СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ Российский патент 2003 года по МПК E21B43/22 C12N1/20 C12N1/20 C12R1/01 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки нефтяных залежей микробиологическим воздействием.

Известен способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов, включающих закачку в продуктивный пласт суспензии полимера в пластовой воде (см. патент РФ 2158824, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 2000 г.).

Недостатком данного способа является кольматация призабойной зоны пласта вследствие использования порошка полимера.

Известен способ вытеснения остаточной нефти из обводненного пласта, включающий последовательную закачку в пласт оторочек раствора полиакриламида с полисахаридом культуральной жидкости микроорганизмов Acinetobactor sp., минерализованной воды и раствора соли алюминия с продавкой указанных реагентов водовоздушной смесью, содержащей соли азота фосфора и углеводородокисляющие микрогранулы (см. патент РФ 2156354, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 2000 г.).

Данный способ в основном направлен на проведение изоляционных работ для перераспределения фильтрационных потоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ разработки нефтяной залежи, включающий циклическую закачку в пласт через нагнетательную скважину биополимера, продуцированного бактериями Pseudomonas Putida - 110, и оторочек газа, отбор нефти через добывающую скважину (см. патент РФ 2043489, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 1995 г.).

Недостатком данного способа является низкая эффективность нефтевытеснения, и, кроме того, используемый биополимер подвержен биологической деструкции, а также использование в составе питательного раствора дефицитной и дорогой мелассы и большого количества солей, что значительно удорожает технологию.

В основу настоящего изобретения положена задача создать экологически чистый способ разработки нефтяной залежи, позволяющий за счет активной стимуляции микроорганизмов улучшить вязкостные и нефтевытесняющие свойства закачиваемых реагентов и, тем самым, повысить эффективность нефтевытеснения.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, включающем закачку в пласт через нагнетательную скважину оторочек воды с биополимером и отбор продукции через добывающую скважину, в качестве биополимера используют биополиакриламид, продуцируемый бактериями рода Rhodococcus rhodochrous.

В преимущественных вариантах выполнения способа: 1) предварительно в пласт через нагнетательную скважину закачивают питательный раствор с суспензией углеродокисляющих бактерий и проводят технологическую выдержку; 2) раствор биополиакриламида закачивают вместе со сшивателем.

Биополиакриламид, продуцируемый клетками Rhodococcus rhodochrous, получают путем полимеризации акрилонитрила. Наработанную биомассу клеток Rhodococcus rhodochrous суспензируют в концентрации 0,08-0,4 г/л в воде и добавляют акронитрил. Процесс проводят при температуре от 3 до 50^oС. Получают 7-38%-ный раствор биополиакриламида. По внешнему виду раствор биополиакриламида представляет собой гелеобразную вязкую массу, бесцветную или желтоватого цвета, ТУ 6-02-00209912-61-97 "1". Биополиакриламид устойчив при повышенной температуре, не подвержен биологической и механической деструкции, хорошо совместим с пресной и высокоминерализованной водами.

Для осуществления технологии в качестве углеродокисляющих бактерий используют:
- бактериальный препарат "Путидойл", представляющий собой мелкодисперсный порошок светло-коричневого цвета по ТУ 64.14-110-86;
- биопрепарат "Деворойл", представляющий собой ассоциацию бактериальных микроорганизмов рода Pseuolomonas и дрожжевых микроорганизмов Candida sp., выделенных из пластовых вод Бондюжского месторождения;
- биопрепарат "Дестройл" по ТУ 9291-006-05803071-96;
- штамм Pseudomonas species - 45 из коллекции Института биохимии и физиологии микроорганизмов, г. Пущино.

В качестве сшивателя могут быть использованы, например, ацетат хрома по ТУ 2499-001-50635131-00 или сульфат алюминия по ГОСТ 12966-85.

Добавление сшивателя вызывает постепенное загущение растворов биополиакриламида.

Питательный раствор готовят путем добавления в воду при перемешивании диаммонитфосфата в количестве, достаточном для получения раствора 10,0%-ной концентрации и УОБ в количестве 10^-6-10⁸ кл/мл.

Закачка питательного раствора с углеводородокисляющими бактериями позволяет интенсифицировать процесс жизнедеятельности закачиваемых микроорганизмов и активизировать пластовую микрофлору, что приводит к образованию нефтевытесняющих агентов: биоПАВ, спиртов, альдегидов, кетонов.

После закачки в пласт раствора биополиакриламида образуется стойкая к размыву водой система, способная заметно повысить фильтрационное сопротивление высокопроницаемых зон пласта. Это приводит к повышению степени охвата пласта воздействием, способствуя приросту извлекаемых запасов нефти из залежи.

При разработке нефтяных залежей, характеризующихся высокой неоднородностью зон и аномальными поглощениями, раствор биополиакриламида закачивают со сшивателем, в результате чего в пласте образуется более стойкая к размыву изолирующая система за счет сшивки цепочек биополиакриламида солями алюминия или хрома.

