СОСТАВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ Российский патент 1995 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эмульсиям для вытеснения нефти.

Известны составы для вытеснения с применением эмульсии на основе композиций химических поверхностно-активных веществ (ПАВ), воды и углеводородных растворителей. Недостатком их является то, что один из них (авт.св. N 1473721) эффективен только при очень высоких значениях обводненности, другой (авт. св. N 1650016) содержит большие концентрации (до 15%) дорогостоящих ПАВ, а третий (авт. св. N 1668642) имеет низкую эффективность вытеснения из-за того, что межфазное натяжение на границе с нефтью и вязкость эмульсии на 1-2 порядка хуже, чем в предлагаемом составе.

Известен состав для вытеснения нефти, включающий воду, углеводород, водо- и маслорастворимое ПАВ. Недостатком его является ограниченность применения из-за расслоения эмульсии на отдельные фазы при малых значениях минерализации воды [1]
Целью изобретения является повышение эффективности состава за счет усиления его нефтеэмульгирующей и нефтеотмывающей способности, повышения вязкости эмульсии, и, как следствие, увеличения охвата пласта заводнением и улучшения характеристик вытеснения.

Достигается это тем, что водоуглеродная эмульсия для извлечения нефти, включающая воду, ПАВ и растворитель, в качестве ПАВ содержит продукт жизнедеятельности бактерий рода Psеudomonas aeruginosa S 7 биореагента КШАС при содержании его в воде, мас. 0,005 1,0, в качестве растворителя нефрас марки 150/330 при соотношении соответственно 1:1.

Биореагент КШАС по ТУ 39-5794688-008-92 представляет собой природную композицию биологических ПАВ (биоПАВ) гликолипидной природы и биополимера эмульгатора в послеферментационной культуральной жидкости. Он обладает способностью снижать поверхностное натяжение воды до 30 мН/м, а также высокой эмульгирующей активностью (жидкие парафины, нефть, масла) Е₂₄ до 60-80% Применим в качестве заменителя химических ПАВ и импортных добавок, используется в технологиях повышения нефтеотдачи. Цена 1 т товарной продукции до 5 тыс. руб.

Нефрас А-150/330 известен в качестве растворителя. Это прозрачная жидкость желтоватого цвета, плотность при 20^оС, не более 0,95 г/см³, представляет собой смесь высококипящих ароматических углеводородов. Стоимость 1 т продукта 8 тыс.руб.

Основным преимуществом биоПАВ является их биодеградабельность или способность к полному разложению в естественных пластовых условиях, т.е. технология с применением биоПАВ экологически безопасна. Кроме того, некоторые из известных образцов биоПАВ обладают поверхностной и межфазной активностью, не уступающей лучшим образцам синтетических ПАВ. Во многих случаях эмульгирующая активность растворов биоПАВ по отношению к углеводородам и нефти оказывается выше, чем у растворов синтетических ПАВ.

Состав готовят простым смешением и встряхиванием компонентов. Вязкость эмульсий определялась стандартным вискозиметром Оствальда после отделения эмульсии от остального объема пробы с помощью делительной воронки. Эмульгирующая активность биоПАВ определялась известным методом ТУ 39-5794688-008-92 по величине индекса Е₂₄.

Биореагент и жидкие парафины в соотношении 6:4 помещают в химический стаканчик объемом 50 см³. Смесь тщательно перемешивают в течение 5 мин с помощью электрической мешалки. Осторожно переливают все содержимое стаканчика в градуированную пробирку и оставляют на штативе на 24 ч.

Через 24 ч определяю значение эмульгирующей активности биореагента, представляющие собой процент объема эмульсии от всего объема смеси. Опыты проводились при одинаковой температуре 20^оС. В опытах в качестве растворителя биоПАВ использовалась минерализованная вода Арланского месторождения Башкортостана с содержанием солей 140 г/л и плотностью γ 1,1 г/м³.

Пробы различались содержанием биоПАВ в водной фазе, причем объемное соотношение раствора биоПАВ и нефраса в пробах было постоянным и равным соответственно 1: 1. В соответствии с методикой (Е₂₄) смеси выдерживались после предварительного интенсивного перемешивания 24 ч.

В таблице представлены исследуемые составы и результаты измерения их эмульгирующейся активности и вязкости в сравнении с известным составом.

