Способ воздействия на нефтяной пласт

СПОСОБ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА НЕФТЯНОЙ ПЛАСТRU-C1-2166071 Новый эффективный реагент для очистки оборотных вод при нефтедобыче. ООО "НПО ХИМТЭК",21.05.2007 [найдено 03.09.2008]. Найдено Интернет: Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к разработке нефтяной залежи,характеризуемой неоднородностью по проницаемости. Технический результат заключается в создании экономичного способа воздействия на нефтяной пласт за счет использования очищенной сточной воды с флотационной установки, обогащенной реагентом-флокулянтом, при одновременном повышении нефтеотдачи за счет увеличения фазовой проницаемости по воде и увеличения коэффициента нефтевытеснения. Согласно способу производят закачку в пласт через нагнетательную скважину предварительно подготовленного рабочего агента и отбор нефтяной продукции через добывающую скважину. В качестве предварительно подготовленного рабочего агента используют сточную или технологическую воду, предварительно обработанную во флотационной колонне реагентом-флокулянтом на основе функционально значимого компонента аминометиленфосфоновой кислоты в виде мононатриевых солей общей формулы где R - нормальный (линейный) углеводородный радикал С 10-С 14. В зависимых пунктах предлагается вариант выполнения флотационной колонны, в которой рекомендуется предварительно обрабатывать сточную воду. Тэслер Александр Германович, Кайдалов Сергей Николаевич, Перминов Игорь Альбертович, Бармин Игорь Викторович,Ильясов Сергей Евгеньевич, Закшевская Людмила Васильевна, Ибраева Елена Васильевна, Шарова Галина Анатольевна,Третьяков Олег Владимирович, Мазеин Игорь Иванович (RU) 014001 Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к разработке нефтяной залежи, характеризуемой неоднородностью по проницаемости. При разработке таких залежей происходит, как правило, опережающее обводнение высокопроницаемых пластов с образованием застойных зон в средне- и низкопроницаемых пластах (прослойках). Вероятность образования таких застойных зон тем выше, чем ниже гидродинамическая связь между высокопроницаемыми и низкопроницаемыми пластами. На залежи с такими продуктивными пластами необходимо активно применять методы воздействия на призабойную зону пластов с целью выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и интенсивности процесса извлечения нефти из низкопроницаемых прослоев. Повышение коэффициента нефтеотдачи является одной из главных задач нефтяной промышленности. Известен способ воздействия на нефтяной пласт, включающий закачку в пласт через нагнетательную скважину предварительно подготовленного рабочего агента и отбор нефтяной продукции через добывающую скважину, причем в качестве предварительно подготовленного рабочего агента используют воду, предварительно обработанную постоянным магнитным полем 300-450 Э (Патент РФ 2118447,кл. Е 21 В 43/20, опубл. 1998 г.). Основным недостатком этого способа является его недостаточная эффективность. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и назначению является способ воздействия на нефтяной пласт (РД 39-01-0148311-605-86, М., Миннефтепром, 1986, с. 13,п.2.1.3.4), согласно которому производят закачку в пласт через нагнетательную скважину предварительно подготовленного рабочего агента и отбор нефтяной продукции через добывающую скважину, причем в качестве предварительно подготовленного рабочего агента используют водную смесь сточной воды,предварительно отделенной от нефти в отстойниках на дожимной насосной станции, а также сточную воду, очищенную также в отстойниках от нефти и механических примесей. Закачка в нагнетательную скважину указанной водной смеси подается через систему поддержания пластового давления. Недостатком указанного известного способа является использование широкой сети водоводов на месторождении, что приводит к дополнительным экономическим затратам. Кроме того, очистка сточной воды в отстойниках не обеспечивает ее качественную очистку от мелкодиспергированных примесей и масел, что в промысловых условиях при закачке в скважину может привести к кольматации пластов. А для улучшения нефтевытесняющих свойств возникает технологическая необходимость ввода в водную смесь дополнительных химических реагентов. Указанные обстоятельства снижают экономическую привлекательность этого известного способа. Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в создании экономичного способа воздействия на нефтяной пласт за счет использования очищенной сточной воды с флотационной установки, обогащенной реагентом-флокулянтом, при одновременном повышении нефтеотдачи за счет увеличения фазовой проницаемости по воде и увеличения коэффициента нефтевытеснения. Дополнительным техническим результатом является снижение материальных затрат на осуществление заводнения за счет упрощения сети водоводов на месторождении. Указанный технический результат достигается предлагаемым способом воздействия на нефтяной пласт, включающим закачку в пласт через нагнетательную скважину предварительно подготовленного рабочего агента и отбор нефтяной продукции через добывающую скважину, при этом согласно изобретению в качестве предварительно подготовленного рабочего агента используют сточную или технологическую воду, предварительно обработанную во флотационной колонне реагентом-флокулянтом на основе функционально значимого компонента - аминометиленфосфоновой кислоты в виде мононатриевых солей общей формулы где R - нормальный (линейный) углеводородный радикал С 10-С 14. В качестве реагента-флокулянта используют реагент марки "ФМ-1" или "ФМ-1 Б 3" по ТУ 2483-00179102376-2005. Содержание реагента-флокулянта в обработанной сточной или технологической воде составляет 15150 мг/л. Предварительную обработку сточной или технологической воды проводят указанным реагентомфлокулянтом во флотационной колонне, состоящей из вертикального цилиндра и из узла подготовки воздуха, соединенных между собой посредством разделительного элемента, выполненного из пористого материала, а узел подготовки воздуха снабжен воздуховводом, выполненным в виде перфорированной трубки, уложенной в горизонтальной плоскости. Разделительный элемент, выполненный из пористого материала, изготовлен в виде пакета по меньшей мере из двух слоев пористого материала.-1 014001 Размер пор пористого материала составляет 50-100 мкм. В качестве пористого материала используют нержавеющую сталь, или титан, или керамику, или стеклокерамику. Перфорированная трубка в узле подготовки воздуха уложена в горизонтальной плоскости в виде спирали или в виде произвольных витков. Все перфорационные отверстия перфорированной трубки в узле подготовки воздуха ориентированы в одном направлении, преимущественно вниз. Узел подготовки воздуха выполнен в виде приблизительно полусферы. В качестве вертикального цилиндра колонна содержит цилиндр, выполненный из стекла, или металла, или пластмассы, или стеклокерамики. Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет следующего. При реализации заявляемого способа предлагается использовать сточную или технологическую воду, предварительно обработанную во флотационной колонне реагентом-флотатором на основе функционально значимого компонента - аминометиленфосфоновой кислоты в виде натриевых солей. Как неожиданно оказалось, такая обработанная вода оказывает благотворное влияние на породу пласта, обеспечивая увеличение фазовой проницаемости и одновременно увеличивая коэффициент нефтевытеснения. Это, по-видимому, объясняется тем, что реагент-флотатор на основе функционально значимого компонента - аминометиленфосфоновой кислоты в виде натриевых солей - содержит активные аминометиленфосфоновые группы и длинные алкильные радикалы, что способствует ослаблению физико-химической связи нефти с породой и увеличению нефтевытеснения. Молекулы реагента-флотатора имеют резко выраженный полярный (бифильный) характер. Один полюс имеет аминометиленфосфоновые группы, которые способны активно сорбироваться на минеральной породе. Другой полюс - длинные алкильные углеводородные радикалы имеют сродство с нефтью. Благодаря этому обеспечивается снижение внутреннего трения и более активный выход нефти из капилляров породы. Предварительная обработка сточной воды, используемой при реализации предлагаемого способа,возможна во флотационной колонне традиционного типа, но предпочтительно может быть обработана и во флотационной колонне особой конструкции, состоящей из вертикального цилиндра и из узла подготовки воздуха, соединенных между собой посредством разделительного элемента, выполненного из пористого материала, а узел подготовки воздуха снабжен воздуховводом, выполненным в виде перфорированной трубки, уложенной в горизонтальной плоскости. В последнем варианте, по-видимому, обеспечивается лучшая степень очистки сточной воды и одновременно достигается определенная дисперсность реагента-флокулянта, которая совместно с его химическим воздействием на породу пласта обеспечивает увеличение фазовой проницаемости по воде и увеличение коэффициента нефтевытеснения породы. Предложенная схема разработки нефтяных месторождений позволяет снизить материальные затраты на осуществление заводнения за счет упрощения сети водоводов на месторождении, так как системе поддержания пластового давления будет подключена лишь одна линия подачи сточной воды. Все указанные процессы обеспечивают повышение эффективности предлагаемого способа. При