, такие как песчаные фильтры. Для существующих скважин, где добыча ограничена максимальным дебитом в отсутствии песка (максимальный дебит, при котором из скважины не происходит вынос песка), обработка по настоящему изобретению позволяет использовать более высокий дебит добычи нефти. Таким образом, эксплуатируемая шахта может выдерживать более высокие перепады давления (более высокие депрессии на пласт) без выноса песка. Обработку предпочтительно проводят при закачивании композиции, включающей кремнийорганическое соединение, диспергированное или растворенное в углеводородном флюиде-носителе, в пласт через эксплуатируемую скважину при давлении, достаточном для проникновения композиции в поры пласта ("заливка под давлением"). Затем скважину закрывают на период времени, зависящий от факторов, таких как природа пласта, требуемая степень цементирования, концентрация кремнийорганического соединения в композиции, температура пласта и давление в пласте. Обычно эксплуатируемую скважину закрывают на период в течение 1-24 ч, предпочтительно 2-10 ч, прежде всего 3-6 ч. Таким образом, "соседние со стволом скважины участки" цементируются после заливки под давлением. Термин "соседние со стволом скважины участки" обозначает участки породы, которые простираются на несколько дюймов(например, до 30 дюймов) в радиальном направлении от скважины. Следует также отметить, что композицию можно закачивать в нагнетательную скважину, вызывая таким образом цементирование соседних со стволом скважины участков. Обычно нагнетаемую скважину на некоторое время закрывают, как описано для эксплуатируемой скважины. Для подачи композиции в скважину можно использовать любой пригодный способ. Такие способы включают закачку под давлением, применение изогнутой системы труб и разобщение пластов с использованием пакеров, предпочтительно закачку под давлением. Преимущество закачки под давлением заключается в относительно низкой стоимости обработки целой скважины. Кроме того, закачку под давлением можно использовать одновременно для обработки вертикальных и горизонтальных скважин. Пригодные скорости закачки композиции определяют специалисты в данной области техники и скорости составляют от 150 до 3000 л/мин, предпочтительно от 500 до 2000 л/мин. Органический флюид-носитель может также содержать другие добавки, известные в данной области техники. Указанные добавки включают ПАВ, загустители, водопоглотители, буферные вещества, ингибиторы образования отложений, ингибиторы парафинизации, ингибиторы образования гидратов или поглотители сероводорода. Необязательно, промывочный флюид нагнетают в пласт до подачи композиции. Например, если пласт содержит избыточное количество воды, то в качестве промывочного флюида можно использовать органический флюид, такой как керосин, дизельное топливо или сырая нефть. Цель закачки промывочного флюида заключается в удалении значительной доли избыточного количества воды из пространства пор на соседних со стволом скважины участках в породе, которые предназначены для цементирования с использованием композиции. Промывочный флюид также удаляет любую воду из ствола эксплуатационной скважины (например, из оборудования, труб и т.п.). Однако без ссылки на какую-либо теорию,можно предположить, что промывочный флюид не затрагивает молекулы воды, адсорбированные на поверхности частиц породы за счет водородных связей. Такую адсорбированную воду часто называют "остаточной водой" или "связанной водой". Если порода полностью смочена углеводородами, то промывочный флюид используют для очистки горной породы. Обычно промывочный флюид представляет собой общий растворитель (для воды и органического флюида), такой как монобутиловый эфир этиленгликоля(МБЭЭГ). После закачивания общего растворителя в горную породу в пласт закачивают солевой раствор,а затем органический флюид, такой как керосин, дизельное топливо или сырая нефть, сохраняя, таким образом, "остаточную воду". После такой промывки обеспечивается содержание воды в породе от 1 до 10% воды, например от 2 до 5% остаточной воды. После обработки породы кремнийорганическим соединением, как описано в данном контексте(многофункциональное кремнийорганическое соединение формулы (I) и необязательно кремнийорганическое аминосоединение формулы (VI, то водой, в присутствии которой может происходить гидролиз гидролизующихся связей кремнийорганического