СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ НЕОДНОРОДНОГО ПЛАСТА Российский патент 2000 года по МПК E21B33/138 E21B43/32 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования проницаемости пласта, применяемым для повышения нефтеотдачи неоднородных нефтяных пластов.

Известны составы для регулирования проницаемости пласта, основанные на применении силикатно-щелочных реагентов, водорастворимых полимеров, полимердисперсных систем и т.д ( Горбунов А.Т., Бученков Л.Н. Щелочное заводнение.- М.: Недра, 1989 , Поддубный Ю.А., Сазонова В.М. и др. Применение новых водоизолирующих материалов для ограничения притока вод в нефтяные скважины.- М.: ВНИИОЭНГ, сер. "Нефтепромысловое дело", 1977, 62 с., Кан В.А., Поддубный Ю.А. Гидрогели из растворов силиката натрия.- Нефт.хоз., 1984, N 10, с. 44-46).

Недостатком известных технических решений является недостаточная технологическая и экономическая эффективность.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является состав, содержащий гидроксид натрия и воду ( Горбунов А.Т., Бученков Л.Н. Щелочное заводнение.- М.: Недра, 1989, с. 52-53).

Недостатком его является недостаточная эффективность, связанная с малым объемом образующихся в пласте осадков.

Задачей изобретения является повышение эффективности обработки. Указанная задача решается заявляемым составом, содержащим, мас.%:
углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) - 0.3-7.5
пресная вода - остальное
Используемый углещелочной реагент (УЩР) является продуктом взаимодействия бурого угля с щелочью по известным методикам (Баранов В.С. Глинистые растворы для бурения скважин в осложненных условиях.- М.: Гостоптехиздат, 1955, 216 с., Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. М.: Недра, 1972, 392 с.). Возможно использование промышленно выпускаемого УЩР или готовить его непосредственно на промысле из бурого угля и щелочи. Состав готовят путем смешения УЩР и технической пресной воды.

Эффективность состава достигается следующим способом. УЩР содержит в своем составе гумат натрия, мелкодисперсные углистые и неорганические частицы. Поэтому растворы УЩР сочетают свойства коллоидного раствора и дисперсии. При фильтрации состава в пласте дисперсные частицы кольматируют крупные поры и трещины водопроводящих каналов и пропластков пласта. Кроме того, происходит сорбция дисперсных коллоидных частиц на поверхности пор, что также снижает проницаемость высокопроницаемых участков пласта. В низкопроницаемые участки пласта состав проникает значительно труднее, что связано с малыми размерами пор. Поэтому влияние состава на проницаемость низкопроницаемых пористых сред будет меньшим. В случае месторождений с минерализованными водами происходит внутрипластовое смешение состава с минерализованной водой, что приводит к потере седиментационной стабильности (коагуляция) коллоидного раствора гумата натрия в результате роста ионной силы. Коагуляция происходит под действием одно-, двух- и трехвалентных катионов. Осаждение гуминовых веществ приводит к образованию в пласте объемных и рыхлых осадков, что будет снижать проницаемость водопроводящих каналов.

Таким образом, в результате закачки в неоднородный пласт заявляемого состава будет происходить снижение проницаемости водопроводящих высокопроницаемых зон и пропластков, что способствует выравниванию фронта заводнения, снижению обводненности добываемой продукции, уменьшению непроизводительной закачки воды и вовлечению в разработку плохо дренированных участков пласта.

Состав для регулирования проницаемости пласта может быть применен на средней и поздней стадиях разработки нефтяных месторождений с неоднородными пластами, пресными или минерализованными закачиваемыми водами.

Эффективность состава определяют экспериментально по ниже описанным методикам. Результаты исследований приведены в табл. 1-5.

Пример 1
Исследование способности заявляемого состава регулировать проницаемость пористых сред исследовали на линейной, насыпной насыщенной пресной водой модели пласта с использованием реагента БРЕГ-1, полученного при взаимодействии бурого угля и едкого натрия (ТУ 258-004-20672718-93). Состав готовили путем растворения БРЕГ-1 в воде. Подготовку модели пласта к экспериментам проводили по общепринятым методикам. Эксперимент проводили при 20^oC и постоянной скорости фильтрации. Характеристика модели пласта и результаты эксперимента приведены в табл. 1 и 2.

Через модель пласта фильтровали пресную воду до стабилизации перепада давления. При этом измеряли исходную проницаемость модели пласта (k₁). Затем в модель закачивали оторочку состава и опять фильтровали пресную воду до стабилизации перепада давления. При этом измеряли конечную проницаемость модели пласта (k₂). Действие состава оценивали по изменению проницаемости модели пласта в результате фильтрации состава (k₁/k₂), а также по максимальному перепаду давления (ΔP_мак.) и степени роста перепада давления в ходе фильтрации или продавки оторочки состава через модель пласта (ΔP_мак./ΔP₁).
В ходе закачки состава и последующей фильтрации пресной воды происходит рост перепада давления и, следовательно, снижение проницаемости пористой среды. В ходе длительной фильтрации пресной воды часть УЩР проходит через модель пласта, что сопровождается некоторым снижением перепада давления. Однако длительная фильтрация пресной воды не приводит к восстановлению исходной проницаемости модели пласта, несмотря на хорошую растворимость УЩР в пресной воде.

