СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам разработки нефтяных месторождений с применением биоцидов.

Известен способ разработки нефтяного месторождения с применением биоцида СНПХ-1002 [1 прототип] необходимый объем которого для разовой обработки скважин рассчитывают по формуле:
V_б Q/24•t•g•f, (1)
где
V_б объем биоцидсодержащей жидкости, необходимый для подавления микрофлоры, м³;
Q объем воды, закачиваемой в сутки, м³/сут;
t время закачки, ч;
g содержание биоцида в жидкости, кг/м³;
f количество обработок в год;
24 переводной коэффициент.

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность из-за необоснованности режимных параметров технологического процесса времени, необходимого для подавления микрофлоры, и объема биоцида.

Задача изобретения обеспечение эффективности способа разработки нефтяного месторождения. Техническим результатом явится обоснованность времени и объема биоцидного воздействия за счет лабораторного определения кинетических констант процесса подавления биоцидом пластовой микрофлоры.

Задача достигается тем, что периодическую обработку нефтенасыщенного пласта биоцидом проводят во временных режимах и дозировке биоцидсодержащей жидкости, определенных по кинетическим параметрам процесса подавления микрофлоры биоцидом в пористой среде коллектора, причем для определения указанных кинетических параметров предварительно в лабораторных условиях образец пористой среды коллектора загрязняют микрофлорой путем фильтрации культуральной жидкости, соответствующей популяции бактерий месторождения, до стабилизации процесса закупорки пор образца, после чего фильтруют биоцид при постоянном перепаде давления, фиксируют его расход во времени и определяют кинетические константы процесса подавления микроорганизмов из зависимости:

где
V фиксируемый расход биоцида, мл;
V₀ расход культуральной жидкости через образец пористой среды с максимальной степенью закупорки пор, мл;
к, n кинетические константы процесса подавления микроорганизмов в пористой среде, мин^-n и безразмерная соответственно;
τ время биоцидного воздействия, мин;
соответственно время закачки биоцидсодержащей жидкости (ч) определяют по формуле:

где
N 3,1415926•R²•h•m/V₀•10^-6;
R радиус воздействия биоцидной обработки скважины, м;
h эффективная мощность пласта, м;
m пористость,
и объем биоцидсодержащей жидкости с учетом найденного времени закачки.

N величина, характеризующая отношение объема биоцидсодержащей жидкости, закачанной в нагнетательную скважину, к объему (V₀) процесса фильтрации в лабораторных условиях при максимальном загрязнении образца микрофлорой.

Процесс фильтрации биоцида через образец пористой среды, зараженный микрофлорой, может быть описан, с точки зрения представлений топохимии, зависимостью (2), подобной уравнениям типа Аврами-Ерофеева.

Способ осуществляется следующей совокупностью операций;
1. Лабораторные исследования процесса подавления биоцидом пластовой микрофлоры:
приготовление отобранных образцов пористых сред пластов;
приготовление модельной культуральной жидкости в виде смеси сульфатвосстанавливающих, углеводородокисляющих и гетеротрофных бактерий, взятых в соотношении, характерном для данного пласта;
фильтрация через образец пористой среды культуральной жидкости до полного заражения, соответствующего максимальной степени закупорки пор; фиксирование соответствующего объема жидкости V₀, мл;
фильтрация биоцида при постоянном перепаде давления и фиксирование его расхода в течение определенного времени;
определение кинетических констант процесса из зависимости (2).

2. Определение режимных параметров технологического процесса времени биоцидного воздействия и объема биоцида, который требуется закачать в скважину, по формуле (3) и (1) с учетом (3).

3. Закачка необходимого объема биоцида в течение необходимого времени через одну или нескольких нагнетательных скважин и добыча нефти через добывающую скважину.

Пример 1. В лаборатории подготовлен образец пористой среды, извлеченной из нефтяного пласта Усть-Балыкского месторождения. Фильтруют культуральную жидкость, содержащую модельную популяцию сульфатовосстанавливающих, гетеротрофных и углеводородокислящих бактерий, взятых в равном соотношении. Фильтрацию проводят до максимального заражения образца микрофлорой. Определяют объем продавливаемой жидкости, соответствующий фильтрации до ввода биоцида: V₀ 10 мл.

Продавливают ЭТАНОЛ при постоянном давлении p 1,3 атм. Наблюдают динамику изменения расхода этанола с течением времени.

Определяют константы, характеризующие влияние биоцида на процесс подавления микрофлоры, по уравнению:

где к 0,04215 мин^-n; n 0,63388.

Определяют время биоцидного воздействия по уравнению:

где
N 3,1415926•R²•h•m/V₀•10^-6
R 20 м радиус воздействия;
h 12 м мощность пласта;
m 0,2 пористость.

Найдено t 12,18 ч.

Oпределяют объем жидкости для обработки пласта:
V_б Q/24•t•g•f
при Q 15 м³; q 960 кг/м³; f 2
V_б 15/24•12,18•960•2 14615,23 кг ≈ 14,6 т.

Расчетный объем биоцида закачивают в нагнетательную скважину и продавливают рабочей жидкостью объемом не менее 1,5 объема скважины и оставляют на реагирование на 20-25 ч, затем скважину пускают в работу.

Пример 2. Определяют объем этанола, необходимый для подавления микрофлоры и обработки пласта с параметрами h 8 м, R 12 м, m 0,2.

