СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФРОНТА ЗАВОДНЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2000 года по МПК E21B43/22 E21B43/32 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии.

Известен способ регулирования фронта заводнения неоднородного по проницаемости нефтяного пласта путем последовательной закачки глинистой суспензии с плотностью 1,02-1,08 г/см³, а вслед за ней раствора полимера. В качестве полимера используют эфир целлюлозы с концентрацией 1-3 мас. % (1).

Способ малоэффективен на месторождениях с трещиноватыми породами с высокой неоднородностью пластов, т.к. при осуществлении метода происходит только частичное отключение самых высокопроницаемых зон. Нефтеотдача залежи невелика.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования фронта заводнения нефтяных пластов посредством избирательно регулируемого потока жидкости через зоны коллектора с высокой проницаемостью. Для уменьшения проницаемости высокопроницаемых пластов в коллектор закачивают водный раствор водорастворимого полимера, затем водный раствор силиката щелочного металла (2).

Недостатком способа является низкая эффективность, особенно на поздней стадии разработки, т.к. в пористой среде водные растворы компонентов практически не перемешиваются и закачиваемые водные оторочки полимера и силиката щелочного металла работают без образования ассоциатов, что не создает эффективного сопротивления течению воды при последующем заводнении. В результате нефтеотдача залежи остается невысокой.

В изобретении решается задача увеличения нефтеотдачи залежи за счет повышения охвата вытеснением нефтенасыщенных пропластков, ранее не задействованных при разработке.

Задача решается тем, что в способе регулирования фронта заводнения нефтяных пластов, включающем отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и периодическую закачку через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину водных растворов полимера и силиката щелочного металла, согласно изобретению перед закачкой водных растворов полимера и силиката щелочного металла останавливают выбранную нагнетательную скважину и проводят технологическую выдержку для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления, водные растворы полимера и силиката щелочного металла перед закачкой смешивают с водой, имеющей минерализацию 15-180 г/л, смесь закачивают оторочками, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПА и более, в каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%. В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы.

Признаками изобретения являются:
1. Отбор нефти через добывающие скважины;
2. Закачка рабочего агента через нагнетательные скважины;
3. Периодическая закачка через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину водных растворов полимера и силиката щелочного металла;
4. Перед закачкой водных растворов полимера и силиката щелочного металла остановка выбранной нагнетательной скважины и проведение технологической выдержки для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления;
5. Смешение перед закачкой водного раствора полимера и силиката щелочного металла с водой, имеющей минерализацию 15-180 г/л;
6. Закачка смеси оторочками;
7. Переход от одной оторочки к другой с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа и более;
8. В каждой последующей оторочке уменьшение количества водорастворимого полимера и силиката щелочного металла;
9. Общее уменьшение количества водорастворимого полимера в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%;
10. Использование в качестве водорастворимого полимера полиакриламида или эфиров целлюлозы.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-9 являются существенными отличительными признаками изобретения, признак 10 является частным признаком изобретения.

Сущность изобретения
При разработке нефтяной залежи вырабатываются в основном высокопроницаемые зоны. Задача извлечения нефти из низкопроницаемых зон решается в данном изобретении. Задача решается следующей совокупностью действий.

При разработке нефтяной залежи производят отбор нефти через добывающие скважины и закачку рабочего агента через нагнетательные скважины. Периодически останавливают, по крайней мере, одну нагнетательную скважину и проводят технологическую выдержку для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления. Этим облегчается поступление в высокопроницаемые зоны пласта смеси закачиваемых компонентов. Закачивают через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину смесь водных растворов полимера и силиката щелочного металла с водой, имеющей минерализацию 15-180 г/л. Смесь закачивают оторочками. Переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа и более. В каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла. Общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%. Минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%.

