СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 1999 года по МПК E21B43/22 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки нефтяных месторождений, и может быть использовано для изоляции водопритока к нефтяным скважинам, а также для изменения фильтрационных характеристик неоднородных пластов.

Известны способы изоляции пластовых вод в нефтяных скважинах, осуществляемые заполнением пор пласта различными химическими реагентами, тампонирующими веществами и волокнисто-дисперсными наполнителями.

Известен состав для изоляции пластовых вод на основе химических реагентов, включающий фуриловый спирт, формальдегид, мочевину и газообразный катализатор, например хлористый водород (пат. США 3393739, 1968 г.). В результате химической реакции происходит отверждение состава в призабойной зоне.

Недостатком данного состава является неравномерность его отверждения в призабойной зоне, большая трудоемкость и малая эффективность применения.

Известны тампонажные составы для регулирования разработки нефтяных месторождений на основе цемента (Каримов Н.Х. и др. Разработка рецептуры и применение расширяющихся тампонажных цементов. Обзорная информация, сер. "Бурение", М. , ВНИИОЭНГ, 1980 г), или на основе фенолформальдегидных смол (ав. св. СССР 1661368, 1991 г.) и сланцевых алкилрезорциновых смол (ав.св. СССР 1689588, 1991 г.).

Общим недостатком этих составов является то, что используемые тампонирующие вещества неселективны. Это приводит к тому, что при попадании их в нефтенасыщенную часть пласта происходит закупорка пор и ухудшение коллекторских свойств как водонасыщенной, так и нефтенасыщенной частей.

Известны составы на основе водных растворов полимеров и волокнисто-дисперсных наполнителей. В качестве волокнисто-дисперсных наполнителей используют древесную муку (пат. РФ NN 2057914, 1996 г. и 2071555, 1997 г.), мел (ав.св. СССР 1044768, 1981 г.), песок, глинопорошок, известковый порошок (пат. РФ NN 2090746, 1997 г. и 2065945, 1996 г.), резиновую крошку (пат. РФ 2085714, 1997 г.), золу (пат. РФ 1773101, 1990 г.).

В качестве полимеров используют полиакриламид, полиоксиэтилен, карбоксиметилцеллюлозу (пат. РФ 2071555) и полисахариды, продуцируемые микроорганизмами (ав.св. СССР NN 1617133, 1988 г. и 1713920, 1989 г.).

Основным недостатком известных составов является использование достаточно большого количества ингредиентов, их неэффективность при использовании в неоднородных по проницаемости пластах.

Наиболее близким к предлагаемому составу является состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, в частности для изоляционных работ в нефтяных скважинах, включающий экзополисахарид, продуцируемый штаммом бактерий Azоtobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, тампонирующую добавку на основе синтетических смол и воду (пат. РФ 2073788).

Данный состав лишен известных и перечисленных выше недостатков, но тем не менее фильтрационное сопротивление не достаточно высокое в промытых и трещенных зонах неоднородного пласта, невысокий коэффициент нефтеотдачи.

Цель данного изобретения - повышение фильтрационного сопротивления, снижение себестоимости состава за счет использования дешевого сырья и изменения профиля приемистости за счет селективности предлагаемого состава.

Поставленная цель достигается за счет использования в качестве тампонирующей добавки пластикового наполнителя на основе бумаги, пропитанной аминоформальдегидной и фенолформальдегидной смолами при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Экзополисахарид - 0,001 - 0,5
Пластиковый наполнитель - 5 - 10
Вода - Остальное
Пластиковый наполнитель представляет собой порошковый материал, полученный сухим измельчением нелицевой поверхности декоративного бумажно-слоистого пластика, изготавливаемого на основе бумаги, пропитанной аминоформальдегидными и фенолформальдегидными смолами. Наполнитель имеет следующие показатели:
- гранулометрический состав, фракция размером 0 - 0,25 мм, не менее 99%
- массовая доля влаги и летучих веществ, не более 3,5%
- массовая доля посторонних включений, не более 1,0%.

Пластиковый наполнитель выпускается на ОАО "Мосстройпластмасс" по ТУ 6-19-181-150-88.

Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений готовят следующим образом.

В водный раствор экзополисахарида, продуцируемого указанным штаммом, при постоянном механическом перемешивании добавляют расчетное количество пластикового наполнителя.

