СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННОГО НЕОДНОРОДНОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА Российский патент 2001 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта.

Известен способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий последовательно чередующуюся закачку в пласт водного раствора частично гидролизованного полиакриламида и глинистой суспензии (см. "Инструкцию по применению полиакриламида с глинистой суспензией в обводненных скважинах для увеличения добычи нефти и ограничения притока вод". РД 39-5765678-213-87Р, 1987 г. Министерство нефтяной промышленности).

Недостатком известного способа является низкая эффективность вследствие размыва образующегося изолирующего материала закачиваемой водой.

Известен способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий последовательно чередующуюся закачку в пласт водной суспензии древесной муки и глинистой суспензии (см. патент РФ N 2062867, кл. E 21 B 43/22, 1996 г.).

Известный способ недостаточно эффективен в трещиновато-поровых коллекторах вследствие быстрого размыва образующегося изолирующего материала закачиваемой водой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку водных суспензий древесной муки и глины последовательно или одновременно или закачку водной суспензии древесной муки и глины, причем закачку осуществляют при давлении, меньшем давления раскрытия и образования трещин, и при скорости водных суспензий, большей скорости оседания древесной муки и глины, и ориентации волокон древесной муки в направлении потока суспензии (см. патент РФ N 2116439, МКИ E 21 B 43/22, публ. 1998 г.).

Недостатком способа является недостаточная эффективность при разработке трещиновато-поровых коллекторов.

Задачей изобретения является создание более эффективного способа разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающем закачку в нагнетательную скважину последовательно или одновременно водных суспензий древесной муки и глины, или закачку водной суспензии древесной муки и глины, или водной суспензии древесной муки при давлении, меньшем давления образования трещин, при скорости водных суспензий, большей скорости оседания частиц древесной муки и глины, и при ориентации волокон древесной муки в направлении потока суспензии, отбор нефти из добывающих скважин, берут смесь древесной муки лиственных и хвойных пород или древесную муку лиственных пород с размерами частиц, имеющих соотношение длины и диаметра (3-20):1 соответственно, причем закачку суспензий ведут при соотношении коэффициентов приемистости высоко- и низкопроницаемых зон пласта, равном (1,3-11,0):1 соответственно.

Древесная мука - продукт сухого измельчения древесины хвойных и лиственных пород. ГОСТ 16361-87.

Для приготовления глинистой суспензии или смеси глины и древесной муки используют глинопорошок по ОСТ 39-202-816, ТУ 39-043-74. Закачку водных суспензий древесной муки и глины осуществляют при условии
Кт / Кн ≅ 4
где Кт - текущий коэффициент приемистости (отношение величины текущей приемистости к текущему давлению на устье скважины);
Кн - начальный коэффициент приемистости (отношение величины начальной приемистости к давлению, при котором скорости закачки водных суспензий превышают скорости оседания дисперсных частиц древесной муки и глины и составляют соответственно более 0,7 м/с и 0,5 м/с).

На основании промысловых экспериментов установлено, что при увеличении Кт скважины в 4 и более раз по сравнению с Кн происходит раскрытие и образование трещин. Поэтому закачку водных суспензий древесной муки и глины проводят при давлении, меньшем давления образования трещин, что способствует проникновению их только в промытые водой зоны пласта. В случае закачки водных суспензий при давлении, когда образуются трещины, происходит попадание их в трещины, не достигая промытых зон пласта, что ведет к большому расходу закачиваемых реагентов и быстрому обводнению продукции добывающих скважин.

Закачка водных суспензий при скорости, большей скорости оседания древесной муки не менее 0,7 м/с и глины не менее 0,5 м/с, и ориентации волокон древесной муки в направлении потока суспензий приводит к более глубокому их проникновению в пласт.

Использование в заявляемой технологии для приготовления суспензии древесной муки из смеси хвойных и лиственных пород или лиственных пород позволяет получить более прочный и стойкий к размыву изолирующий материал за счет физического взаимодействия частиц древесной муки хвойных пород, порового пространства и глины, имеющих отрицательный заряд, с частицами древесной муки лиственных пород, имеющих положительный заряд. В результате чего при достижении закачиваемыми реагентами промытых зон пласта в них происходит двойной эффект сшивки частиц древесной муки между собой, глиной и с поровым пространством.

Полученный в пласте изолирующий материал увеличивает фильтрационное сопротивление в высокопроницаемых зонах пласта, приводящее к перераспределению фильтрационных потоков с подключением в активную разработку слабодренируемых и не охваченных воздействием зон пласта.