Новая совокупность заявленных признаков позволяет получить новый результат, а именно создать экологически чистый способ разработки нефтяной залежи за счет микробиологического воздействия на пласт.

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

Технология проведения опытно-промышленных работ заключается в следующем.

В непосредственной близи от нагнетательной скважины устанавливают емкости с биополиакриламидом и питательным раствором с УОБ. В зависимости от приемистости и проницаемости коллектора вначале закачивают раствор биополиакриламида путем равномерной дозировки геля в циркулирующую по схеме "емкость-насос-емкость" воду и дополнительного перемешивания до получения однородного гомогенного раствора с 0,05-0,08%-ной концентрацией биополиакриламида. При содержании недостаточного количества пластовой микрофлоры предварительно закачивают питательный раствор с УОБ и проводят технологическую выдержку не менее двух недель. Общий объем закачиваемых компонентов определяют из расчета 100 м³ на 1 м толщины обрабатываемого пласта. При использовании биополиакриламида со сшивателем, в зависимости от скорости сшивки сшиватель закачивают вместе или до закачки раствора биополиакриламида с 0,03-0,1%-ной концентрацией.

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры определения эффективности заявленного изобретения.

Исследования проводят в лабораторных условиях на моделях нефтяного пласта. Модель нефтяного пласта представляет собой стеклянную трубку длиной 100 см и диаметром 2 см, заполненную размолотой породой, составленной из отдельных фракций. Набор фракций породы определяют заданной величиной проницаемости. Подготовленные модели под вакуумом насыщают пластовой водой, затем воду из пористой среды вытесняют нефтью, причем вытеснение воды проводят до появления нефти в пробах на выходе из пористой среды. Измеряют начальный коэффициент нефтевытеснения k_н1. Закачивают в модель исследуемые реагенты в объеме, равном объему пор модели. В случае, если в модель закачивают питательный раствор с УОБ, то ее помещают в термостат на две недели, где выдерживают при температуре, необходимой для роста бактерий (30-40^oС). Продолжают вытеснение нефти из порового пространства закачиваемой водой с минерализацией 130 г/л. Измеряют конечный коэффициент нефтевытеснения - k_н2. Результаты исследований приведены в таблице.

Пример 1 (заявляемый способ). В модель пласта закачивают раствор биополиакриламида 0,05%-ной концентрации. Объем оторочки составляет 0,2 V_пор. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,264.

Пример 2. В модель пласта закачивают питательный раствор с биопрепаратом "Деворойл", в количестве 2,5•10⁷ кл/мл, термостатируют в течение 10 дней, а затем закачивают биополиакриламид 0,05%-ной концентрации. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,41.

Пример 3. В модель пласта закачивают раствор биополиакриламида 0,08%-ной концентрации вместе с ацетатом хрома 0,04%-ной концентрации. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,453.

Пример 4. Проводят аналогично примеру 2, только в качестве УОБ используют штамм Pseuolomonas species - 45 в количестве 2,5•10⁶ кл/мл. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,408.

Пример 5. В модель пласта закачивают 0,05%-ный раствор полиакриламида в количестве, равном объему пор. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,125.

Пример 6 (известный способ). В модель пласта закачивают раствор биополимера, продуцированного бактериями Pseudomonas Putida 110 с концентрацией 5•10⁷ кл/мл, затем закачивают азот. Прирост коэффициента нефтевытеснения составляет 0,22.

Как видно из данных таблицы, прирост коэффициента нефтевытеснения при использовании заявляемого способа увеличивается по сравнению с известным способом в 1,2-1,47 раз, а по сравнению с использованием раствора полиакриламида - в 2,11-3,48 раз.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Способ предназначен для разработки нефтяных залежей микробиологическим воздействием и включает закачку в пласт через нагнетательную скважину оторочек воды с биополимером и отбор продукции через добывающую скважину, в качестве биополимера используют биополиакриламид, продуцируемый бактериями вида Rhodococcus rhodochrous. В преимущественных вариантах выполнения способа предварительно в пласт через нагнетательную скважину закачивают питательный раствор с суспензией углеродокисляющих бактерий и проводят технологическую выдержку, а также оторочку воды с биополиакриламидом закачивают вместе со сшивателем. Техническим результатом способа является улучшение вязкостных и нефтедобывающих свойств закачиваемых реагентов и, тем самым, повышение эффективности нефтевытеснения. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ разработки нефтяной залежи, включающий закачку в пласт через нагнетательную скважину оторочек воды с биополимером и отбор продукции через добывающую скважину, отличающийся тем, что в качестве биополимера используют биополиакриламид, продуцируемый бактериями вида Rhodococcus rhodochrous. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительно в пласт через нагнетательную скважину закачивают питательный раствор с суспензией углеродокислящих бактерий и проводят технологическую выдержку. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что закачку оторочек воды с биополиакриламидом производят со сшивателем.