способ добычи нефти

Классы МПК:E21B43/22 с применением химикалий или бактерий
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности
Приоритеты:
подача заявки:
1995-02-21
публикация патента:

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти из неоднородных пластов с проведением изоляционных работ для выравнивания профиля приемистости нагнетательных и уменьшения водопритока добывающих скважин с помощью вязко-упругих составов на основе полиакриламида. Способ включает последовательную закачку в пласт растворов полиакриламида и соли алюминия. Между оторочками полиакриламида и соли алюминия закачивают оторочку пресной воды, размер которой определяется из уравнения. Раствор полиакриламида закачивают в пласт с концентрацией, определяемой из уравнения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Рисунок 1

Формула изобретения

1. Способ добычи нефти путем последовательной закачки в пласт растворов полиакриламида и соли алюминия, отличающийся тем, что между оторочками полиакриламида и соли алюминия закачивают оторочку пресной воды, объем которой определяют из уравнения

Yводы = способ добычи нефти, патент № 2086757[X2-(X-l1,2)2]способ добычи нефти, патент № 2086757hспособ добычи нефти, патент № 2086757m,

где Yводы объем промежуточной оторочки, м3;

X расстояние от забоя скважины до места образования вязкоупругого состава, м;

l зона смешения закачиваемых реагентов с водой (l1 раствора полиакриламида с водой, l2 соли алюминия с водой), м;

h толщина обрабатываемого высокопроницаемого участка, м;

m пористость обрабатываемого высокопроницаемого участка, доли единицы,

при этом из двух рассчитанных оторочек выбирают меньшую по объему.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор полиакриламида закачивают в пласт концентрацией, определяемой из уравнения

способ добычи нефти, патент № 2086757

где C концентрация закачиваемого в пласт раствора полиакриламида, мас.

C1 концентрация полиакриламида в пласте после разбавления водой, мас.

Y1 объем оторочки полиакриламида, м3;

Y2 объем промежуточной оторочки воды, м3;

Y3 объем оторочки соли алюминия, м3.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти из неоднородного пласта с проведением изоляционных работ для выравнивания профиля приемистости нагнетательных и уменьшения водопритока добывающих скважин с помощью вязко-упругих составов на основе полиакриламида.

Известны способы выравнивания профиля проницаемости неоднородного пласта путем закачки в пласт смеси раствора полимера, например полиакриламида (ПАА), со сшивающим агентом, в качестве которого применяют соли хрома. При этом для регулирования времени сшивки в состав вводят неорганическую кислоту [1] Однако эти способы имеют ограниченное применение по ряду причин: 1) высокая токсичность солей шестивалентного хрома, 2) отсутствие отечественного производства солей трехвалентного хрома и как следствие необходимость дорогостоящего импорта.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ [2] предусматривающий закачку водного раствора полиакриламида и соли алюминия. Соли алюминия в отличие от солей трехвалентного хрома производятся в СНГ, дешевы и экологичны. Однако скорость сшивки ПАА алюминием гораздо выше, чем сшивка хромом (несколько минут для алюминия и до суток для хрома). Поэтому сложно регулировать время гелеобразования в пласте.

Кроме того, для обоих известных способов характерен еще один недостаток: высокая механическая и солевая деструкция полиакриламида. При закачке в пласт растворов ПАА 40-60% его вязкоупругих свойств теряется в результате механической (при прохождении по трубам и через перфорационные отверстия) и солевой (при контакте в пласте с соленой водой) деструкции.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности добычи нефти за счет регулирования времени гелеобразования в пласте и снижения механической и солевой деструкции ПАА.

Поставленная цель достигается тем, что в способе добычи нефти путем последовательной закачки в пласт раствора полиакриламида и соли алюминия между оторочками полиакриламида и соли алюминия закачивают оторочку пресной воды, размер которой определяют из уравнения (1):

Vводы = способ добычи нефти, патент № 2086757[X2-(X-l1,2)2]способ добычи нефти, патент № 2086757hспособ добычи нефти, патент № 2086757m,

где Vводы объем промежуточной оторочки воды, м3

X расстояние от забоя скважины до места образования вязко-упругого состава, м

l зона смешения закачиваемых реагентов с водой (l1 раствора ПАА с водой, l2 соли алюминия с водой), м

h толщина обрабатываемого высокопроницаемого участка, м

m пористость обрабатываемого высокопроницаемого участка, доли единицы.