соединения, может являться только слой молекул воды,адсорбированных на поверхности частиц породы. Соответственно гидролиз в основном происходит только вблизи частиц породы, а силанольные группы, образующиеся в результате гидролиза связей SiOR, предпочтительно взаимодействуют с активными участками (например, группами -Si-OH) на поверхности частиц и/или с другими соседними силанольными группами, таким образом "склеивая" частицы вместе. И наоборот, несколько силанольных групп образуются в пространствах пор за счет вытеснения из них воды и некоторые силанолы диффундируют в пространство пор с поверхности частиц. Таким образом, конденсация кремнийорганических молекул в пространстве пор практически отсутствует, вследствие чего они остаются открытыми. Соответственно при этом сводится к минимуму любое уменьшение проницаемости породы в результате цементирующей обработки. Если промывочный органический флюид является органическим флюидом, то предпочтительно он не растворяется в воде или не смешивается с водой. Примеры пригодных промывочных органических флюидов включают сырую нефть, пластовую нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан,ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол, продукты перегонки нефти, такие как керосин,нафта или дизельное топливо. Предпочтительным органическим промывочным флюидом является дизельное топливо. Промывочный флюид (органический промывочный флюид или промывочный флюид в общем растворителе) должен представлять собой в значительной степени сухой флюид. Термин "сухой" обозначает, что промывочный флюид содержит менее 10 мас.% воды, предпочтительно менее 5 мас.% воды, более предпочтительно менее 3 мас.% воды и наиболее предпочтительно менее 1 мас.% воды. Обычно объем промывочного флюида составляет 100 л/м породы, предназначенной для обработки(т.е. объем одной поры). Обычно промывочный флюид вводят нагнетанием его в породу со скоростью потока 2500-3000 л/мин. Необязательно промывочный флюид можно закачивать после обработки (после закачивания компо-8 022412 зиции в породу). В качестве такого флюида можно использовать органические флюиды, аналогичные предварительным промывочным флюидам. Предпочтительно флюид, закачиваемый после обработки,содержит менее 10 мас.% воды, предпочтительно менее 5 мас.% воды, более предпочтительно менее 3 мас.% воды и наиболее предпочтительно менее 1 мас.% воды. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ обработки подземного углеводородного пласта, содержащего несцементированные или плохо сцементированные частицы, указанный способ включает следующие стадии:(A) закачивание промывочного флюида в пласт через эксплуатационную скважину или через нагнетательную скважину, таким образом происходит вытеснение практически всего количества воды из пространства пор в соседних со скважиной участках пласта, который предназначен для цементирования,(B) закачивание композиции для обработки, содержащей кремнийорганическое соединение, описанное в данном контексте, растворенное или диспергированное в органическом флюиде-носителе, в соседние со стволом скважины участки через эксплуатационную скважину или нагнетательную скважину,(C) закрытие скважины на период времени, достаточный для гидролиза кремнийорганического соединения и цементирования частиц пласта,(D) необязательное закачивание промывочного флюида после обработки в пласт. Как описано выше, количество композиции, закачиваемой в пласт, является достаточным для цементирования, по крайней мере, соседнего со стволом скважины участка пласта. Вместо закрывания скважины после закачивания количества композиции для обработки, достаточного для цементирования пласта в соседних со стволом скважины участках, можно продолжать закачивание композиции для обработки с более медленной скоростью в течение периода времени, достаточного для гидролиза кремнийорганического соединения и цементирования частиц пласта. Способ обработки по настоящему изобретению можно повторять периодически во время добычи из эксплуатационной скважины или нагнетательной скважины, чтобы обеспечить добычу без выноса частиц песка или свести к минимуму степень выноса твердых частиц. Способ по настоящему изобретению можно использовать для стабилизации любых плохо сцементированных или несцементированных пластов. Такие пласты могут содержать множество различных мелких частиц, включающих