СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ Российский патент 1995 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов при разработке нефтяных месторождений заводнением с применением поверхностно-активных веществ (ПАВ) и щелочей.

Известен состав для повышения нефтеотдачи, содержащий смесь ПАВ, углеводород, электролит (раствор соли аммония) и воду [1] Основным недостатком состава является низкая эффективность на поздних стадиях разработки нефтяных месторождений, обусловленная низкой стабильностью получаемых эмульсий из-за их разбавления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав, включающий неионогенное ПАВ, щелочную добавку, в качестве которой берут соль аммония и аммиак и воду при следующем соотношении компонентов, мас. [2]
Оксиэтилированный
алкилфенол ОП-10, АФ_9-12, превоцел 0,05-2,0 Соль аммония 1,0-4,0 Аммиак 0,4-2,0 Вода Остальное
Недостатком состава является неудовлетворительная эффективность нефтевытеснения, обусловленная низкой поверхностной активностью состава (7-8 мн/м при 20^оС). Технологически применение состава вызывает затруднения, связанные с необходимостью корректирования концентрации аммиака в зависимости от минерализации пластовых вод. Применение известного состава ограничивается также токсичностью аммиака, относящегося к сильнодействующим ядовитым веществам, и вследствие этого особыми требованиями к его транспортировке, хранению и применению.

Сущность изобретения состоит в повышении эффективности нефтевытеснения путем снижения межфазного натяжения на границе вода нефть, что достигается применением в качестве щелочной добавки стоков производства сульфонатных присадок (СПСП) и предлагаемыми соотношениями исходных компонентов в составе.

Предлагаемые в качестве щелочной добавки СПСП не только обеспечивают необходимую щелочность рабочего состава, способствующую эффективному нефтевытеснению и поддержанию сульфоновых кислот в наиболее поверхностно-активной форме аммонийных солей, но и в свою очередь обладая поверхностной активностью, усиливают действие ПАВ, входящих в состав. Синергетический эффект достигается также присутствием в СПСП изопропилового спирта, обладающего определенной поверхностной активностью, что в конечном итоге способствует совместимости водной и органической фаз на границе раздела, значительному снижению межфазного натяжения и повышению доотмыва остаточной трудноизвлекаемой нефти.

Соотношение сульфата аммония и аммиака в СПСП составляет 3:1 (в известном составе 2-2,5-1), что обеспечиает стабильность физико-химических свойств получаемого на их основе состава (рН, поверхностная активность и т.д.).

Таким образом, введение в состав поверхностно-активной со стабильными свойствами щелочной добавки СПСП увеличивает поверхностную активность входящего в состав НПАВ и приводит к повышению коэффициента нефтевытеснения. Более широкие пределы концентрации НПАВ в составе по сравнению с прототипом дают возможность применения его как на первых этапах разработки, так и при вторичных и третичных методах добычи нефти в условиях максимального обводнения.

В качестве неионогенного ПАВ используют оксиэтилированный изононилфенол АФ_9-12, выпускаемый по ТУ 38-103023-87, а также его товарные формы СНО-3А и СНО-3Б.

Стоки производства сульфонатных присадок являются многотоннажным вторичным продуктом, образующимся в процессе производства сульфонатных присадок при нейтрализации сульфированного минерального масла аммиаком; выпускаются на ПО "Омскнефтеоргсинтез" по разовым техническим условиям.

СПСП представляют собой подвижную темно-коричневую жидкость со специфическим запахом аммиака, рН раствора составляет 9,3-9,6, плотность 1,078-1,088 г/см³, межфазное натяжение на границе вода керосин 2,7-3,1 мн/м, температура замерзания: минус 20,0-22,8^оС.

Компонентный состав СПСП, мас. Cульфат аммония 25-30 Аммиак 8-10 Сульфонат аммония 1-3 Изопропиловый спирт 2-8 Вода Остальное
Предлагаемый состав для повышения нефтеотдачи содержит, мас. Неионогенное ПАВ 0,02-4,0
Стоки производства сульфо- натных присадок 10-60 Вода Остальное
Состав готовят путем смешения неионогенного ПАВ, СПСП и технической воды.

Физико-химические свойства предлагаемого состава:
Внешний вид светло-коричневая жидкость со слабым запахом аммиака
Плотность 1,013-1,040 г/см³
Растворимость в нефти образует эмульсию
Совместимость с минерализованной водой совместим
рН 9,2-9,5
Эффективность разработанного и известного составов исследовали в лабораторных условиях путем определения межфазного натяжения на границе раствор керосин, коррозионной активности и коэффициента нефтевытеснения.

Межфазное натяжение определяли по стандартной методике сталагмометрическим методом в соответствии с РД 39-0148070-335-88р "Технология подготовки нефти с применением отечественных деэмульгаторов для месторождений Западной Сибири". В качестве органической фазы использовали керосин.

Коррозионную активность определяли весовым методом, контролируя изменение массы образца стали марки Ст.2 с течением времени.

Коэффициент нефтевытеснения определяли на установке для исследования процессов нефтевытеснения химреагентами и фильтрации в пористых средах, сконструированной на базе стандартной установки типа УИПК. Установка позволяет поддерживать необходимые давления и температуру, а также с высокой точностью контролировать текущий дебит воды и нефти, фильтрующихся через модель пласта.