Другим отличием способа является то, что раствор ПАА закачивают в пласт концентрацией, определяемой из уравнения (2):

способ добычи нефти, патент № 2086757

С концентрация закачиваемого в пласт раствора ПАА, вес.

С1 концентрация ПАА в пласте после разбавления водой, вес.

V1 объем оторочки ПАА, м3,

V1 объем промежуточной оторочки воды, м3,

V1 объем оторочки соли алюминия, м3.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

Закачка между оторочками полиакриламида и соли алюминия оторочки пресной воды строго определенного размера позволяет перенести зону смешения ПАА и ионов Al на требуемое расстояние и таким образом регулировать время гелеобразования (образования вязко-упругой системы).

Получение в пласте необходимой для гелеобразования концентрации ПАА путем разбавления более концентрированного деструктированного раствора позволяет снизить его механическую и солевую деструкцию.

В лабораторных условиях обнаружен эффект повышения качества некоторых марок ПАА путем разбавления до требуемой (стандартной) концентрации предварительно деструктированных более концентрированных растворов. Такое повышение качества составляет по механической деструкции 1,4 1,7 раза, а по солестойкости 2-4 раза.

Закачиваемый с поверхности концентрированный раствор ПАА, проходя через скважинное оборудование и пористую среду, подвергается деструкции, но затем при разбавлении в пласте водой следующей за ним оторочки до более низкой концентрации он частично восстанавливает свои вязкостные свойства и превосходит по этому показателю раствор ПАА, который был бы закачан в пласт сразу такой же низкой концентрации.

Таким образом, оторочка воды между раствором ПАА и солью алюминия несет двойную функцию: отодвигает зону смешения ПАА и Al на требуемое расстояние и разбавляет концентрированный раствор ПАА до необходимой концентрации.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

На участках неоднородного нефтяного пласта, пробуренного как минимум одной нагнетательной (Н) и одной добывающей (Д) скважинами, расположенными на расстоянии L м, разработка которого ведется путем закачки воды в H скважину, проводят комплекс гидродинамических исследований (снимают профиль приемистости Н и профиль притока Д скважины). На основании этих исследований определяют наличие в пласте высокопроницаемого обводненного пропластка, его протяженность по отношению к забою скважины (Х), а также его параметры: толщину (h) и ширину (S), проницаемость (k); толщину (h1) и проницаемость остальной части продуктивного пласта (k1), вязкость нефти (способ добычи нефти, патент № 2086757н).

На основании проведенных ранее лабораторных исследований определяют оптимальные концентрации и соотношения используемых в данном конкретном случае реагентов модификации ПАА и соли алюминия, а также замеряют вязкость раствора ПАА (способ добычи нефти, патент № 2086757ПАА) соли алюминия (способ добычи нефти, патент № 2086757Al), образующегося вязко-упругого состава (способ добычи нефти, патент № 2086757ВУС) и воды в разделительной оторочке (способ добычи нефти, патент № 2086757воды).

Из соотношений способ добычи нефти, патент № 2086757 находят зоны смешения раствора ПАА с водой (l1) и раствора соли Al с водой (l2). Далее рассчитывают объемы промежуточной оторочки для l1 и l2 по уравнению (1), при этом из двух рассчитанных оторочек выбирают меньшую по объему. Как показали исследования, при этом уменьшается адсорбция полимера на поверхности породы.

Закачиваемый с поверхности раствор ПАА концентрацией С разбавляется в пласте до оптимальной концентрации гелеобразования С1 водой промежуточной оторочки и раствором соли Al. Поэтому на поверхности готовят раствор ПАА, концентрация которого во столько раз превосходит пластовую, во сколько раз суммарный объем всех реагентов больше объема закачиваемого раствора ПАА. Закачиваемую концентрацию раствора ПАА рассчитывают из уравнения (2). В этом уравнении неизвестными величинами являются объем раствора ПАА (V1) и объем раствора соли Al (V3). Объем раствора ПАА рассчитывают из уравнения (3) [3]

способ добычи нефти, патент № 2086757

Объем раствора соли алюминия (V3) рассчитывают из эмпирически установленных оптимальных соотношений между разбавленным раствором ПАА и солью алюминия.

На поверхности в одной емкости готовят раствор ПАА концентрацией С, в другой раствор соли алюминия. Приготовленные реагенты закачивают в пласт в такой последовательности: сначала оторочку ПАА, за ней оторочку пресной воды и затем оторочку соли алюминия. После закачки расчетных объемов реагентов скважину останавливают на время, достаточное для протекания гелеобразования.