кварц или другие минералы, такие как полевой шпат, мусковит, кальцит,доломит, барит, набухающие в воде глины, такие как монтмориллонит, бейделлит, нонтронит, сапонит,гекторит и сауконит, или ненабухающие в воде глины, такие как каолинит и иллит. Проблемы, связанные с миграцией мелких частиц, становятся еще более значительными в случае пород песчаника. Таким образом, мелкие частицы предпочтительно содержат кремнийсодержащие частицы песчаника. Предпочтительно породы содержат более 75% песка, более предпочтительно более 85% песка, еще более предпочтительно более 95% песка. Термин "песчаник" обозначает любой материал, в основном состоящий из диоксида кремния (SiO2). Породы, предназначенные для цементирования, могут являться природно сцементированными или искусственно сцементированными. Термин "искусственное цементирование" обозначает состав, обработанный другими химическими реагентами, например другими цементирующими агентами. Настоящее изобретение описано ниже со ссылками на приведенные чертежи и примеры. Материалы: адгезив на основе полипропиленоксида, модифицированного силаном (SMPPO) (продукт Evostik"Serious Stuff", фирмы Bostik Findley): адгезив содержащий полипропиленоксид, модифицированный силаном (SMPPO),полимеры SMPPO: продукт Kaneka MS S303H (фирмы Kaneka BV (Бельгия), данный полимер включен в состав адгезива Evostik "Serious Stuff"), продукты SAX260, SAX400, SAX520, SAX580 иSAT010 (фирмы Kaneka BV (Бельгия) (продукты S303H и SAX260 представляют собой полиоксипропилены с концевыми метилдиметоксисилильными группами, а продукты SAX520 и SAX580 представляют собой полиоксипропилены с концевыми триметоксисилильными группами),полиакрилат, модифицированный силаном (телехелатный полиакрилат или силилмодифицированный акрилат): телехелатные полиакрилаты SA-420S, SA-100S и OR-100S (фирмы Kaneka BV (Бельгия,смесь SMPPO с акриловым полимером: продукт МАХ 923 (фирмы Kaneka BV (Бельгия,дегидратирующий агент: винилтриметоксисилан (продукт VTMS, 98%, фирмы Sigma-Aldrich). Катализаторы: а) катализатор на основе оловоорганического соединения: продукт Metatin 740 (ОС-6-11)(дибутил-бис-(2,4-пентандионат-О,О')олова, фирмы RohmHass) и продукт Neostann S-1 (продукты реакции тетраэтилового эфира кремниевой кислоты с бис-(ацетилокси)диоктилстаннаном (фирмы NittoKasei Co. Ltd., Япония),б) катализатор на основе неорганического соединения олова: продукт Neostann U-28 (фирмы NittoKasei Co., Ltd, Japan) и продукт Metatin S26 (фирмы INTERATIO B.V., Нидерланды),в) катализаторы на основе органических кислот: неодекановая кислота (фирмы ABCR GmbHCo.KG, Германия),г) катализатор на основе металлического титана: продукт Tyzor PITA (бис-(этилацетоацетатоО 1',О 3)-бис-(пропан-2-олато)титан), продукт Tyzor Tot (смесь 98% тетракис(2-этилгексанолат)титана и 2% тетраизопропанолат титана) (фирмы DuPONT). Усилители адгезии: (N-[3-(триметоксисилил)пропил]этилендиамин (технический, 80%, фирмы Sigma-Aldrich) и 3-(глицидоксипропил)триметоксисилан (фирмы Sigma-Aldrich). Песчаник: продукт Garside 18/25 меш, (грубозернистый) кварцевый песок, продукт Garside 16/30 меш (грубозернистый) кварцевый песок и продукт Garside No. 80 (мелкозернистый) кварцевый песок. Керосин: продукт Clairsol 370 (фирмы Petrochem Carless). Морская вода: состав искусственной морской воды (фирмы BDH), включающий NaCl (26,5 г/л),MgCl2 (2,4 г/л), MgSO4 (3,3 г/л), CaCl2 (1,1 г/л), KCl (0,73 г/л), NaHCO3 (0,2 г/л) и NaBr (0,28 г/л). ДЭАПА (3-диэтиламинопропиламин) и лауриламин (фирмы Sigma-Aldrich). Примеры Растворимость SMPPO и телехелатных полиакрилатов в керосине и ацетоне. Внешний вид различных полимеров фирмы Kaneka BV (Бельгия) оценивали одновременно с растворимостью полимеров в керосине и ацетоне. Количественные данные представлены в табл. 1. Таблица 1 Растворимость полимера в керосине и ацетоне Испытания по цементированию песка с использованием адгезива на основе SMPPO ("Serious Stuff). Получали дисперсии адгезива на основе SMPPO в керосине, концентрация адгезива составляла 5,10, 15, 20, 25 и 50 мас.%. Полученные дисперсии использовали для цементирования смоченного водой песка. Методики. 1. Кварцевый песок Garside 18/25 меш (грубозернистый, 50 мл) помещали в песчаный фильтр и через него пропускали достаточное количество деионизированной воды со скоростью потока 20 мл/мин до полного насыщения песка водой. 