При содержании в композиции полимера в количестве менее 0,001 мас.% происходит расслоение смеси. Увеличение содержания в композиции полимера более 0,1 мас.% нецелесообразно, т.к. не приводит к улучшению качества образующейся смеси. В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы. Перед смешением с остальными компонентами водорастворимый полимер растворяют в пресной воде до концентрации 0,1 - 1,0 мас.%.

В качестве силиката щелочного металла используют низкомодульное жидкое стекло, например, раствор силиката натрия в воде (товарная форма с плотностью 1,36-1,45 г/см³) с силикатным модулем от 2,0 до 6,5 и выше. Силикат натрия разбавляют в пресной воде до плотности раствора 1,18-1,20 г/см³. В смесях с содержанием силиката натрия менее 0,1 мас.% происходит образование недостаточного количества осадка, увеличение содержания силиката натрия более 10 мас. % нецелесообразно, т.к. приводит к образованию пастообразных труднозакачиваемых смесей.

В качестве минерализованной воды используют пластовые и сточные воды, используемые для заводнения продуктивных пластов и содержащие неорганические соли. Минерализация используемой воды составляет 15-180 г/л. Композиции, приготовленные на воде с минерализацией менее 15 г/л образуют малопрочные смеси, а с минерализацией более 180 г/л образуют пастообразные труднозакачиваемые смеси.

Свойства смесей регулируют концентрацией компонентов. Смеси являются вязкоупругими гетерогенными системами. Вязкоупругую систему закачивают в скважину насосными агрегатами. В продуктивном пласте вязкоупругая система фильтруется в высокопроницаемые обводненные зоны, в которых намывается в виде тампонов, отключающих от разработки эти зоны. Такие тампоны при высоких перепадах давления подвижны и могут двигаться по пласту, при низких - нет. В результате скорость фильтрации по высокообводненным зонам может уменьшиться до нуля и последующее заводнение подключит к разработке ранее не задействованные нефтяные зоны.

Способ осуществляют следующим образом.

Ведут отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента - через нагнетательные скважины. Периодически, по крайней мере, одну нагнетательную скважину останавливают и проводят технологическую выдержку для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления. Готовят водный раствор полиакриламида, водный раствор силиката щелочного металла и минерализованную воду. Водный раствор полиакриламида и водный раствор силиката щелочного металла готовят на пресной воде. Водный раствор полиакриламида готовят добавлением порошка полимера в воронку эжектора при непрерывной подаче воды на вход эжектора. Время приготовления раствора 1 час. Водный раствор силиката щелочного металла готовят перемешиванием в цистерне. Водный раствор полиакриламида, водный раствор силиката щелочного металла и минерализованную воду смешивают на устье скважины в эжекторе и сразу закачивают в скважину. Смесь закачивают оторочками. Переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа и более. В каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%. Смесь продавливают в пласт рабочим агентом, используемым при разработке.

Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Разрабатывают нефтяную залежь со следующими характеристиками: глубина залегания 1700 - 1900 м, мощность пластов 3 - 6 м, пластовое давление 15 МПа, пластовая температура 36^oC, пористость 18 - 22%, проницаемость 300 - 800 мДс, плотность нефти в поверхностных условиях 0,8 г/см³, вязкость нефти в поверхностных условиях 5 мПа•с. Отбирают нефть через 100 добывающих скважин и закачивают рабочий агент через 30 нагнетательных скважин. Для закачки смеси компонентов выбирают одну нагнетательную скважину. Скважина принимает 380 м³/сутки воды с минерализацией 100 г/л при давлении 6,0 МПа. Толщина пластов 4,6 м (два пропластка).

Скважину останавливают на 6 сут. Скважину промывают, спускают насосно-компрессорные трубы. К закачке подготовят раствор полиакриламида с концентрацией 0,375 мас. %, раствор силиката натрия с плотностью 1,18 г/см³ и минерализованную воду с минерализацией 100 г/л.

Смесь закачивают 2-мя оторочками в объеме по 1000 м³ каждая, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа. В каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,7 до 0,1 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 8 до 1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%.