В качестве модели пласта в экспериментах использовали набор образцов, представленных породами Мамонтовского и Правдинского месторождений Западной Сибири. Подготовку модели пласта и жидкостей к эксперименту проводили в соответствии с СТП 0148070-013-91 "Методика проведения лабораторных исследований по вытеснению нефти химреагентами".

П р и м е р 1. 10 г стоков производства сульфонатных присадок тщательно перемешивали с 1 г неонола АФ_9-12. Полученную смесь растворяли в 89 мл водопроводной воды в течение 15 мин до получения однородного раствора. Полученный состав исследовали на поверхностную активность определением значения межфазного натяжения на границе вода керосин, на коррозионную активность и на увеличение коэффициента нефтевытеснения нефти Мамонтовского месторождения пласта БС₁₀ при пластовой температуре равной 77^оС. Для определения коэффициента нефтевытеснения образец керна длиной 37 см, диаметром 2,8 см и проницаемостью 207 мД после насыщения нефтью подвергали воздействию воды до достижения 100% -ной обводненности. Затем закачивали оторочку состава, равную 35% порового объема керна, и снова воду. Далее определяли объем дополнительно извлеченной нефти и рассчитывали прирост коэффициента нефтевытеснения.

В последующих опытах концентрацию СПСП варьировали от 5 до 80% НПАВ 0,01 до 5,0% при этом испытания проводили на кернах с обводненностью продукции до 100%
Результаты исследования эффективности состава приведены в таблице.

Опыты 1, 6, 7, 8 соответствуют составам, приготовленным при запредельных значениях неонола и СПСП.

П р и м е р 2 (по прототипу). 10 г НПАВ АФ_9-12, 20 г аммиачной селитры и 80 г 25%-ного раствора аммиака растворяют в 890 мл воды. Полученный состав содержит 1,0 мас. неонола; 2,0 мас. аммиачной селитры; 2,0 мас. аммиака; остальное вода. Состав имеет рН 9,7. Межфазное натяжение на границе с керосином при комнатной температуре составляет 0,66 мн/м. Коррозионная активность 0,13 мас./сут. Проницаемость образца керна по газу составляет 288 мД.

Оторочка состава для вытеснения составляет 50% порового объема; остальное аналогично примеру 1.

Результаты эксперимента приведены в таблице.

Приведенные в таблице примеры показывают, что при содержании в новом составе СПСП<10 мас. (опыт 7) его эффективность как нефтевытесняющего агента невысока и сравнима с эффективностью известного состава (опыт 9). Это связано с тем, что концентрации активных компонентов (сульфоната аммония и изопропилового спирта) в таком составе незначительны и не оказывают заметного влияния на его нефтевытесняющие свойства. Поэтому такой состав фактически является ПАВ, содержащим щелочной раствор, т.е. аналогом прототипа. В то же время при концентрациях СПСП>60 мас. (опыт 8) нефтевытесняющие свойства состава также ухудшаются, что объясняется ростом межфазного натяжения и высокой адсорбцией компонентов на породе.

На эффективность нового состава заметное влияние оказывает содержание НПАВ. Так, при концентрации НПАВ<0,02 мас. (опыт 1) поверхностная активность состава незначительна, что отрицательно сказывается на его нефтевытесняющих свойствах. Увеличение концентрации НПАВ выше 4,0 мас. (опыт 6) также нецелесообразно, т. к. не приводит к увеличению прироста коэффициента нефтевытеснения и, следовательно, экономически не оправдано. Наиболее эффективен новый состав при содержании в растворе СПСП 20-40 мас. НПАВ 1,0-2,5 мас. (опыт 4). При таких концентрациях реагентов достигаются максимальные приросты коэффициента нефтевытеснения.

Таким образом, использование нового состава позволяет добиться в среднем 1,5-2,5-кратного увеличения прироста коэффициента нефтевытеснения по сравнению с известным, упростить технологию приготовления, снизить экологическую опасность на промысле и в районе производства СПСП, а также решить ряд проблем, связанных с транспортировкой и хранением реагентов. Кроме того, использование в новом составе сульфатных стоков позволяет существенно снизить затраты на химреагенты и как следствие на единицу добываемой продукции нефти.

Состав для повышения нефтеотдачи пластов включает неионогенное поверхностно-активное вещество /ПАВ/, щелочную добавку и воду. В качестве щелочной добавки он содержит стоки сульфатные производства сульфонатных присадок при следующем соотношении компонентов, мас. водорастворимое неионогенное ПАВ 0,02 4,0, стоки сульфатные производства сульфонатных присадок 10,0 60,0, вода остальное. 1 табл.

СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ, включающий неионогенное поверхностно-активное вещество, щелочную добавку и воду, отличающийся тем, что в качестве щелочной добавки он содержит сульфатные стоки производства сульфонатных присадок при следующем соотношении компонентов, мас.

Водорастворимое неионогенное поверхностно-активное вещество 0,02 - 4,0
Сульфатные стоки производства сульфонатных присадок 10 60
Вода Остальное