реализации заявляемого способа осуществляют следующие операции в нижеуказанной последовательности: сточная вода с блока предварительного сброса воды поступает во флотационную установку, смешивается с реагентом-флокулянтом на основе функционально значимого компонента - аминометиленфосфоновой кислоты в виде мононатриевых солей, например, марки "ФМ-1" или "ФМ-1 Б 3" по ТУ 2483001-79102376-2005 и далее направляется во флотационную колонну, где происходит отделение от нее нефтепродуктов и мехпримесей; подготовленная предварительно таким образом сточная вода с содержанием упомянутого реагентафлокулянта в пределах 15-150 мг/л через буферную емкость поступает на насос блочной кустовой насосной станции,далее идет по водоводу в систему поддержания пластового давления (ППД) и через эту систему закачивается в нагнетательную скважину с учетом приемистости и проницаемости коллектора последней (перед ее закачкой в некоторых случаях может быть закачена пачка буфера минерализованной воды); после прохождения по пласту указанная сточная вода образует систему, которая обеспечивает дополнительное нефтевытеснение; нефть, на которую было воздействие указанной сточной воды, отбирается через добывающую скважину. Для доказательства эффективности предлагаемого способа были проведены лабораторные испытания на насыпных и составных моделях нефтеносного пласта. Насыпные модели нефтеносного пласта представляли собой стеклянные колонки длиной 50 см с внутренним диаметром 10 мм, заполненные силикагелем и породой пласта чередующимися слоями высотой 30-40 мм каждый. Поровый объем составлял 20 см 3. При работе использовалась нефть Горюшинского месторождения. Все исследования проводились при комнатной температуре (222)С без дополнительного термостатирования.-2 014001 Перед началом исследований модели промывали раствором хлористого натрия. Далее вносят 0,1 г нефти, стравливая через нижний патрубок раствор хлористого натрия так, чтобы добиться устойчивого распределения нефти по силикагелю и породе. Далее выдерживают колонки в течение суток для стабилизации. Затем через верхний патрубок начинают подачу рабочего агента: в случае холостой пробы - сточную воду без реагента-флокулянта равными порциями по 100 мл; при использовании предварительно подготовленной сточной воды после ее флотации с содержанием реагента-флокулянта марки "ФМ-1" 15 и 50 мг/л - сначала по 100 мл минерализованной воды, а далее по 100 мл сточной воды с реагентом-флокулянтом. Элюирование нефти и сбор промывок продолжают до достижения объема, равного 10-кратному объему порового пространства. Концентрацию нефтепродуктов в вытесненной воде определяли колориметрическим методом. Затем расчетным путем по соотношению количества вытесненной нефти к исходному количеству нефти определяли коэффициент нефтевытеснения. Полученные данные приведены в табл. 1. Таблица 1 Данные, приведенные в табл. 1, показывают, что использование при обработке пласта предварительно подготовленной во флотационной установке сточной воды, содержащей реагент-флокулянт,обеспечивает увеличение нефтевытеснения из пласта на 3,4-7,3%. Также на насыпных моделях были проведены сравнительные испытания сточной воды, предварительно обработанной с использованием гравитационного отстоя (прототип). Данные показали, что при прокачке через насыпную модель такой сточной воды, содержащей 50 мг/л реагента "ФМ-1", произошло увеличение нефтевытеснения всего на 0,1%, что доказывает неэффективность использования сточной воды, предварительно подготовленной путем гравитационного отстоя. Лабораторные испытания на составных моделях нефтеносного пласта проводились следующим образом. Составная модель пласта комплектовалась из цилиндрических образцов породы диаметром 0,026 м, ее общая длина достигает 0.26 м. Порядок компоновки составной модели принимается таким,что по направлению вытеснения каждый последующий образец имеет меньшую проницаемость. Отклонение проницаемости отдельных образцов от средней модели не превышает 30%. Предварительно в каждом образце создается остаточная водонасыщенность методом капилляриметрии, после чего производится насыщение модели пласта нефтью. Перед процессом непосредственного вытеснения модель выдерживается при термобарических условиях, близких к пластовым. Опыты проводятся на установке УИПК-1 М с нефтью конкретных пластов. Закачка воды в модель пласта ведется при скоростях, близких реальным,до полного отсутствия нефти в вытесняемой жидкости и производится обычно в количестве 20-30 поровых объемов. В качестве модели пласта послужила составная модель из 10 образцов, принадлежащих продуктивным терригенным яснополянским отложениям Рассветного месторождения. Длина модели составила 23,1 см, проницаемость - 0,234 мкм. Была использована нефть Рассветного месторождения из скважины 251, вязкость нефти - 17,5 мПас, температура проведения опыта поддерживалась 25 С. Фильтрационно-емкостные свойства составных образцов и характеристики вытеснения модели представлены в табл. 2. Коэффициенты фазовой проницаемости по вытесняющей жидкости были определены при использовании нескольких рабочих агентов. На первом этапе было произведено вытеснение нефти из модели пласта сточной водой УПСВ "Рассвет". Характеристики сточной воды приведены в табл. 3. Затем через модель пласта проводилась закачка предварительно подготовленной сточной воды после флотации с содержанием реагента-флокулянта марки "ФМ-1" 25, 50 и 100 мг/л (флотация проводилась во флотационной колонне, состоящей из вертикального цилиндра и узла подготовки воздуха, соединенных между собой посредством разделительного элемента из пористого материала, который может быть выполнен в виде пакета из нескольких слоев пористого 50-100 мкм материала, например из нержавеющей стали, или титана, или керамики, или стеклокерамики. Узел подготовки воздуха может быть выполнен, например, в виде полусферы, снабжен воздуховводом, выполненным в виде перфорированной трубки, уложенной в горизонтальной плоскости, например по спирали, причем перфорационные отверстия перфорированной трубки ориентированы в одном направлении, преимущественно вниз).-3 014001 Данные, полученные в ходе испытаний, приведены в табл. 3. Данные, приведенные в табл. 3, показывают, что фильтрационная характеристика модели улучшилась - фазовая проницаемость по вытесняющему агенту - сточной воде с реагентом-флокулянтом (при различной концентрации реагента) была выше фазовой проницаемости по сточной воде без реагента и оказалась равна соответственно 0,0066 мкм 2, 0,0067 мкм 2, 0,0052 мкм 2. Таким образом, относительный прирост фазовой проницаемости по воде составил соответственно 34,7, 36,7 и 5,2%. А увеличение фазовой проницаемости в целом увеличивает эффект нефтевытеснения. Данные, полученные в ходе испытаний, показывают, что при реализации предлагаемого способа будет обеспечено повышение эксплуатационных характеристик работы скважины и повышение нефтеотдачи. Таблица 2 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ воздействия на нефтяной пласт, включающий закачку в пласт через нагнетательную скважину предварительно подготовленного рабочего агента и отбор нефтяной продукции через добывающую скважину, отличающийся тем, что в качестве предварительно подготовленного рабочего агента используют сточную или технологическую воду, предварительно обработанную во флотационной кофункционально значимого компонента лонне реагентом-флокулянтом на основе аминометиленфосфоновой кислоты в виде мононатриевых солей общей формулы где R - нормальный (линейный) углеводородный радикал С 10-С 14. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве реагента-флокулянта используют реагент марки "ФМ-1" или "ФМ-1 Б 3" по ТУ 2483-001-79102376-2005. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание реагента-флокулянта в обработанной сточной или технологической воде составляет 15-150 мг/л. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительную обработку сточной или технологической воды проводят указанным реагентом-флокулянтом во флотационной колонне, состоящей из вертикального цилиндра и из узла подготовки воздуха, соединенных между собой посредством разделительного-4 014001 элемента, выполненного из пористого материала, а узел подготовки воздуха снабжен воздуховводом,выполненным в виде перфорированной трубки, уложенной в горизонтальной плоскости. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что разделительный элемент, выполненный из пористого материала, изготовлен в виде пакета по меньшей мере из двух слоев пористого материала. 6. Способ по п.4, отличающийся тем, что размер пор пористого материала составляет 50-100 мкм. 7. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве пористого материала используют нержавеющую сталь, или титан, или керамику, или стеклокерамику. 8. Способ по п.4, отличающийся тем, что перфорированная трубка в узле подготовки воздуха уложена в горизонтальной плоскости в виде спирали или в виде произвольных витков. 9. Способ по п.4, отличающийся тем, что все перфорационные отверстия перфорированной трубки в узле подготовки воздуха ориентированы в одном направлении, преимущественно вниз. 10. Способ по п.4, отличающийся тем, что узел подготовки воздуха выполнен в виде приблизительно полусферы. 11. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве вертикального цилиндра колонна содержит цилиндр, выполненный из стекла, или металла, или пластмассы, или стеклокерамики.