2. Избыток воды удаляли из песка с помощью промывки керосином (100 мл керосина со скоростью потока 20 мл/мин). 3. Дисперсию адгезива на основе SMPPO пропускали через песок (50 мл со скоростью потока 10 мл/мин или 100 мл со скоростью потока 20 мл/мин). 4. Избыток дисперсии адгезива на основе SMPPO удаляли из песка при промывке керосином (100 мл со скоростью 20 мл/мин) таким образом, чтобы сохранить проницаемость сцементированного песка. 5. Обработанный песок под слоем керосина нагревали в течение ночи по крайней мере в течение 16 ч при температуре 80 С. Результаты. Данные испытаний по цементированию показаны в табл. 2 ниже и на фиг. 1 и 2. Таблица 2 Данные испытаний по цементированию Было установлено, что все сцементированные образцы песка являются эластичными, при этом прочность и упругость образцов увеличиваются с возрастанием концентрации адгезива в композиции для обработки. Было также установлено, что при пропускании через песок дисперсии, содержащей 50 мас.% адгезива, происходит закупоривание песка. Фотографические изображения образцов сцементированного песка показаны на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показаны изображения сцементированного песка, обработанного 5, 10 мас.% (50 и 100 г), 15, 20 и 25 мас.% дисперсиями адгезива в керосине. На фиг. 2 показана эластичность песка после цементирования 15 мас.% дисперсией адгезива в керосине. Проницаемость образца оценивали при наблюдении поглощения раствора синего красителя и при пропускании воздуха через образец. Эксперименты по цементированию песка 1-8: с использованием полимера Kaneka MS S303H и катализатора Metatin 740. Составы растворов для обработки, использованных в следующих экспериментах по цементированию песка, показаны в табл. 3 ниже. Таблица 3 Составы растворов для обработки (мас.%) Методика 1. Методика включает следующие стадии:(1) песок (50 мл, продукт Garside 18/35 (грубодисперсный кварцевый песок) помещали в пластмассовый шприц объемом 60 мл и насыщали искусственной морской водой,(2) избыток морской воды удаляли с использованием керосина (100 мл) со скоростью потока 20 мл/мин,(3) раствор для обработки (50 мл) пропускали через песок в 2 различных режимах (см. табл. 4 ниже),(4) избыток раствора для обработки удаляли прокачиванием керосина (100 мл со скоростью потока 20 мл/мин),(5) обработанный песок нагревали под слоем керосина в течение ночи (приблизительно 16 ч) при температуре 60 С,(6) сцементированный песок удаляли из шприца и качественно оценивали проницаемость, как описано выше. Результаты показаны в табл. 4 ниже. Методика 2. Методика включает следующие стадии: стадии (1) и (2) аналогичны стадиям (1) и (2), как описано для методики 1 выше,(3) раствор для обработки (50 мл) пропускали через песок под действием силы тяжести (со скоростью потока приблизительно 15 мл/мин) до тех пор, пока верхний слой жидкости в шприце над поверхностью песка не превышал приблизительно 3 мм,(4) шприц закрывали и выдерживали в течение ночи (приблизительно в течение 16 ч) при комнатной температуре (приблизительно 20 С) и при температуре 60 С,(5) сцементированный песок удаляли из шприца и качественно оценивали проницаемость, как описано выше. Результаты в табл. 4 ниже. Методика 3. Методика включает следующие стадии:(1) песок (50 мл, продукт Garside 80 (мелкодисперсный кварцевый песок) плотно упаковывали (в виде дисперсии песок/деионизированная вода) в цилиндрическом сосуде высокого давления из нержавеющей стали с внутренним диаметром и длиной 54 и 209 мм соответственно,(2) песок фиксировали в сосуде с помощью тонких сеток из нержавеющей стали с каждого конца сосуда, снабженного концевыми штуцерами,(3) песок насыщали искусственной морской водой (2 л),(4) морскую воду вытесняли керосином (2 л) со скоростью потока приблизительно 100 мл/мин (при этом получали гранулы песка, покрытые слоем или покрытием связанной воды и окруженные непрерывной масляной фазой (керосином,(5) проницаемость песка (в горизонтальном направлении) определяли при закачивании керосина (с использованием насоса для ЖХВР) со скоростью потока приблизительно 200 мл/мин и измерении перепада давления вдоль слоя песка,(6) слой песка поворачивали на 90 в вертикальное положение и раствор для обработки (150 мл) вводили в нижнюю часть песка, затем сосуд с песком закрывали и выдерживали в течение ночи (приблизительно в течение 16 ч),(7) эффективность