В случае если высокопроницаемый участок обнаружен в призабойной зоне скважины (например, добывающей), т.е. расстояние до него практически равно нулю и таким образом времени гелеобразования достаточно для продвижения сшивающейся системы на всю глубину обрабатываемой зоны, тогда отпадает необходимость в разделительной оторочке. На поверхности готовят раствор ПАА 0,5% -ной концентрации, каким он должен быть в пласте.

Во избежание преждевременного перемешивания растворов в скважине их заканчивают совместно-раздельно: раствор ПАА по насосно-компрессорным трубам, а раствор сульфата алюминия по затрубью. На забое скважины, т.е. в призабойной зоне, эти растворы начнут перемешиваться.

Пример конкретного исполнения способа. Участок Сармановской площади Ромашкинского месторождения разбурен по рядной системе 10 нагнетательными и 40 добывающими скважинами и разрабатываются в течение 15 лет закачкой воды. По прошествии этого времени резко, в течение 1 года, обводненность добывающей скважины N 12149 увеличилась с 40 до 70%

В результате гидродинамических исследований обнаружено наличие высокопроницаемого пропластка, расположенного на расстоянии (Х) 20 м от забоя нагнетательной скважины.

Определяют параметры пласта и пластовых флюидов: h1=3 м; h2=5 м; k1=1 мкм2; k2=0,2 мкм2; m=23% L=300 м, способ добычи нефти, патент № 2086757н60,0 мПаспособ добычи нефти, патент № 2086757с.

Для его закупорки и выравнивания фильтрационного сопротивления пропластков используют ПАА марки Mylock-310, являющегося водорастворимым гидролизованным полимером молекулярного веса 4,8 млн.ед. соль сернокислого алюминия (ГОСТ 19-966-75) и пресную воду.

В лабораторных условиях установлено, что оптимальные концентрации исходных реагентов и их объемные соотношения с точки зрения образования прочного вязко-упругого состава следующие: концентрация Mylock-310 0,5% концентрация сульфата алюминия 5% при их объемных соотношениях 10:1. Вязкость 0,5%-ного раствора Mylock-310 составляет 15 мПаспособ добычи нефти, патент № 2086757с, 5% -ного раствора Al2(SO4)3 1,3 мПаспособ добычи нефти, патент № 2086757с, пресной воды 1,0 мПаспособ добычи нефти, патент № 2086757c, образующегося ВУС 20000 мПаспособ добычи нефти, патент № 2086757с.

Рассчитывают зоны смешения l1 и l2 по формуле l = Cспособ добычи нефти, патент № 2086757Xспособ добычи нефти, патент № 2086757, где С и способ добычи нефти, патент № 2086757 эмпирические коэффициенты, определяемые из соотношения вязкостей смешиваемых оторочек [4] При X=20 м для оторочек ПАА и воды при mПАА/способ добычи нефти, патент № 2086757воды 15 зона смешения l1 12 м. Для оторочек соли Al и воды при способ добычи нефти, патент № 2086757Al/способ добычи нефти, патент № 2086757воды 1,3 зона смешения l2 5,0 м.

Отсюда рассчитывают по уравнению (1) два значения промежуточной оторочки воды V1вода= 3,14/202-(20-12)2/способ добычи нефти, патент № 20867573,0способ добычи нефти, патент № 20867570,23= 728 м3; V2вода= 3,14/202-(20-5)2/способ добычи нефти, патент № 20867573,0способ добычи нефти, патент № 20867570,23=380 м3.

Из двух расчетных значений V1 и V2 выбирают наименьшее.

Далее рассчитывают объем оторочки Mylock-310

способ добычи нефти, патент № 2086757

Объем оторочки сульфата алюминия составляет 1/10 часть от разбавленного раствора ПАА, т.е. 1/10(248,3+380)=62,8 м3.

Концентрация исходного раствора Mylock-310

способ добычи нефти, патент № 2086757.

На поверхности в одной емкости готовят 250 м3 раствора Mylock-310 концентрацией 1,4% в другой емкости 63 м3 раствора сернокислого алюминия концентрацией 5% Приготовленные реагенты закачивают в пласт в следующей последовательности: 250 м3 1,4%-ного раствора Mylock-310, 380 м3 пресной воды и 63 м3 5%-ного раствора Al2(SO4)3. После этого останавливают скважину на время, достаточное для протекания гелеобразования (в данном конкретном случае 3 сут), после чего возобновляют процесс добычи нефти.