Полученные данные показывают, что заявляемый состав может быть использован для регулирования проницаемости неоднородных пластов месторождений с пресными или низкоминерализованными закачиваемыми водами.

Пример 2
В фильтрационных экспериментах применяли линейные насыпные модели пласта Уршакского месторождения. Подготовку моделей пласта к экспериментам проводили по общепринятым методикам с использованием минерализованной воды Уршакского месторождения (плотность 1132 кг/м³). Эксперимент проводили при 20^oC и постоянной скорости фильтрации. Характеристика моделей пласта и результаты экспериментов приведены в табл. 1 и 3.

Через модель пласта фильтровали минерализованную воду Уршакского месторождения до стабилизации перепада давления. При этом измеряли исходную проницаемость модели пласта (k₁). Затем в модель последовательно закачивали буфер пресной воды (0.08 - 0.10 поровых объемов (PV)), оторочку состава (0.40 - 0.43 PV), опять буфер пресной воды (0.08 - 0.10 PV) и оторочку минерализованной воды (0.40 - 0.43 PV). Затем модель выдерживали при комнатной температуре в течение 3.5 - 3.75 суток, что необходимо для завершения процессов образования и старения осадков. После чего через модель фильтровали минерализованную воду до стабилизации перепада давления. При этом измеряли конечную проницаемость модели пласта (k₂).

Данные табл. 1 и 3 показывают, что степень снижения проницаемости модели пласта (k₁/k₂) увеличивается по мере роста начальной проницаемости (k₁). Так в опыте N2 при k₁ = 9.27 мкм² после закачки 0.43 PV состава k₁/k₂ равно 13, а в опыте N6 при k₁ = 0.123 мкм² после закачки 0.41 PV состава k₁/k₂ = 3.64. Следует также отметить, что максимальный рост давления при закачке или продавке состава наблюдается в низкопроницаемых моделях пласта. Так в опыте N2 при k₁ = 9.27 мкм² после закачки 0.43 PV состава ΔP_мак. и ΔP_мак./ΔP₁, соответственно, равны 0.00368 МПа и 8.0, а в опыте N6 при k₁ = 0.123 мкм² после закачки 0.41 PV состава ΔP_мак. и ΔP_мак./ΔP₁, соответственно, равно 3.1 МПа и 87. Следует также отметить, что прорыва УЩР через модель пласта в опытах N2-6 (с минерализованной водой) не наблюдалось.

Пример 3
Исследование проводили на примере Арланского и Уршакского месторождений. В мерных пробирках в различных объемных соотношениях смешивали состав и минерализованную воду, что моделировало процесс их смешения в пласте. Объем образующегося осадка измеряли визуально. Осадки выдерживали до прекращения изменения объема. Процесс старения осадков в основном завершался за 4-7 суток при 20^oC. Осадкообразующее действие состава определяли по отношению объема состаренного осадка (V_ос.) к общему объему смешанных растворов гумата натрия и осадителя (V_об.):
α = (V_ос./V_об.)•100%,
где α - объемная доля состаренного осадка от общего объема, %.

Данные эксперимента приведены в табл. 4. Полученные данные показывают, что при смешении состава с минерализованной водой происходит образование значительных объемов осадка. Объем осадка и его плотность увеличивается по мере роста концентрации УЩР в растворе.

Полученные данные показывают возможность эффективного применения состава для регулирования проницаемости пласта месторождений с минерализованными пластовыми и закачиваемыми водами.

Пример 4
Исследование проводили для случая месторождений с высокими пластовыми температурами и пресными закачиваемыми водами. Для приготовления состава использовали реагент БРЕГ-1. Методика эксперимента описана в примере 3. Состав смешивали в различных объемных соотношениях с растворами солей двух- и трехвалентных металлов и помещали в предварительно прогретый термостат. Старение осадков завершалось за 2-5 часов при 80^oC. Результаты эксперимента приведены в табл. 5.

Данные табл. 5 показывают, что растворы солей двух- и трехвалентных металлов могут эффективно осаждать гуминовые вещества с образованием объемных рыхлых осадков. Последовательной закачкой оторочки состава и раствора солей двух- или трехвалентных металлов можно регулировать удаление области осадкообразования от забоя скважины.

Полученные данные подтверждают высокую эффективность заявляемого состава. Применение способа в нефтедобывающей промышленности позволит:
- повысить эффективность извлечения нефти из неоднородных коллекторов;
- уменьшить обводненность добываемой продукции и непроизводительную закачку воды;
- снизить затраты на водоизоляционные работы;
- улучшить охрану окружающей среды.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования проницаемости пласта, применяемым для повышения нефтеотдачи неоднородных нефтяных пластов. Состав содержит: углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) 0,3-7,5 мас.%, вода - остальное. Технический результат - повышение эффективности обработки, выравнивание фронта заводнения, уменьшение непроизводительной закачки воды. 5 табл.

Состав для регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающий щелочной реагент и воду, отличающийся тем, что в качестве щелочного реагента он содержит углещелочной реагент при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) - 0,3-7,5
Пресная вода - Остальное