Эффективность применения предлагаемого способа при разработке обводненных неоднородных нефтяных пластов зависит от соотношения размеров волокон древесной муки - длины и диаметра. При соотношении длины и диаметра, равном (3,0-20,0): 1, волокна древесной муки имеют оптимальные размеры, позволяющие им проникать в поровое пространство на значительное расстояние и образовывать изолирующую систему в наиболее промытых зонах пласта.

При обработке пласта существенным фактором является соотношение коэффициентов приемистости высоко- и низкопроницаемых зон пласта. Соотношение коэффициентов приемистости высоко- и низкопроницаемых зон пласта, равное (1,3-11,0): 1 соответственно, является наиболее оптимальным при применении заявленного способа.

Анализ известных решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего данной совокупностью признаков и наличием заявленного эффекта, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать высокоэффективный способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта с использованием дешевых реагентов.

Способ в промысловых условиях осуществляют следующим образом.

На выбранном участке неоднородного по проницаемости пласта проводят закачку через нагнетательную скважину водных суспензий древесной муки и глины одновременно или последовательно или водной суспензии древесной муки и глины при массовом соотношении древесной муки и глины 1:(0,1-500), или водной суспензии древесной муки. При закачке используют водную суспензию древесной муки 0,2 - 1,0%-ной концентрации, а суспензию глины - 3,0-8,0%-ной концентрации, которые готовят непосредственно перед закачкой. Количество закачиваемых водных суспензий и их концентрацию рассчитывают исходя их приемистости пласта. Закачку водных суспензий проводят в 1-10 циклов. После каждого цикла закачки нагнетают в пласт воду в объеме 3-10 м³. При закачке суспензии из древесной муки лиственных и хвойных пород соотношение древесной муки лиственных и хвойных пород составляет (1:90) - (90:1) соответственно.

Определение электрокинетического потенциала поверхности частиц древесной муки хвойных и лиственных пород древесины, глины и стенок перового пространства проводят с использованием прибора лазердзетометра фирмы Карла Цейса Иена (ГДР).

В таблице 1 приведены полученные результаты.

Как видно из таблицы 1, частицы древесной муки хвойных пород, глины и поверхность пор пласта имеют отрицательный заряд, а древесная мука лиственных пород - положительный заряд.

Зависимость эффективности технологии от использования древесной муки разных пород, от соотношения размеров частиц древесной муки и соотношения между высоко- и низкопроницаемыми зонами пласта представлены в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, эффективность технологии зависит от размеров частиц применяемой древесной муки и соотношения коэффициентов проницаемости высоко- и низкопроницаемых зон пласта.

В связи с этим, при закачке древесной муки лиственных пород или смеси лиственных и хвойных пород и глины за счет дополнительных сил электростатического взаимодействия между частицами древесной муки, глины и стенками пор пласта образуется более стойкий к размыву изолирующий материал. В результате повышения стойкости к размыву изолирующего материала увеличивается эффективность технологии.

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры использования способа в промысловых условиях. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Пример 1. Опытный участок состоит из одной нагнетательной и трех добывающих скважин. Средняя нефтенасыщенная толщина пласта составляет 5 м, приемистость нагнетательной скважины до обработки 480 м³/сут при давлении 105 атм на устье скважины. Обводненность добываемой продукции - 95%.

В нагнетательную скважину со скоростью 0,9 м/с закачивают водную суспензию древесной муки смеси из хвойных и лиственных пород концентрацией 0,3% в общем объеме 1000 м³.

В конце закачки давление возросло до 125 атм при приемистости скважины 313 м³/сут. За 9 месяцев дополнительно добыто 1500 т нефти (см. табл. 2, пример 1).

Пример 2. Опытный участок состоит из одной нагнетательной и пяти добывающих скважин. Средняя нефтенасыщенная толщина пласта составляет 3-4 м. Приемистость нагнетательной скважины до обработки 350 м³/сут при давлении 90 атм на устье скважины. Обводненность добываемой продукции - 91%.

В нагнетательную скважину одновременно закачивают 50 м³ 0,5% водной суспензии древесной муки лиственных пород, потом 50 м³ 0,4% водной суспензии древесной муки хвойных пород, а затем 100 м³ 4% водной суспензии глины. Скорость закачки водных суспензий древесной муки и глины составляла 0,8 и 0,6 м/с соответственно. Указанный цикл повторяют 5 раз. В конце обработки приемистость нагнетательной скважины составила 240 м³/сут при давлении 115 атм. Дополнительная добыча нефти составила 4000 т нефти (см. табл. 2, пример 2).

