Одним из наиболее распространенных способов разработки нефтяных месторождений на территории бывшего Советского Союза является заводнение. Полнота охвата заводнением при данном методе имеет основополагающее влияние на эффективность извлечения нефти. Неоднородность продуктивных пластов как по мощности, так и по простиранию, возникшая вследствие особенностей осадконакопления и фациальной изменчивости, выражается наличием высокопроницаемых пропластков, приводящих к опережающему обводнению добывающих скважин [1, 2]. В изменяющихся геолого-
промысловых условиях основной задачей повышения эффективности нефтеизвлечения становится значительное снижение проницаемости наиболее обводненных прослоев коллектора с тем, чтобы направить вытесняющие растворы в менее проницаемые малообводненные зоны и трансформировать поля давлений для повышения охвата гидродинамическим воздействием. Повышение эффективности разработки нефтяных месторождений, на которых для увеличения коэффициента извлечения нефти применяется заводнение, заключается в изменении (перераспределении) существующих фильтрационных протоков (ИФП) в отдаленной и призабойной зонах пласта [3–5].
Одним из наиболее экологичных и прогрессивных методов увеличения охвата пластов воздействием является применение гелеобразующих составов на основе силиката натрия [6]. Определение снижения коэффициента проницаемости после воздействия реагентом характеризует возможность применения исследуемого реагента с целью изоляции притока воды по высокопроницаемым пропласткам, при опережении темпа обводнения добываемой жидкости над темпом отбора извлекаемых запасов.
Для решения технической задачи увеличения охвата заводнением ООО УК «Шешмаойл»
был разработан полимер — силикатный концентрат для обработки призабойной зоны скважины, который содержит жидкое стекло, полимер акрилового ряда, морозоус-
тойчивую присадку и воду. Для обоснования рецептуры и технологии применения изолирующего состава ПСК были проведены лабораторные физико-химические и фильтрационные исследования на керновом материале при воздействии на него реагента ПСК. Определены фильтрационные характеристики, совместимость реагента с пластовыми жидкостями, механизм образования гелей.

Длительное сохранение низкой исходной вязкости гелеобразующей композиции способствует закачке без осложнений больших объемов состава. На рисунке 1 представлены кривые изменения вязкости гелеобразующих составов во времени. Как видно, исходная вязкость растворов составляет 1,2 мПа·с, т.е. существенно не отличается от вязкости воды, затем по прошествии определенного времени она резко возрастает, что связано с образованием геля. Это время называется временем начала гелеобразования.

С увеличением времени выдержки наблюдается увеличение прочности геля, и только при времени выдержки больше трехкратного времени начала гелеобразования прочность геля практически
не меняется (рис. 2). Максимальная величина напряжения сдвига характеризует прочность образовавшегося полимерного геля.

В качестве компонентов гелеобразующего состава использовались водные растворы ПСК и соляной кислоты. На рисунке 3 представлена зависимость времени начала гелеобразования и прочности геля от концентрации соляной кислоты в 33 % растворе ПСК. Как видно, при увеличении содержания кислоты в растворе прочность геля увеличивается, но при этом время начала гелеобразования уменьшается.

Существенное влияние как на скорость гелеобразования, так и на свойства получаемого геля оказывает температура. На рисунке 4 представлена зависимость времени начала гелеобразования 33 % раствора ПСК от концентрации соляной кислоты при различной температуре. Установлено, что с повышением температуры скорость процесса гелеобразования возрастает. При этом прочность образующегося полимерного геля увеличивается.

Влияние минерализации воды на процесс гелеобразования аналогично температуре: с увеличением минерализации воды время начала гелеобразования уменьшается, а прочность возрастает. При минерализации воды более 14 г/л наблюдается резкое повышение прочности геля. Для приготовления гелеобразующего раствора необходимо применять пресную или слабоминерализованную воду.

Фильтрационные исследования проводились на установке УИПК-1М, обеспечивающей моделирование пластовых условий при проведении процесса.
Из кернового материала изготовлено три стандартных образца керна правильной цилиндрической формы (табл. 1).
Через подготовленный к опыту образец фильтровали пластовую воду до стабилизации перепада давления и определяли проницаемость по воде до закачки реагента (начальная проницаемость). Затем в том же направлении закачивалась оторочка исследуемого реагента в количестве около 0,4 от объема пор. После выдержки (кроме образца 2\4663) возобновляли фильтрацию пластовой воды до стабилизации фильтрации и определяли проницаемость модели по воде после закачки реагента. Расчетным путем определяли фактор остаточного сопротивления по воде.

Цель опыта: определение фактора остаточного сопротивления по воде после фильтрации реагента ПСК на образце 1\4663.
Динамика изменения проницаемости приведена на рисунке 5.

В образец 1\4663 с начальной эффективной проницаемостью по пластовой воде 0,134 мкм² в том же направлении, что и вода, закачивалась оторочка реагента ПСК в количестве 0,4 от объема пор при постоянной скорости движения жидкости, равной 30 см³/час.
При закачке реагента наблюдалось значительное снижение проницаемости
до значения 0,0025 мкм².
Далее после выдержки 15 мин была возобновлена фильтрация воды в том же направлении и с тем же расходом. При этом проницаемость по воде снижалась до 0,0014 мкм² и стабилизировалась при значении 0,0019 мкм² после прокачки пластовой воды в объеме 11,14 порового объема образца.
При пуске обратной фильтрации воды проницаемость стабилизировалась на уровне 0,0025 мкм² после прокачки пластовой воды в объеме 26,51 порового объема образца.
Таким образом, фактор остаточного сопротивления по воде после фильтрации реагента ПСК
в опыте 1 в прямом направлении составил 70,53, а в обратном — 53,6.
Аналогичные исследования проведены на образцах 2\4663 и 3\4663 (табл. 2).

Из результатов фильтрационного тестирования состава ПСК (табл. 2) видно, что закачка оторочки реагента во всех опытах привела к очень значительному снижению проницаемости образцов керна по воде. Фактор остаточного сопротивления увеличился при выдержке реагента после ввода его в образец.
Также проведены исследования совместимости продукта ПСК с водой различной минерализации от пресной до плотности 1,16 г/см3. Результаты исследований показали, что при высокой минерализации попутно добываемой воды продукт ПСК возможно использовать самостоятельно как селективный водоизолирующий реагент [7, 8].