СОСТАВ ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ИЗ НЕОДНОРОДНОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА Российский патент 1998 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для выравнивания проницаемости неоднородного нефтяного пласта и увеличения охвата пластов заводнением с целью повышения нефтеотдачи.

Известен состав для вытеснения нефти из неоднородного нефтяного пласта на основе водного раствора полиакриламида (ПАА) (1). Являясь высокомолекулярным загустителем, ПАА увеличивает вязкость воды, способствуя тем самым увеличению охвата пласта заводнением. Недостатком состава является неустойчивость ПАА к солям, содержащимся в пластовой воде, что резко снижает эффективность способа.

Наиболее близким аналогом к заявляемому составу является состав, включающий ПАА, воду и щелочной агент -карбонат или силикат, или гидроксид натрия (2). За счет реакции щелочного агента с солями пластовой воды происходит интенсивное осадкообразование и удаление солей, в результате удаляется сохранить дорогостоящий ПАА.

Оба известных состава имеют общий недостаток - использование дорогих реагентов: ПАА производится за рубежом, а потому дефицитен и дорог, а щелочные агенты, используемые в наиболее близком аналоге, являются целевыми реагентами.

Технической задачей заявленного изобретения является снижение материальных затрат за счет использования доступных и дешевых реагентов.

Указанная задача решается тем, что в составе для вытеснения нефти из неоднородного нефтяного пласта на основе высокомолекулярного соединения, воды и щелочного агента, в качестве высокомолекулярного соединения используют крахмал, в качестве щелочного агента - щелочной отход авиационных заводов и дополнительно соль алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. %: крахмал 0,5-1,0, щелочной отход авиационных заводов (в пересчете на гидроокись натрия) 1,2-1,8, соль алюминия - до доведения pH состава до 6-7, вода - остальное.

Удешевление состава достигается за счет использования в качестве высокомолекулярного соединения крахмала -воспроизводимого натурального продукта, вырабатываемого в мире в большом количестве - до 200 млн.т в год. В качестве щелочного агента предлагается использовать щелочной отход авиационных заводов с pH 13,5-13,7, содержащий алюминий в виде алюмината натрия.

Известно, что в щелочной среде при pH 13,2-13,3 крахмал клейстеризуется, т. е. образуется однородный вязкий гель. Использование в составе щелочного отхода позволяет создать необходимую щелочность, при которой происходит клейстеризация крахмала. Присутствие в этом отходе алюминия дает дополнительный положительный эффект: при нейтрализации полученного клейстера до pH 6-7 он увеличивает свою вязкость, т.к. происходит гидролиз алюминия с образованием нерастворимой в воде гидроокиси алюминия.

Как показали лабораторные испытания, использование в качестве щелочного агента щелочи не дает такого эффекта.

Еще более увеличивается вязкость полученного клейстера, если для нейтрализации использовать соль алюминия, например, сульфат, нитрат или хлорид алюминия. При этом образует осадок в виде гидроокиси также и алюминий, входящий в состав соли-нейтрализатора.

Соли алюминия также не являются дефицитными реагентами, они широко используются на водоочистных станциях в качестве коагулянтов при очистке воды.

Соль алюминия используют для доведения pH состава до 6-7 перед закачкой в пласт. В промысловых условиях состав готовят следующим образом. В емкость загружают последовательно расчетное количество воды и крахмала, перемешивают их до однородной дисперсии и добавляют расчетное количество щелочного отхода 1,2-1,8% в пересчете на щелочь. Контролируют pH состава, значение pH не должно быть ниже 13,0-13,3.

Через 15-20 мин, когда закончился процесс клейстеризации крахмала, нейтрализуют состав водным раствором соли алюминия. При этом, чтобы не произошло сильного разбавления состава, используют насыщенный раствор соли алюминия.

Нейтрализованный клейстер с помощью насосного агрегата заканчивают в пласт. В лабораторных условиях были испытаны свойства заявленного состава. При этом были использованы следующие материалы: 1) крахмал кукурузный (ГОСТ 7697-82); 2) ПАА марки DKS-ORPF-40; 3) щелочной отход производства Казанского авиационного завода им. Горбунова. Представляет собой бесцветную жидкость, без запаха, плотностью 1,073 г/см³, вязкостью 1,42 мПа • с, pH 13,7. Щелочность в пересчете на гидроокись натрия 3,6%, содержание алюминия 0,64%; 4) натрий углекислый Na₂CO₃ (ГОСТ 83-63); 5) жидкое стекло техническое - Na₂SiO₃ (ГОСТ 13078-70); 6) гидроокись натрия NaOH (ГОСТ 4238-66); 7) раствор сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ плотностью 1,3 г/см³, pH-1,44; 8) вода пластовая с содержанием солей 100 г/л.

Клейстеризованный крахмал готовили следующим образом: навеску крахмала 0,5-1,0 г помещали в стакан, приливали 50-75 мл воды, затем при перемешивании добавляли щелочной отход (25-50 мл) до установления pH 13,0-13,3. Время клейстеризации при pH 13,0-13,1 составляло 1,5-2,0 ч, при pH 13,15-13,20 оно равнялось 15-20 мин, при pH 13,25-13,30 клейстеризация происходила моментально. Полученный клейстер нейтрализовали добавлением раствора сернокислого алюминия, контролируя pH состава по pH-метру или универсальной лакмусовой бумаге. Расход раствора сернокислого алюминия составлял 50-75 мл на 1 л клейстеризованного крахмала. Вязкость полученных составов измеряли на вискозиметре Пинкевича при температуре 20+ 0,1^oC. Полученные результаты представлены в табл. 1. Как видно из приведенных данных, для клейстеризации крахмала такие щелочные агенты, как карбонат и силикат натрия, не подходят либо с ними не достигается pH клейстеризации крахмала. При использовании в качестве щелочного агента гидроокиси натрия клейстеризация происходит, однако после нейтрализации вязкость клейстера меньше, чем если для нейтрализации был использован щелочной отход. Таким образом, щелочной отход является лучшим щелочным агентом для клейстеризации крахмала с последующей нейтрализацией. Для подбора оптимальных концентраций компонентов состава были проведены исследования, результаты которых представлены в табл. 2, при этом стоимость составов подсчитана исходя из цен на 1.01.94 г.

Примечания.1. Для предлагаемых составов приводится вязкость после нейтрализации.Концетрация щелочного отхода дана в пересчете на гидроокись натрия.

Как видно из приведенных результатов, все испытанные заявленные составы по своей стоимости ниже известного в 2,5-4 раза. При этом оптимальными являются составы, содержащие 0,5-1,0% крахмала и 1,2-1,8% щелочного отхода в пересчете на гидроокись натрия (составы 3-5). Состав с более низким содержанием щелочного отхода не клейстеризуется, поскольку не достигается необходимое значение pH; состав с более высоким содержанием крахмала и щелочного отхода образует настолько вязкий гель, что его невозможно закачать в пласт.

Технико-экономические преимущества предлагаемого состава перед известным заключаются в использовании доступных и дешевых реагентов.

Источники информации.

1. Сургучев М. Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов.- М.:Недра, 1985, с. 16.

2. Патент СССР N 1477252 A3, кл. E 21 B 43/22, 30.04.89.

Состав для вытеснения нефти из неоднородного нефтяного пласта относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для выравнивания проницаемостей неоднородного нефтяного пласта. Состав для вытеснения нефти из неоднородного нефтяного пласта содержит, мас.%: в качестве высокомолекулярного соединения - крахмал 0,5 - 1,0, в качестве щелочного агента - щелочной отход авиационных заводов (в пересчете на гидроокись натрия) 1,2 - 1,8, дополнительно соль алюминия - до доведения pH состава до 6 - 7 и воду - остальное. Техническим результатом является снижение материальных затрат за счет использования доступных и дешевых реагентов.2 табл.

Состав для вытеснения нефти из неоднородного нефтяного пласта на основе высокомолекулярного соединения, воды и щелочного агента, отличающийся тем, что в качестве высокомолекулярного соединения используют крахмал, а в качестве щелочного агента - щелочной отход авиационных заводов и дополнительно соль алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%
Крахмал - 0,5 - 1,0
Щелочной отход авиационных заводов (в пересчете на гидроокись натрия) - 1,2 - 1,8
Соль алюминия - До доведения pH состава до 6 - 7
Вода - Остальноеп