Определение констант проводят аналогично примеру 1:
к 0,04215 мин^-n; n 0,63388.

Определяют V₀ 10 мл.

Находят время аналогично примеру 1: t 0,36 ч.

Определяют количество биоцидной жидкости для обработки пласта: при Q 15 м³; g 960 кг/м³; f 2
V_б 15/24•0,36•960•2 428,15 кг.

Аналогичным образом этанол прокачивают в пласт.

Пример 3. Определяют объем ЛПЭ-11, необходимый для подавления микрофлоры пласта мощностью h 12 м, эффективным радиусом R 10 м.

Определение констант проводят аналогично примеру 1 при p 2,4 атм; V₀ 5 мл:
к 0,1218 мин^-n; n 0,3694
Определяют время биоцидного воздействия: t 6,96 ч.

Определяют количество биоцидной жидкости для обработки пласта: при Q 15 м³; q 960 кг/м³; f 4
V_б 15/24•6,96•960•4 1191,4564 кг.

Аналогичным образом рассчитанный объем реагента продавливают в пласт.

Действия по обработке биоцидом периодически повторяют по мере определения текущего содержания микрофлоры в концентрациях, превышающих допустимые.

Таким образом, предлагаемый способ разработки эффективен, так как выбор режима процесса времени биоцидного воздействия и его объема обоснован кинетическими константами процесса подавления микрофлоры.

Способ промышленно применим, так как используются доступные лабораторное оборудование и промысловые машины и механизмы для закачки растворов в пласт через агрегат силовой или кустовую насосную станцию.

Способ разработки нефтяного месторождения относится к нефтяной промышленности, а именно к способам разработки нефтяных месторождений с применением биоцидов. Необходимый объем которого для разовой обработки скважины рассчитывают по формуле: V_б = Q/24•t•g•f (1),
где
V_б - объем биоцидсодержащей жидкости, необходимый для подавления микрофлоры, м³; Q - объем воды, закачиваемой в сутки, м³/сут; t - время закачки, ч; q - содержание биоцида в жидкости, кг/м³; f - количество обработок в год; 24 - переводной коэффициент. Для повышения эффективности способа разработки за счет обоснованного выбора времени и объема биоцидного воздействия периодическую обработку нефтенасыщенного пласта биоцидом проводят во временных режимах и дозировке биоцидсодержащей жидкости, определенных по кинетическим параметрам процесса подавления микрофлоры биоцидом в пористой среде коллектора, причем для определения указанных кинетических параметров предварительно в лабораторных условиях образец пористой среды коллектора загрязняют микрофлорой путем фильтрации культурной жидкости, соответствующей популяции бактерий месторождения, до стабилизации процесса закупорки пор образца, после чего фильтруют биоцид при постоянном перепаде давления, фиксируют его расход во времени и определяют кинетические константы процесса подавления микроорганизмов из зависимости: (2),
где V - фиксируемый расход биоцида, мл; V₀ - расход культуральной жидкости через образец пористой среды с максимальной степенью закупорки пор, мл; к, n - кинетические константы процесса подавления микроорганизмов в пористой среде, мин^-n и безразмерная соответственно; τ - время биоцидного воздействия, мин; соответственно время закачки биоцидсодержащей жидкости, ч, определяют по формуле:

где N = 3,1415926•R²•h•m/ V₀•10^-6 P - радиус воздействия биоцидной обработки скважины, м; - эффективная мощность пласта, м; - пористость; и объем биоцидсодержащей жидкости - с учетом найденного времени закачки. Способ промышленно применим, т.к. используются доступное лабораторное оборудование и промысловые машины и механизмы.

Способ разработки нефтяного месторождения, включающий закачку биоцида в единичную или группу нагнетательных скважин и отбор нефти через эксплуатационные скважины с предварительным определением необходимых времени и объема биоцидного воздействия по формуле
V_б Q/24•t•q•f,
где V_б объем биоцидсодержащей жидкости, необходимый для подавления микрофлоры, м³;
Q объем воды, закачиваемой в сутки, м³/сут;
t время закачки, ч;
q содержание биоцида в жидкости, кг/м³;
f количество обработок в год,
отличающийся тем, что периодическую обработку нефтенасыщенного пласта биоцидом проводят во временных режимах и дозировке биоцидсодержащей жидкости, определенных по кинематическим параметрам процесса подавления микрофлоры биоцидом в пористой среде коллектора, причем для определения указанных кинематических параметров предварительно в лабораторных условиях образец пористой среды коллектора загрязняют микрофлорой путем фильтрации культуральной жидкости, соответствующей популяции бактерий месторождения, до стабилизации процесса закупорки пор образца, после чего фильтруют биоцид при постоянном перепаде давления, фиксируют его расход во времени и определяют кинематические константы процесса подавления микроорганизмов из зависимости

где V фиксируемый расход биоцида, мл;
V_о расход культуральной жидкости через образец пористой среды с максимальной степенью закупорки пор, мл;
K, n кинематические константы процесса подавления микроорганизмов в пористой среде, мин^- n и безразмерная соответственно;
τ - время биоцидного воздействия, мин,
соответственно время закачки биоцидсодержащей жидкости (ч) определяют по формуле

где N 3,1415926•R²•h•m/V₀•10^- 6;
R радиус воздействия биоцидной обработки скважины, м;
h эффективная мощность пласта, м;
m пористость,
и объем биоцидсодержащей жидкости с учетом найденного времени закачки.