СОСТАВ ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ Российский патент 1999 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам на основе биологических поверхностно-активных веществ для заводнения пластов с целью увеличения нефтеотдачи.

В настоящее время известны и широко используются для увеличения нефтеотдачи различные ПАВ биологического происхождения. Например, закачка водной дисперсии биоПАВ, приготовленной заранее на пункте приготовления, пат. США N 4811791, 165-246, 1989 г.; биоПАВ образованный в пласте в результате жизнедеятельности микроорганизмов, пат. США N 440908, 166-246, 1984. Недостатком известных биоПАВ является их низкая эмульгирующая активность по отношению к углеводородам.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является техническое решение, согласно которому для заводнения пластов нефтяных месторождений используют водные дисперсии биоПАВ, пат. ФРГ N 2805823, E 21 B 43/22, 1979 г.

В указанном решении в качестве биоПАВ используются гликолипиды, способные существенно снижать межфазное натяжение на границе вытесняющий агент - нефть, до значений 2,0 н/м. Однако водные дисперсии данных гликолипидов не обладают достаточной эмульгирующей активностью. Эмульсии, образуемые такими биоПАВ с нефтью (или углеводородами), быстро расслаиваются. Способность к образованию устойчивых эмульсий с нефтяной фазой имеет важное значение для целей увеличения нефтеотдачи.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности состава для вытеснения нефти за счет усиления эмульгирования нефти при упрощении приготовления.

Поставленная цель достигается тем, что состав для вытеснения нефти, представляющий собой водную дисперсию биологических поверхностно-активных веществ - биоПАВ содержит в качестве биоПАВ культуральную жидкость штамма Pseudomonas acruginosa S-7 при степени мицеллярного разведения водой до 250 раз - биореагент КШАС-М.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается за счет применения модифицированного биоПАВ КШАС-М и получением более высокой межфазной (на границе с нефтью) и эмульгирующей активности растворов биоПАВ при минимальном их содержании в растворах.

Увеличение нефтеотдачи при обработке реагентом КШАС-М происходит за счет увеличения коэффициента нефтеизвлечения, образования стойких микроэмульсий с нефтяной фазой при одновременном увеличении охвата пласта вследствие присутствия в товарной форме продуктов полисахаридов.

С целью повышения эмульгирующей активности конечного продукта (биоПАВ PS-7) проведено постоферментационное дозревание культуры PS-7. Создавались стационарные условия с ограниченным поступлением кислорода и повышением температуры. Количество биополимера повышается в условиях стационарной фазы, а следовательно эмульгирующие свойства культуры P-7 повышаются.

Отмечается повышение ее вязкости, а также увеличение показателя индекса эмульгирования E₂₄ с 60% в биоПАВ, выпускаемом на ТУ ОПР 39-5794688-008-91, до 80-85% с одновременным улучшением качества эмульсии. Установлено прямое влияние повышения температуры дозревания (до 60^oC) на сокращение стационарной стадии дозревания штамма Pseudomonas acruginosa S-7.

Кроме того, проведено постферментационное варьирование pH культуральной жидкости в диапазоне 1,5-7. При уменьшении значений pH наблюдается понижение показателей поверхностного и межфазного натяжения культуральной жидкости. Концентрационная характеристика - СМД - повышается от 100 (в прототипе) до 250 при pH 4-4,5. Использование пониженных значений pH среды благоприятно повлияло на стабильность биореагентов культуры Pseudomonas acruginosa S-7, что представляет большой интерес для хранения и транспортировки продукта.

Таким образом, модифицирован и усовершенствован технологический процесс производства биологического поверхностно-активного вещества: введены дополнительные стадии производства - подкисление, термообработка при постферментационном дозревании культуры бактерий RS-7 с последующей выдержкой в стационарных условиях с ограниченной аэрацией. В результате получен новый модифицированный биореагент с повышенным содержанием поверхностно-активных гликолипидов и экстрацеллюлярного полисахарида, что значительно увеличивает степень мицеллярного разведения (СМД), вязкость и эмульгирующую активность при длительном хранении при различных температурах. Наименование нового биореагента КШАС-М.

БиоПАВ КШАС-М выпускается на Башкирском Биохимкомбинате согласно опытно-промышленному регламенту по производству ТУ 9291-015-00479770-96.

Важной характеристикой биоПАВ является концентрация мицеллярного разведения (СМД - concentration micellar diluton). Этот параметр является мерой разведения культуральной жидкости до достижения значения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и служит определением относительной концентрации биоПАВ в культуральной жидкости микроорганизмов.

По физическому смыслу величина СМД определяет возможную степень разбавления биоПАВ водой без снижения поверхностно-активных свойств и является критерием в технологиях увеличения нефтеотдачи.

Для биоПАВ КШАС-М сохранение поверхностно-активных свойств эмульгирующей способности наблюдается в процессе последовательного разбавления водой до 250,0 раз.

Из результатов таблицы 1 следует, что состав для вытеснения нефти на основе водной дисперсии биоПАВ КШАС-М обладает необходимыми эмульгирующими свойствами при степени разведения товарной формы биоПАВ до 250,0 раз.

Поверхностное ( δ_s ) и межфазное натяжение ( δ_i ) определялись по методике Вильгельма с помощью платиновой пластинки.

Индекс эмульгирования E₂₄ определяли через 24 часа как величину отношения высоты эмульсионного слоя к общей высоте жидкости в измерительной пробирке и выражали в процентах. Для этого 5 мл биоПАВ КШАС-М и 4 мл нефти перемешивали с помощью гомогенизатора в течение 2 минут. В опытах использовалась нефть Новохазинской площади Арланского месторождения. Основные результаты исследований представлены в табл. 2.

Из данных табл. 2 видно, что эмульгирующая активность предлагаемого БиоПАВ-КШАС-М проявляется в присутствии биополимера-эмульгатора, представленного моносахаридами, т. е. после осаждения биополимера-эмульгатора индекс эмульгирования падает до 8% (опыт 4). В то же время после осаждения гликолипидов резко увеличивается поверхностное и межфазное натяжение.

Предлагаемый биоПАВ КШАС-М обладает одновременно высокой поверхностной и эмульгирующей активность.

БиоПАВ КШАС-М хорошо растворяется в пресной и минерализованной воде.

Лабораторные опыты по нефтевытеснению растворами биоПАВ КШАС и биоПАВ КШАС-М проводились на нефтенасыщенных кернах Арланского месторождения. Для вытеснения остаточной нефти использовали 1%-ный раствор биоПАВ КШАС разбавленный водой в 100 раз и 1%-ный раствор биоПАВ КШАС-М, разбавленный водой до 250,0 раз.

Результаты фильтрационных опытов представлены в табл. 3:
* - нефтенасыщенность пористой среды после вытеснения нефти водой до полного обводнения выходящих проб жидкости;
** - нефтенасыщенность пористой среды после доотмыва 1% раствором биоПАВ КШАС-М и КШАС.

БиоПАВ биодеградируемые, что исключает загрязнение окружающей среды. Метод прост и технологичен.

На основании проведенных лабораторных исследований и математического моделирования процесса вытеснения нефти из нефтенасыщенных пород пласта удельная технологическая эффективность от применения биоПАВ КШАС-М составила свыше 100 тн дополнительной нефти на одну тонну биоПАВ КШАС-М.

Состав для вытеснения нефти относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам на основе биологических поверхностно-активных веществ биоПАВ для заводнения пластов с целью увеличения нефтеотдачи. Техническим результатом является повышение эффективности вытеснения нефти за счет усиления эмульгирования при упрощении приготовления состава. Состав для вытеснения нефти - водная дисперсия биоПАВ содержит культуральную жидкость штамма Pseudomonas acruginosa S-7 при степени мицеллярного развития водной до 250 раз - реагент КШАС-М. Состав экологически безопасен, так как исключается загрязнение окружающей среды из-за биодеградируемости биоПАВ. 3 табл.

Состав для вытеснения нефти, представляющий собой водную дисперсию биологических поверхностно-активных веществ, отличающийся тем, что в качестве биологических поверхностно-активных веществ он содержит культуральную жидкость штамма Pseudomonas acruginosa S-7 со степенью мицеллярного разведения водой до 250 раз - биореагент КШАС-М.