В лабораторных условиях проведены испытания предлагаемого способа в сравнении с известным. Моделировали двухслойный пласт, для этого использовали двухтрубную систему (длина труб 1,5 м, внутренний диаметр 25 мм), набитую кварцевым песком с разным размером зерен. Трубы были соединены таким образом, что имели общий вход и раздельные выходы. Пористую среду насыщали нефтью, которую вытесняли водой.

Известный способ степень отмыва нефти водой 66% В модель последовательно закачали 63 см3 0,5% раствора Mylock-310 и 6 см3 5% раствора Al2(SO4)3.

Предлагаемый способ. Степень отмыва нефти водой 68% В модель последовательно закачали 25 см3 1,4% раствора Mylock-310, 38 см3 пресной воды и 6,3 см3 5% раствора Al2(SO4)3.

После закачки указанных реагентов модели оставляли в покое на трое суток для прохождения гелеобразования, затем из обеих моделей продолжили вытеснение нефти водой при перепаде давления 1,5 атм. В 1-й модели (известный способ) через сутки перепад давления упал до 1,0 атм произошел прорыв воды, конечный коэффициент нефтеотдачи составил 69% т.е. прирост способ добычи нефти, патент № 2086757K69-66=3%

Во 2-й модели (предлагаемый способ) перепад давления 1,5 атм поддерживался до конца процесса вытеснения. Конечный коэффициент нефтеотдачи составил 78% прирост способ добычи нефти, патент № 2086757K278-68=10%

Таким образом, применение предлагаемого способа позволило увеличить прирост коэффициента нефтеотдачи в 3,3 раза по сравнению с известным.

Влияние разбавления концентрированных растворов на механическую и солевую деструкцию изучали следующим образом.

По стандартным методикам готовили 1%-ный раствор полимера Mylock-310 в пресной воде, производили его механическое деструктирование путем интенсивного перемешивания на механической мешалке, затем разбавляли его пресной и минерализованной (100 г/л) водой в соотношении 1:1, т.е. доводили до концентрации 0,5% после чего измеряли вязкость полученных растворов - предлагаемый способ. Таким образом, моделировали механическую деструкцию концентрированного раствора ПАА, которая обязательно имеет место при движении его в наземном оборудовании, через перфорационные отверстия и прискважинную часть пласта, с последующим разбавлением деструктированного раствора пресной или минерализованной водой до величины концентрации, оптимальной с точки зрения гелеобразования (в нашем случае 0,5%).

Одновременно готовили 0,5%-ные растворы Mylock-310 на пресной и минерализованной (с содержанием солей 50 г/л) водах, подвергали их механической деструкции и определяли вязкости полученных растворов известный способ.

Полученные величины динамической вязкости приведены в таблице.

Как видно из таблицы, повышение стойкости раствора полимера по предлагаемому способу к механической деструкции составляет 22,5 15,0 1,5 раза, а к солевой деструкции 18,0 4,8 3,75 раза по сравнению с известным способом.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа в сравнении с известным заключается в возможности регулирования времени гелеобразования в пласте и снижения механической и солевой деструкции.

Класс E21B43/22 с применением химикалий или бактерий

способ повышения нефтеотдачи в неоднородных, высокообводненных, пористых и трещиновато-пористых, низко- и высокотемпературных продуктивных пластах -  патент 2528805 (20.09.2014)
водные пенообразующие композиции с совместимостью с углеводородами -  патент 2528801 (20.09.2014)
способ снижения вязкости углеводородов -  патент 2528344 (10.09.2014)
применение алк (ен) ил олигогликозидов в процессах с повышенным извлечением нефти -  патент 2528326 (10.09.2014)
усовершенствование способа добычи нефти с использованием полимера без дополнительного оборудования или продукта -  патент 2528186 (10.09.2014)
способ разработки нефтяной залежи -  патент 2528183 (10.09.2014)
способ освоения нефтяных и газовых скважин -  патент 2527419 (27.08.2014)
жидкости для технического обслуживания ствола скважины, содержащие катионные полимеры, и способы их применения -  патент 2527102 (27.08.2014)
состав для регулирования разработки неоднородного нефтяного пласта -  патент 2526943 (27.08.2014)
способ повышения добычи нефтей, газоконденсатов и газов из месторождений и обеспечения бесперебойной работы добывающих и нагнетательных скважин -  патент 2525413 (10.08.2014)
Наверх