СОСТАВ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНОЙ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ Российский патент 2001 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки и проницаемости неоднородных пластов.

Известны составы для регулирования разработки пластов, основанные на использовании силикатно-щелочных реагентов, водорастворимых полимеров, полимер-дисперсных систем и т.д. (Е.Н.Сафонов, Р.Х. Алмаев. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкортостана. - Уфа: РИЦ АНК "Башнефть", 1997, 247 с., А.Т.Горбунов, Л.Н.Бученков. Щелочное заводнение. - М.: Недра, 1989, 167 с.).

Недостатками известных технических решений является недостаточная технологическая и экономическая эффективность.

Известен способ борьбы с уходом циркуляции в буровых скважинах (а.с. СССР N 91392 МПК⁶ E 21 B 33/138), который осуществляется путем последовательной закачки порции глинистого раствора, содержащего 20 - 25% углещелочного или торфощелочного реагента и дополнительно обработанного 10 - 12% жидкого стекла плотностью 1,4 - 1,45 г/см³, разделительной жидкости (глинистого раствора) и второй порции глинистого раствора, содержащего 20 - 25% углещелочного или торфощелочного реагента и дополнительно обработанного 4% хлористого натрия или кальция ("Методы изоляции пластов при бурении и эсплуатации скважин" (Обзор иностранных патентов) - М.: ВНИИОЭНГ, 1972, с. 48). Недостатком его является недостаточная технологическая и экономическая эффективность, связанная с малой глубиной проникновения реагентов в пласт и их высокой концентрацией.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является состав для регулирования проницаемости пласта и изоляции водопритоков (патент РФ N 2097539 МПК⁶ E 21 B 43/22), содержащий жидкое стекло и отработанный каустик мокрых процессов газоочистки.

Недостатком его является недостаточная эффективность при применении в условиях высокоприницаемых коллекторов, связанная с подвижностью образующихся в пласте осадков и гелей.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет усиления способности состава снижать проницаемость пористых сред.

Указанная задача решается заявляемым составом для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи, содержащим жидкое стекло и щелочной компонент, причем в качестве щелочного компонента используется углещелочной реагент (УЩР), и дополнительно воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло (в пересчете на силикат натрия) - 0,3 - 5,0
углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) - 0,3 - 5,0
вода - остальное.

Для приготовления состава используют порошкообразный пастообразный или жидкий УЩР и техническое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81). УЩР представляет собой продукт взаимодействия гуминовых веществ бурого угля с щелочами, получаемый по известным методикам. Возможно использование промышленно выпускаемого УЩР или получение его из бурого угля и гидроксида натрия непосредственно в промысловых условиях.

Используемый для этого бурый уголь должен содержать не менее 30% гуминовых веществ (на сухое вещество).

В качестве воды может быть использована техническая пресная вода из поверхностных пресных источников или артезианских скважин.

Состав готовят путем смешения УЩР, жидкого стекла и пресной воды.

Эффективность достигается следующим способом. Взаимодействие силиката натрия с УЩР приводит к формированию силикатно-гуминовых комплексов. При смешении в пласте состава с минерализованными водами или специально закаченными оторочками растворов солей двух- и трехвалентных металлов происходит коагуляция силикатно-гуматных комплексов, что приводит к образованию гелей и гелеобразных осадков, снижающих проницаемость обводненных высокопроницаемых зон и пропластков. Совместное осаждение силикатов и гуминовых веществ приводит к образованию более плотных гелей, чем гелей из состава-прототипа, предотвращает разрушение гелеобразных структур из-за образования кристаллических силикатов кальция и магния. Применение заявляемого состава будет способствовать выравниванию фронта заводнения, вытеснению остаточной нефти, снижению обводненности продукции, уменьшению непроизводительной закачки воды и вовлечению в разработку плохо дренированных участков пласта.

Состав для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи может быть применен на средней и поздней стадиях разработки нефтяных месторождений с неоднородными пластами.