раствора для обработки в отношении предотвращения выноса песка оценивали при закачивании керосина через слой песка при максимальной скорости потока 200 мл/мин (как описано ниже),(8) проницаемость образца сцементированного песка рассчитывали из данных, полученных на стадии (7),- 12022412(9) сцементированный песок удаляли из сосуда и качественно оценивали его прочность. Результаты показаны в табл. 4, а фотографии сцементированных образцов представлены на фиг. 3. Таблица 4 Результаты цементирования песка с использованием продукта Kaneka MS S303H Результаты, полученные при проведении экспериментов 1 и 2, свидетельствуют о том, что если раствор для обработки контактирует с гранулами песка в течение недостаточного периода времени, то степень цементирования образца является слабой и образец является хрупким. При увеличении времени цементирования прочность и эластичность образца повышаются. Результаты, полученные при проведении экспериментов 3-8, свидетельствуют о том, что растворы для обработки (содержащие до 10 мас.% полимера Kaneka MS S303H) можно закачивать в слой песка,выдерживать его в течение 16 ч и затем промывать керосином, не закупоривая пространства пор. Предполагается, что указанный способ можно использовать для обработки даже при более высоких концентрациях полимера SMPPO. Испытания на проницаемость. Проницаемость песка Garside No. 80 (мелкодисперсного) определяли перед цементированием и после цементирования растворами для обработки, содержащими 5 и 10 мас.% полимера SMPPO (KanekaMS S303H). Для цементирования песка использовали методику 3 (см. выше). Составы для обработки приведены в табл. 3 выше. Результаты испытаний на проницаемость приведены в табл. 5 ниже. Таблица 5 Результаты испытаний на проницаемость Проницаемость образца определяли с использованием керосина со скоростью потока 200 мл/мин. Для измерения выноса песка в зависимости от скорости потока из сцементированных образцов песка удаляли удерживающую сетку из нержавеющей стали из нижней части цилиндра и заменяли на диск из нержавеющей стали с отверстием в центре диаметром 6 мм. Диск (плотно фиксировали на слое песка) использовали для увеличения скорости закачиваемого керосина вблизи "перфорации" диаметром 6 мм и,таким образом, для увеличения возможности выноса песка. Скорость потока керосина медленно увеличивали от 0 до 200 мл/мин, но вплоть до максимальной скорости выноса песка не наблюдалось. И наоборот, при проведении эксперимента с несцементированным образцом песка во всем интервале скоростей потока от 0 до 200 мл/мин наблюдался вынос песка. Точную скорость потока, при которой начинается вынос песка, определить нельзя, так как песок, смываемый через "перфорацию" в 6 мм, застревал в нижней части прибора и, таким образом, не поступал в сито для сбора. Испытания по цементированию песка 9-14: другие катализаторы. Серию экспериментов проводили с использованием различных катализаторов. Составы растворов для обработки в следующих экспериментах по цементированию песка показаны в табл. 6 ниже. Таблица 6 Составы растворов для обработки (мас.%) Методика 4. Методика аналогична методике 2, как описано выше. Ниже описаны следующие стадии:(1) песок (50 мл, продукт Garside 16/30 (грубодисперсный кварцевый песок) помещали в пластмассовый шприц объемом 60 мл и насыщали искусственной морской водой,(2) избыток морской воды удаляли с использованием керосина (100 мл) со скоростью потока 20 мл/мин,(3) раствор для обработки (50 мл) пропускали через песок (со скоростью потока приблизительно 20 мл/мин) до тех пор, пока верхний слой жидкости над поверхностью песка в шприце не превышал приблизительно 5 мм,(4) шприц закрывали и выдерживали в течение ночи (приблизительно в течение 16 ч) при температуре 60 С,(5) сцементированный песок удаляли из шприца и оценивали его прочность и эластичность. Результаты показаны в табл. 7 ниже. Таблица 7 Результаты по цементированию песка в других условиях обработки Полученные результаты свидетельствуют о том, что можно использовать различные катализаторы. Испытания по цементированию песка 15-24: другой состав для обработки. Серию экспериментов проводили с использованием различных полимеров и катализаторов на осно- 14022412 ве титана. Составы растворов для обработки, использованные в следующих экспериментах по цементированию песка, показаны в табл. 8 ниже. Таблица 8 Составы растворов для обработки (мас.