Из данных таблицы видно, что применение биоПАВ в смеси с нефрасом позволяет значительно увеличить вязкость эмульсии и повысить ее эмульгирующую активность по отношению к углеводородной фазе. Эксперименты показали также, что эмульсии стабильны, т. е. в течение длительного времени (1 мес.) не происходит полного разделения фаз. Более того, при легком встряхивании смеси по истечении указанного срока (1 мес) эмульсии образуется в соответствии с исходной величиной параметра Е₂₄. Очевидно, что в пластовых условиях это позволяет достичь сравнительно большей глубины обработки, а также повысить эффективность.

Из данных таблицы видно также, что эффективный прирост вязкости и эмульгирующей активности начинается с величины концентрации биоПАВ в водной части смеси примерно 0,005% Это значение можно взять в качестве нижнего предела. Что же касается верхнего предельного значения, то начиная с концентрации биоПАВ 1,0% увеличивать концентрацию не имеет смысла. Последнее обстоятельство и широкий диапазон "рабочих" концентраций объясняется тем, что по ТУ на производство биоПАВ его товарная форма может быть разбавлена до 100 раз без заметной потери поверхностной межфазной активности (так называемая критическая концентрация мицеллярного разведения СМД (ТУ 39-5794688). Ясно, что это свойство биоПАВ обладает большой привлекательностью с экономической точки зрения.

При сравнении нефтевытесняющих свойств предлагаемого состава и прототипа использовались образцы породы и изовискозная модель нефти Арланского месторождения вязкостью 20,7 мПа ˙ с и удельным весом 0,877 г/см³. Результаты опыта показывают, что прирост коэффициента вытеснения с заявляемым составом составляет 18-20.

Кроме того, в экспериментах по вытеснению нефти с заявленным составом отмечается возрастание перепада давления на концах фильтра, подтверждающее наше заключение о том, что образование высоковязких эмульсий из-за cелективной закупорки высокопроницаемых зон приводит к водоограничению и выравниванию фронта дренирования и вовлечению в разработку низкопроницаемых частей породы.

Присутствие нефтяного растворителя усиливает отмывающие свойства композиции за счет растворения адсорбированных на породе высокосмолистых соединений.

Таким образом, в данном техническом решении обеспечивается регулированием механизма вытеснения предварительным смешиванием раствора биоПАВ с нефрасом в оптимальных концентрациях, что приводит к образованию эмульсии уже в скважине (а не в пласте, как в известном составе).

Применение предлагаемого состава на основе товарного продукта КШАС, воды и нефраса позволит существенно повысить эффективность обработки нагнетательных и добывающих скважин с целью одновременного увеличения нефтеотдачи и ограничения водопритока. Состав эффективен на месторождениях с любой степенью минерализации пластовых вод и на всех стадиях разработки месторождения. Более того, с ростом степени минерализации эффективность обработки заявляемым составом увеличивается.

Кроме того, стоимость предлагаемой эмульсии ниже, чем стоимость эмульсий на основе синтетических ПАВ, которые практически не разложимы во времени ни в пласте, ни в пресноводных резервуарах, ни в почве. Применение малотоксичного и биодеградабельного реагента КШАС делает технологию экологически чистой и безопасной для окружающей среды, недр и обслуживающего персонала.

Для приготовления состава в промышленных условиях не требуется специального оборудования и агрегатов.

Состав для извлечения нефти содержит, мас. поверхностно-активное вещество биореагент КШАС продукт жизнедеятельности бактерий рода Pseudomonas aeruginosa S-7 5 7 0,005 1,0; растворитель Нефрас марки 150/330 0,005 1,0; вода остальное. Состав обладает высокими нефтеэмульгирующими и нефтеотмывающими свойствами повышенной вязкости, что позволяет увеличить охват заводнением.

СОСТАВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ, включающий воду, поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества состав содержит биореагент КШАС продукт жизнедеятельности бактерий рода Pseudomonas aeruginosa S 7, в качестве растворителя нефрас марки 150/330 при следующем содержании компонентов, мас.

Биореагент КШАС продукт жизнедеятельности бактерий рода Pseudomonas aeruginosa S 7 0,005 1,0
Нефрас марки 150/330 0,005 1,0
Вода Остальное