Пример 3. Участок состоит из нагнетательной и добывающей скважин. Нефтенасыщенная толщина пласта составляет 3 м. Нагнетательная скважина принимает 320 м³/сут при давлении 105 атм. Обводненность добываемой продукции составляет 93%. В нагнетательную скважину последовательно закачали 50 м³ 0,4% водной суспензии древесной муки лиственных пород концентрацией, потом 50 м³ 0,2% водной суспензии хвойных пород, а затем 100 м³ 8,0% водной суспензии глины. Скорость закачки водных суспензий древесной муки и глины составляла 1,0 и 0,9 м/с соответственно. Указанный цикл повторили 6 раз. Приемистость нагнетательной скважины после обработки составила 240 м³/сут при давлении 130 атм. Дополнительно добыто 850 т нефти (см табл. 2, пример 3).

Пример 4. В опытный участок входит одна нагнетательная и три добывающих скважины. Нагнетательная скважина принимает 420 м³/сут при давлении 100 атм. Добывающие скважины имеют обводненность 92, 95 и 98% соответственно. В нагнетательную скважину со скоростью 0,8 м/с закачали 900 м³/сут 0,2% водной суспензии древесной муки лиственных пород.

Приемистость скважины уменьшилась в 2 раза и составила 220 м³/сут при давлении 105 атм. Дополнительно добыто 5600 т нефти (см. табл. 2, пример 4).

Пример 5. В нагнетательную скважину закачано 120 м³ 1% водной суспензии древесной муки лиственной породы и 100 м³ 3% глинистой суспензии. Закачку водных суспензий древесной муки и глинопорошка производили со скоростью 1,2 и 0,9 м/с соответственно. Указанный цикл повторили 5 раз. В результате обработки нагнетательной скважины приемистость снизилась с 350 м³/сут до 280 м³/сут при давлении 115 атм. Обводненность у двух реагирующих скважин уменьшилась на 4 и 7% соответственно. В результате обработки получен эффект в виде дополнительно добытой нефти в количестве 3500 т (см. табл. 2, пример 5).

Пример 6. В нагнетательную скважину последовательно закачано со скоростью 0,7 м/с 100 м³ 0,5% водной суспензии древесной муки и со скоростью 0,8 м/с 100 м³ 6,0% водной суспензии глины. Указанный цикл повторили 6 раз. В результате обработки нагнетательной скважины приемистость снизилась с 370 м³/сут до 260 м³/сут при давлении 120 атм. Обводненность у реагирующих скважин уменьшилась на 3, 5 и 6% соответственно. Дополнительно добыто нефти 300 т (см. табл. 2, пример 6).

Предлагаемый способ обладает следующими технико-экономическими преимуществами:
- увеличивается добыча нефти за счет эффективного использования технологии;
- закачка реагентов осуществляется на стандартном оборудовании.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта. Обеспечивает создание более эффективного способа разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта. Сущность изобретения: способ включает закачку в нагнетательную скважину последовательно или одновременно водных суспензий древесной муки и глины или закачку водной суспензии древесной муки и глины, или водной суспензии древесной муки при давлении, меньшем давления образования трещин. Скорость водных суспензий принимают больше скорости оседания частиц древесной муки и глины и при ориентации волокон древесной муки в направлении потока суспензии. При этом берут смесь древесной муки хвойных и лиственных пород, или древесную муку лиственных пород, или древесную муку лиственных пород с размерами частиц, имеющих соотношение длины и диаметра 3-20: 1 соответственно. Закачку суспензий ведут при соотношении коэффициентов приемистости высоко- и низкопроницаемых зон пласта, равном 1,3-11,0:1 соответственно. Затем осуществляют отбор нефти из добывающих скважин. 2 табл.

Способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку в нагнетательную скважину последовательно или одновременно водных суспензий древесной муки и глины, или водной суспензии древесной муки и глины, или водной суспензии древесной муки при давлении, меньшем давления образования трещин, и при скорости водных суспензий, большем скорости оседания частиц древесной муки и глины, и при ориентации волокон древесной муки в направлении потока суспензий, отбор нефти из добывающих скважин, отличающийся тем, что берут смесь древесной муки хвойных и лиственных пород или древесной муки лиственных пород с размерами частиц, имеющих соотношение длины и диаметра 3 - 20 : 1 соответственно, причем закачку водных суспензий ведут при соотношении коэффициентов приемистости высоко- и низкопроницаемых зон пласта 1,3 - 11,0 : 1 соответственно.