Эффективность заявляемого состава определяют экспериментально по ниже описанным методикам. Результаты исследований приведены в табл. 1 - 3.

Пример 1.

Первоначально исследовали геле- и осадкообразование при смешении состава с минерализованной водой. Исследование проводили на примере Арланского месторождения. В эксперименте использовали минерализованную воду плотностью 1117 кг/м³, пастообразный углещелочной реагент БРЕГ-1 (ТУ 2458-004-20672718-97) и техническое жидкое стекло (плотность при 20^oC - 1386 мг/м³), содержание силиката натрия - 37%, силикатный модуль - 2,9). Согласно ТУ БРЕГ-1 содержит 30% основного вещества).

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 и гели выдерживали до прекращения изменения объема. Процесс старения осадков в основном завершался за 4 - 7 суток при 20^oC. Осадко- и гелеобразующее действие состава определяли по отношению объема состаренного осадка (V_ос.) к общему объему смешанных состава и осадителя (V_об.):
α = (V_ос/V_об)·100%,
где α - объемная доля состаренного осадка от общего объема в %. Данные эксперимента приведены в табл. 1 - 3.

Полученные данные показывают, что при смешении состава с минерализованными водами происходит образование значительных объемов гелей и гелеобразных осадков, что указывает на способность состава эффективно снижать проницаемость промытых водопроводящих зон и пропластков. Объем и плотность гелей и осадков увеличивается по мере роста концентрации УЩР и силиката натрия в растворе.

Пример 2.

Исследование способности заявляемого состава регулировать (снижать) проницаемость водопроводящих каналов пласта испытывали на водонасыщенных моделях пласта Арланского месторождения. Подготовка модели включала набивку корпуса модели кварцевым песком и насыщение минерализованной водой. В ходе фильтрационных опытов через керны фильтровали минерализованную воду до стабилизации перепада давления (ΔP), затем состав и опять минерализованную воду до стабилизации ΔP. Действие состава оценивали по изменению фильтрационного сопротивления модели пласта:

где R_сопр. - фактор сопротивления, ΔP₁- перепад давления при первоначальной фильтрации воды, ΔP_tи Q_t- текущие перепад давления и скорость фильтрации, Q₁ - средняя скорость фильтрации. В случае установившейся фильтрации:
R_сопр. = R_ост. = k₁/k₂,
где R_ост. - остаточное фильтрационное сопротивление, k₁, k₂ - проницаемость кернов по воде до и после воздействия. Характеристика моделей пласта и результаты экспериментов приведены в табл. 3.

Данные табл. 3 показывают, что заявляемый состав способен значительно в большей степени снижать проницаемость пористых сред, чем прототип. Остаточный фактор сопротивления при использовании заявляемого состава в 4,1 - 6,3 раза выше, чем у прототипа.

Существенно меньшая эффективность прототипа по сравнению с заявляемым составом объясняется неустойчивостью гелей и осадков. В случае прототипа в ходе фильтрации воды наблюдается вынос частиц гелей и осадков из пористой среды. В случае заявляемого состава на выходе из модели практически не наблюдается прорыва гелеобразующего раствора.

Таким образом, полученные данные показывают возможность эффективного применения состава для регулирования проницаемости пласта на месторождениях с неоднородными коллекторами. Меняя концентрацию УЩР и силиката натрия, можно регулировать свойства состава.

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

Состав относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки и проницаемости неоднородных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности за счет усиления способности состава снижать проницаемость пористых сред. Состав для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи содержит, мас.%: жидкое стекло (в пересчете на силикат натрия) 0,3-5,0, щелочной компонент - углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) 0,3-5,0, вода остальное. 3 табл.

Состав для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи, включающий жидкое стекло и щелочной компонент, отличающийся тем, что в качестве щелочного компонента он содержит углещелочной реагент и дополниельно воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло (в пересчете на силикат натрия) - 0,3 - 5,0
Углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) - 0,3 - 5,0
Вода - Остальное