Общая приемистость скважины после закачки смеси компонентов составляет 250 м³/сутки при давлении 7,0 МПа. Результаты исследований показывают, что произошло перераспределение закачиваемой воды по пластам. В результате работ обводненность ближайших добывающих скважин снизилась на 35%, а нефтеотдача залежи увеличилась на 0,4%.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Выбирают скважину, которая принимает 300 м³/сутки воды с минерализацией 180 г/л при давлении 6 МПа. Толщина перфорированной зоны 6 м (3 пропластка). Скважину останавливают на 10 сут. К закачке подготовят раствор полиакриламида с концентрацией 0,1 мас.%, раствор силиката натрия с плотностью 1,15 г/см³ и минерализованную воду с минерализацией 180 г/л. Смесь закачивают 10 оторочками в объеме по 500 м³ каждая, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа. В каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%.

Общая приемистость скважины после закачки смеси компонентов составляет 230 м³/сутки при давлении 11,2 МПа. Результаты исследований показывают, что произошло перераспределение закачиваемой воды по пластам. В результате работ обводненность ближайших добывающих скважин снизилась на 50%, а нефтеотдача залежи увеличилась на 0,5%.

Пример 3. Выполняют как пример 1. Выбирают скважину, которая принимает 600 м³/сутки воды с минерализацией 15 г/л при давлении 7 МПа. Толщина перфорированной зоны 5 м (2 пропластка). Скважину останавливают на 8 сут. К закачке подготовят раствор водорастворимых эфиров целлюлозы с концентрацией 0,2 мас. %, раствор силиката натрия с плотностью 1,15 г/см³ и воду с минерализацией 15 г/л. Смесь закачивают тремя оторочками в объеме по 700 м³ каждая, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 1,5 МПа. В каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,01 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 5 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%.

Общая приемистость скважины после закачки смеси компонентов составляет 300 м³/сутки при давлении 11,8 МПа. Результаты исследований показывают, что произошло перераспределение закачиваемой воды по пластам. В результате работ обводненность ближайших добывающих скважин снизилась на 45%, а нефтеотдача залежи увеличилась на 0,4%.

Применение предложенного способа позволит повысить нефтеотдачу залежи.

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:
1. Авторское свидетельство СССР N 1758217, кл. E 21 B 43/22, опубл. 1992 г.

2. Патент США N 4332297, кл. 166-270, E 21 B 43/22, опублик. 1982 г. - прототип.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии. В способе регулирования фронта заводнения нефтяных пластов производят отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины, периодически, по крайней мере, одну нагнетательную скважину останавливают и проводят технологическую выдержку для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления, водные растворы полимера и силиката щелочного металла перед закачкой смешивают с водой, имеющей минерализацию 15-180 г/л, смесь закачивают оторочками, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа и более, в каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%. В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы. Техническим результатом является увеличение нефтеотдачи залежи за счет повышения охвата вытеснением нефтенасыщенных пропластков, ранее не задействованных при разработке. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ регулирования фронта заводнения нефтяных пластов, включающий отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и периодическую закачку через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину водных растворов полимера и силиката щелочного металла, отличающийся тем, что перед закачкой водных растворов полимера и силиката щелочного металла останавливают выбранную нагнетательную скважину и проводят технологическую выдержку для восстановления в призабойной зоне скважины текущего пластового давления, перед закачкой водные растворы полимера и силиката щелочного металла смешивают с водой, имеющей минерализацию 15 - 180 г/л, смесь закачивают оторочками, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 0,5 МПа и более, в каждой последующей оторочке уменьшают количество водорастворимого полимера и силиката щелочного металла, при этом общее уменьшение количества водорастворимого полимера лежит в пределах от 0,1 до 0,001 мас.%, количества силиката щелочного металла - в пределах от 10 до 0,1 мас.%, минерализованная вода составляет остальное количество до 100 мас.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы.