СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ Российский патент 2002 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для проведения водоизоляционных работ, и может быть использовано для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов.

Проблема совершенствования существующих способов изоляции пластовых вод и изыскание новых методов стоит давно, и одним из перспективных способов борьбы с обводнением добываемой продукции при разработке нефтяных месторождений является химический метод.

В настоящее время при изоляции водопритока используют вязкоупругие составы (ВУС), двухфазные и многофазные пенные системы, различные эмульсии, полимербитумные и гипсополимерные суспензии и т.д.

Анализ разработки месторождений в осложненных условиях показывает, что при вытеснении водой нефти, последняя остается в нефтенасыщенных зонах в виде целиков, не охваченных воздействием, которые в основном обусловлены следующими факторами:
1) меньшим удельным весом нефти по сравнению с водой;
2) скважинным способом разработки пласта, обусловливающим наличие главных и центральных линий тока, застойных зон;
3) развитой геологической послойной неоднородностью пластов по их толщине;
4) большим соотношением подвижности воды и нефти.

В результате влияния этих факторов вода прорывается от нагнетательных скважин к добывающим в основном по главным прослоям и подошве пласта, не совершая нефтевытеснения. Нефть же в виде целиков остается сосредоточенной в застойных зонах.

Проблема разработки методов и средств ограничения вод в промытых зонах продуктивного пласта решается путем использования водоизолирующих составов.

Известны гелеобразующие составы на основе КМЦ-600 и сульфонола (Амилы А. В. , Амилы В.А. Ограничение водопритока и изоляция вод с применением пенных систем. Сер. Нефтепромысловое дело. М.: изд-во ВНИИЭНГ, 1984. 54 с., состав на основе аммонийных солей и карбамида (а.с. 1089244).

Известны также кислотно-силикатные растворы, содержащие полиакриламид, формальдегид (а.с. 953193).

Недостатком этих составов является их низкая структурная устойчивость, многокомпонентность, высокая скорость гелеобразования, что ограничивает область применения составов.

Наиболее близким техническим решением является состав для повышения нефтеотдачи, содержаний следующие компоненты при их соотношении, мас.%: хлорид алюминия (в пересчете на безводный) 2,8-17,0; карбамид 5,0-30,0; вода остальное (а.с. 1654554, кл. Е 218 44/22, опубл. в Б. И. 21, 91 г.).

Однако данный состав может быть использован только для пластов с температурой выше 70^oС, т.к. при более низких температурах время гелеобразования очень велико и даже при температуре 60^оС составляет 720 ч.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности состава путем регулирования его физико-химических характеристик (времени гелеобразования и вязкости), расширение области применения, а также снижение стоимости композиции и решение экологической проблемы - утилизация отходов нефтехимических производств.

Поставленная цель достигается тем, что известный состав, содержащий соли алюминия, карбамид и воду, дополнительно содержит хлористый цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид алюминия - 10-15
Хлорид цинка - 10-15
Карбамид - 35-55
Вода - Остальное
Состав может содержать в качестве соли алюминия отходы производства хлорида алюминия, а в качестве карбамида отход его производства.

Отходы производства хлорида алюминия выпускаются по ТУ-38. 102163-84.

Отходы карбамида выпускаются по ТУ-38. 30236-88.

Хлористый цинк выпускается по ГОСТу 4529-78.

Разработанный состав представляет собой практически прозрачный белый раствор с исходной вязкостью η =1,63 мПа•с, ρ =1,250 г/см³ , имеющий широкий диапазон времени гелеобразования.

Раствор готовят следующим образом.

В реактор загружают расчетное количество хлористого цинка и хлористого алюминия (или отход его производства), затем добавляют карбамид (или отход его производства) при постоянном перемешивании. Температуру в реакторе поддерживают в интервале 20-25^oС за счет обогрева, т.к. образование комплекса хлорида алюминия с карбамидом сопровождается эндотермической реакцией и без подогрева температура снижается до - 6^oС. Выдерживают реакционную массу в течение 2 ч при указанной температуре. После чего полученную массу в виде водного раствора загружают в железнодорожные цистерны. Полученный раствор является готовой товарной формой и может быть использован без дополнительных операций при закачке непосредственно на скважине. Указанный состав способствует образованию геля внутри пласта, что позволяет селективно блокировать его высокопроницаемые участки.

Эффективность состава была подтверждена лабораторными исследованиями. Были проведены исследования зависимости времени гелеобразования от концентрации солей цинка, алюминия и карбамида. Проведены измерения вязкости композиции в процессе гелеобразования.

Исследовано влияние гелеобразования на проницаемость пористой среды по воде. Результаты исследований приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из данных табл. 1, время гелеобразования сильно уменьшается при повышении температуры до 75^oС, т.е., изменяя температуру, можно варьировать время гелеобразования составов.

Способы приготовления состава
Пример 1 (для известного состава А1С1₃•6H₂О). 15 г хлористого алюминия, 30 г карбамида растворяли в 55,0 мл воды. Время гелеобразования при 75^oС составляет 144 ч, при 90^oС - 24 ч, при 60^oС - 720 ч.

Пример 2. В реактор объемом 2 л загружали 300 мл хлористого алюминия (согласно ТУ-38. 102163-84), 300 мл хлористого цинка и 400 г карбамида (ТУ-38. 30236-88), далее перемешивают 2 ч. Полученный раствор помещают в термошкаф и выдерживают при заданной температуре. Время гелеобразования предлагаемого состава при 75^oС составило 36 ч, при 50^oС - 230 ч (опыт 2, табл. 1).

Пример 3. Приготовление состава осуществляется аналогично примеру 2. Водоизолирующая способность геля определялась в лабораторных условиях по следующей методике: через образцы кернов с известными фильтрационно-емкостными свойствами последовательно фильтровались сначала вода, а затем гелеобразующий состав. Температура проведения опытов 75^oС (опыт 2, табл. 1), время гелеобразования 36 ч. После образования геля снова фильтровалась вода и проводилась оценка снижения проницаемости до и после закачки геля.

Проницаемость рассчитывали по формуле
K = Q•μ•L/F•ΔP,
Q - расход жидкости, см³/с;
μ - вязкость воды, сгз;
L - длина образца, см;
F - площадь сечения керна, см²;
ΔP - перепад давления, Па.

Результаты опытов приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, после образования геля проницаемость по воде снижается примерно в 10 раз.

Разработанный на базе неутилизированных экологически чистых отходов химических производств состав для повышения нефтеотдачи отвечает требованиям, предъявляемым к вязкоупругим системам:
1. Разработанным состав представляет собой прозрачный мелкодисперсный раствор с исходной кинетической вязкостью от 1,5 до 2,2 мм²/с и регулируемым временем гелеобразования. Вязкость состава возрастает в зависимости от концентрации составляющих компонентов н температуры в течение 1-3 суток.

2. Гелеобразующие составы устойчивы в высокоминерализованной пластовой воде.

3. Входящие в состав гелеобразующей композиции компоненты нетоксичны, недефицитны, имеют низкую стоимость, т.к. являются многотоннажными неорганическими отходами нефтехимических производств.

4. Результатом обработки является селективное снижение проницаемости только водоносных каналов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для проведения водоизоляционных работ, и может быть использовано для регулирования фильтрационных потоков нефтяных пластов. Техническим результатом является повышение эффективности состава путем регулирования его физико-химических характеристик (времени гелеобразования и вязкости), расширение области применения, а также снижение стоимости композиции и решение экологической проблемы - утилизации отходов нефтехимических производств. Состав для повышения нефтеотдачи, содержащий хлорид алюминия, карбамид и воду, дополнительно содержит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %: хлорид алюминия 10-15; хлорид цинка 10-15; карбамид 35-55; вода остальное. 2 табл.

Состав для повышения нефтеотдачи, содержащий хлорид алюминия, карбамид и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Хлорид алюминия - 10 - 15
Хлорид цинка - 10 - 15
Карбамид - 35 - 55
Вода - Остальноет