При приготовлении состава образуется пространственно-сшитая сетка из макромолекул экзополисахарида. Пластиковый наполнитель является активным наполнителем, вступает в межмолкулярное физическое взаимодействие с полимером с образованием водородных связей и за счет физических сил. Вследствие того что время набухания наполнителя в воде меньше времени гелеобразования, полученная сшитая система лишена внутренних перенапряжений в своей структуре и обладает повышенными структурно-механическими свойствами. Это позволяет эффективно использовать ее в технологических процессах, направленных для регулирования разработки нефтяных месторождений.

При закачивании раствора в пласт он поступает в основном в высокопроницаемые обводненные зоны и внедряется в пласты кроме горизонтального направления и в вертикальном направлении, т.е. поперек напластования, что способствует повышению охвата пластов.

Пластиковый наполнитель после взаимодействия с экзополисахаридом, продуцируемым указанным штаммом, приобретя упругие свойства, будет защемляться в трещинах. Вследствие этого выноса его в скважину не будет, что обеспечит надежную изоляцию пропластков.

Одновременно с увеличением охвата пластов заводнением будет выравниваться и профиль приемистости, а следовательно, и увеличиваться нефтеотдача.

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления состава и его использования на промысле, смоделированном на лабораторной установке.

Пример 1.

В химический стакан, снабженный мешалкой, помещают требуемое количество экзополисахарида, продуцируемого штаммом Azotobacter vinelandi (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, и добавляют воду. Затем после полного растворения экзополисахарида добавляют расчетное количество порошка пластикового наполнителя. Состав перемешивают в течение индукционного периода гелеобразования с целью сохранения его седиментационной устойчивости. После этого состав переливают в измерительное устройство прибора "Реогель-001" и выдерживают 24 часа для полного завершения процесса желирования. Оценку структурно-механических свойств заявляемого состава и состава по прототипу проводят в лабораторных условиях по следующим показателям:
1 - напряжение сдвига при скорости сдвига 1 с^-1, Н/м²,
2 - модуль упругости при сдвиге, Н/м².

Составы и их структурно-механические свойства приведены в табл. 1.

Как видно из данных, приведенных в табл.1, заявляемый состав обладает высокими структурно-механическими свойствами.

Пример 2.

Эффективность заявляемого состава определяли в лабораторных условиях по коэффициенту нефтеотдачи и остаточному фактору сопротивления. Исследования проводили на модели неоднородного пласта. Неоднородный пласт моделировали параллельным соединением двух разнопроницаемых пропластков, подключенных к одной напорной линии, представляющих собой металлические колонки, заполненные пористой средой. Длинна колонок 1 м, диаметр 3,3•10^-2 м. Для создания в пористой среде связанной воды и начальной нефтенасыщенности модели насыщали пластовой водой после предварительного вакуумирования. Затем пластовую воду замещали нефтью. Далее проводили вытеснение нефти до полной обводненности продукции и стабилизации скорости фильтрации.

В модуль пласта закачивали водные растворы составов 1, 2, 3, 4 (прототип). В табл. 2 приведены результаты исследований.

Предлагается состав, включающий экзополисахарид штамма Azotobacter vinelandii (Lipman)ФЧ-1ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, тампонирующую добавку и воду. В качестве тампонирующей добавки содержится пластиковый наполнитель на основе бумаги, пропитанной аминоформальдегидной и фенолформальдегидной смолами. Соотношение компонентов, мас. %:
Экзополисахарид - 0,001-0,5
Пластиковый наполнитель - 5-10
Вода - Остальное
Состав позволяет повысить фильтрационное сопротивление неоднородных пластов, изменить профиль приемистости и повысить нефтеотдачу пластов. 2 табл.

Состав для регулирования разработки нефтяных месторождений, включающий экзополисахарид, продуцируемый штаммом бактерий Azotobacter vinelandii (Lipman) ФЧ-1 ВКПМ В-5933 в виде культуральной жидкости, тампонирующую добавку на основе синтетических смол и воду, отличающийся тем, что в качестве тампонирующей добавки используют пластиковый наполнитель на основе бумаги, пропитанной аминоформальдегидной и фенолформальдегидной смолами, при следующем соотношением компонентов, мас.%:
Экзополисахарид - 0,001 - 0,5
Пластиковый наполнитель - 5 - 10
Вода - Остальное