%) Методика 5. Методика аналогична методике 4, как описано выше, за исключением того, что некоторые эксперименты проводили с использованием мелкодисперсного диоксида кремния Garside No. 80, а в некоторых экспериментах образцы выдерживали в течение ночи при комнатной температуре (приблизительно 20 С), а не при 60 С. Результаты приведены в табл. 9. Таблица 9 Результаты цементирования песка при обработке другими составами Эксперименты по цементированию песка 25-28: другие способы обработки. Серию экспериментов проводили с использованием другого полимера (продукт SAX260) и катализатора на основе диоктилолова (продукт Neostann S-1). Составы растворов для обработки, использованные в следующих экспериментах по цементированию песка, показаны в табл. 10 ниже. Таблица 10 Составы растворов для обработки (мас.%) Методика аналогична методике 5, описанной выше. Экспериментальные данные приведены в табл. 11. Таблица 11 Результаты цементирования песка при обработке продуктом Neostann S-1 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ цементирования подземного углеводородного пласта, включающего несцементированные или плохо сцементированные частицы, который заключается в контактировании пласта с раствором или дисперсией в органическом флюиде-носителе кремнийорганического соединения, которое представляет собой силилированный полимер формулы (I) где каждый R независимо обозначает замещенный или незамещенный алкил, содержащий от 1 до 6 атомов углерода, или группу -C(O)R, где R имеет значения, как описано выше;n равно 0, 1 или 2; каждый А обозначает связующую алкоксигруппу; В обозначает полиоксиалкиленовую связующую группу, полиуретановую связующую группу или поли(мет)акрилатную связующую группу, где среднечисловая молекулярная масса полиоксиалкиленовой связующей группы или полиуретановой связующей группы составляет от 600 до 20000 гмоль-1, а среднечисловая молекулярная масса поли(мет)акрилатной связующей группы составляет от 600 до 40000 гмоль-1. 2. Способ по п.1, где органический флюид-носитель выбирают из группы, включающей нефтепродукты, такие как сырая нефть или пластовая нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан, ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол, и фракции нефтяного дистиллята, такие как керосин, нафта и дизельное топливо. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, где полимерной связующей группой В кремнийорганического соединения формулы (I) является гомополимер оксиалкилена или сополимер оксиалкилена, выбранный из группы, включающей гомополимеры оксиэтилена, гомополимеры оксипропилена,гомополимеры окситетраметилена, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида, сополимеры этиленоксида и бутиленоксида, сополимеры пропиленоксида и бутиленоксида и сополимеры этиленоксида, пропиленоксида и бутиленоксида. 4. Способ по любому из пп.1, 2, где полимерной связующей группой В в кремнийорганическом соединении формулы (I) является линейный поли(мет)акрилатный полимер, который получают по крайней мере из одного мономера формулы CH2=CHC(O)OR6, где R6 предпочтительно выбирают из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила и трет-бутила. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) включает дегидратирующий агент. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) включает усилитель адгезии, который является аминопроизводным кремнийорганического соединения формулы (VI) где R и n имеют значения, определенные для формулы (I);R9 выбирают из -(СН 2)x-, где х равен целому числу от 1 до 20, предпочтительно от 1 до 8, или (CH2)yNH(CH2)z-, где у равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4, a z равен целому числу от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 4; иR10 и R11 независимо выбирают из водорода и замещенной или незамещенной алкильной группы,содержащей от 1 до 6 атомов углерода, предпочтительно от 1 до 3 атомов углерода. 7. Способ по п.6, где аминопроизводное кремнийорганического соединения формулы (VI) выбирают из группы, включающей N-(н-бутил)-3-аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3 аминопропилтриметоксисилан, N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилметилдиметоксисилан, 3-аминопропилметилдиэтоксисилан, 3-аминопропилтриэтоксисилан и 3-аминопропилтриметоксисилан. 8. Способ по п.6 или 7, где концентрация усилителя адгезии формулы (VI) во флюиде-носителе в составе раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) находится в диапазоне от 0,05 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 2,5 мас.%. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где раствор или дисперсия силилированного полимера формулы (I) содержит катализатор, который выбирают из группы, включающей катализаторы на основе оловоорганических соединений, неорганических соединений олова, органические кислоты,соли металлов и органических кислот, соединения аминов, соединения металлов группы 3B или 4 А и их комбинации. 10. Способ по п.9, где катализатором является соединение диалкилолова и предпочтительно соединение диоктилолова. 11. Способ по п.10, где катализатор выбирают из группы, включающей диацетилацетонат диалкилолова, дилаурат диалкилолова, дикетонат диалкилолова и катализатор, включающий продукт реакции тетраэтилового эфира кремниевой кислоты с бис-(ацетилокси)диоктилстаннаном. 12. Способ по п.9, где катализатор включает органическую карбоновую кислоту, предпочтительно алифатическую карбоновую кислоту. 13. Способ по п.12, где карбоновую кислоту выбирают из группы, включающей уксусную кислоту,щавелевую кислоту, масляную кислоту, винную кислоту, малеиновую кислоту, каприловую кислоту,неодекановую кислоту и олеиновую кислоту. 14. Способ по п.9, где катализатор включает титанорганическое соединение. 15. Способ по любому из предшествующих пунктов, где концентрация кремнийорганического соединения формулы (I) в органическом флюиде-носителе в составе раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) находится в диапазоне от 0,1 до 50 мас.%, предпочтительно от 2 до 30 мас.%,более предпочтительно от 5 до 20 мас.%. 16. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт содержит избыток воды и в пласт перед контактированием пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I) закачивают органический промывочный флюид. 17. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт является смоченным углеводородами и где в пласт перед контактированием пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I) последовательно закачивают первый, второй и третий промывочные флюиды, причем первый промывочный флюид представляет собой общий растворитель для воды и нефтепродукта, такой как монобутиловый эфир этиленгликоля (МБЭЭГ), второй промывочный флюид представляет собой солевой раствор, а третий промывочный флюид представляет собой органический флюид. 18. Способ по любому из предшествующих пунктов, где органический промывочный флюид закачивают в пласт после контактирования пласта с раствором или дисперсией силилированного полимера формулы (I). 19. Способ по любому из пп.16-18, где органические промывочные флюиды, которые закачивают в пласт перед или после закачивания раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I), выбирают из группы, включающей сырую нефть, пластовую нефть, алифатические углеводороды, такие как гексан, ароматические углеводороды, такие как толуол и бензол или продукты перегонки нефти, такие как керосин, нафта или дизельное топливо. 20. Способ по любому из пп.16-19, включающий следующие стадии:(а) закачивание органического промывочного флюида в пласт через эксплуатационную скважину или через нагнетательную скважину;(б) закачивание в пласт достаточного количества раствора или дисперсии силилированного полимера формулы (I) через эксплуатационную скважину или нагнетательную скважину для цементирования соседних со стволом скважины участков в пласте;(в) закрытие скважины в течение периода 1-24 ч, достаточного для гидролиза кремнийорганического соединения формулы (I) и цементирования частиц пласта;(г) необязательное закачивание промывочного флюида после обработки в пласт. 21. Способ по п.20, где скважину закрывают в течение периода от 2 до 10 ч, предпочтительно от 3 до 6 ч. 22. Способ по любому из предшествующих пунктов, где пласт включает более 85% песчаника,предпочтительно более 95% песчаника.

МПК / Метки

МПК: C09K 8/565, E21B 43/02

Метки: цементирования, углеводородного, способ, подземного, пласта

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/19-22412-sposob-cementirovaniya-podzemnogo-uglevodorodnogo-plasta.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ цементирования подземного углеводородного пласта</a>

Похожие патенты