ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ Российский патент 2005 года по МПК E21B43/22 

Описание патента на изобретение RU2254459C1

Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано при разработке нефтяных месторождений, особенно на заключительных стадиях разработки, характеризующихся наличием, в основном, трудноизвлекаемой остаточной нефти, для восстановления коллекторских свойств добывающих скважин.

Известна инвертная эмульсия на основе жидкого углеводорода (внешняя дисперсионная среда) для обработки нефтяного пласта, включающая эмульгатор СИНОЛ-ЭМ, хлористый кальций и воду. Жидкий углеводород - гексановая фракция (смесь предельных углеводородов С6-C8 и выше) [1. Патент RU №2153576, М.кл. 7 Е 21 В 43/22, опубл. 27.07.2000]. В качестве стабилизирующего компонента здесь использовано маслорастворимое поверхностно-активного вещество СИНОЛ-ЭМ - продукт взаимодействия кислот таллового масла с триэтаноламином и карбамидом, алкилхлорида и окиси алкилдиметиламина, дополнительно стабилизирует эмульсию хлористый кальций.

Известна инвертная микроэмульсия для обработки нефтяных пластов, содержащая, (мас.%): жидкий углеводород (внешняя дисперсионная среда) 10,0-20,0, эмульгатор - Нефтенол НЗ 0,3-0,5, хлористый кальций 0,3-1,5 и воду [2. Патент RU №2110675, М.кл. 6 Е 21 В 43/22, опубл. 10.05.98]. В качестве жидкого углеводорода используют гексановую фракцию, стабильный бензин, газовый конденсат, дизельное топливо, а также маловязкие нефти. Эмульгатор Нефтенол НЗ представляет собой углеводородный раствор эфиров кислот таллового масла и триэтаноламина.

Недостатками составов является невысокая устойчивость эмульсии к повышенной минерализации пластовых вод и повышенным температурам в пластовых условиях. Известные ПАВ являются поверхностно-активными веществами разветвленной структуры, из-за чего упаковка адсорбционного слоя является менее плотной, что приводит к снижению стабильности микроэмульсий. Наличие разветвленной структуры свидетельствует об их невысокой биоразлагаемости и, следовательно, низкой экологичности. К тому же, высокие нефтевытесняющие характеристики составов объясняются, в основном, присутствием в составе легких фракций нефти, являющиеся дорогостоящими компонентами, которые удорожают состав микроэмульсий.

Задачей изобретения является разработка высокоэффективной инвертной эмульсии для повышения нефтеотдачи пластов преимущественно с трудноизвлекаемыми запасами (месторождения с высоковязкими нефтями, а также месторождения, находящиеся на поздней стадии разработки), которые обладают высокой устойчивостью к повышенной минерализации пластовых вод и стабильностью при повышенных температурах, сохраняя рабочие свойства при извлечении из добывающей скважины.

Поставленная задача решается также разработкой и использованием инвертной эмульсии для обработки нефтяных пластов, содержащей жидкий углеводород и воду, стабилизированной смесью неионогенного маслорастворимого и водорастворимого ПАВ. В качестве жидкого углеводорода она содержит отработанное масло "Orites", являющееся отходом установок производства полиэтилена высокого давления и представляющее собой сополимер этиленоксида и пропиленоксида с содержанием звеньев этиленоксида 59%, в составе которого содержится индустриальное масло, в качестве маслорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 общей формулы RO(CH2CH2O)nH, где R - углеводородный радикал с С=12-14, n=3-3,5 со средней молекулярной массой 326, в качестве водорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы СnН2n+1(СН2СН2O)mH, где n=12-14, m=10 с молекулярной массой 620-654, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанное масло "Orites" 8,0-20,0; указанная смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214 1,5-5,0; водорастворимое ПАВ 0,05-0,2; вода - остальное.

В таблице 1 приведены характеристики отработанного масла "Orites", в табл.2 - вязкостные характеристики и нефтевытесняющая способность эмульсии.

Смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции С1214, получаемых алюмоорганическим синтезом, общей формулы RО(СН2СН2O)nH, где R - углеводородный радикал с С=12-14, n=3-3,5 со средней молекулярной массой 326. Синтанол ЭС-3, представляет собой прозрачную или слегка мутноватую жидкость от светло-желтого до желтого цвета и применяется в качестве эффективного эмульгатора в составе смазочно-охлаждающих жидкостей. рН водного раствора с массовой долей 10% - не менее 7,0. Массовая доля воды - не более 0,5%. Гидроксильное число, мг калия гидроокиси (КОН) на 1 т Синтанола ЭС-3 - в пределах 162-182 [3. ТУ 38.5901268-90].

Продукт оксиэтилирования спиртов, выпускаемый отечественной промышленностью - Синтанол АЛМ-10, представляет собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 с числом оксиэтильных звеньев 10 с молекулярной массой 620-654. Указанное вещество представляет собой пастообразную массу от белого до слегка желтоватого цвета и применяется в качестве эффективного поверхностно-активного вещества в производстве синтетических моющих средств как обезжириватель сырой шерсти. Цветность расплава (йодная шкала) - 2 мг/100 см3. рН водного раствора препарата с массовой долей основного вещества 10% - в пределах 6,0-9,0. Температура помутнения водного раствора препарата с массовой долей основного вещества 1% - не более 84-92°С. Массовая доля полиэтиленгликолей - не более 4,0%. Массовая доля веществ экстрагируемых гексаном - не более 8,5% [4. ТУ 6-14-864-88 с изменениями 1, 2, 3, 4].

Масло "Orites" по молекулярному строению представляет собой сополимер этиленоксида и пропиленоксида с содержанием звеньев этиленоксида - 59% [5]. Оно применяется на установках производства полиэтилена высокого давления в качестве смазывающего вещества поршневых групп компрессоров. Отработанное масло "Orites" является отходом производства, на одной установке его образуется до 150 тонн в год, его утилизируют сжиганием с добавлением растворителей.

Состав готовят растворением маслорастворимого ПАВ в отработанном масле "Orites" и последующем введении необходимого количества водного раствора ПАВ. Количество воды в эмульсии определяется вязкостью закачиваемого состава, необходимой для сохранения целостности его оторочки при продвижении в пласте.

Эмульсию применяют, закачивая ее в нагнетательную скважину. После закачки необходимого количества в пласт закачивают воду.

Исследование нефтевытесняющей способности заявляемых составов проводили на нефтях Бурейкинского месторождения (тяжелая нефть) и Азнакаевской площади Ромашкинского месторождения (легкая нефть).

Нефтевытесняющую способность состава определяли на моделях пласта длиной 350 мм и диаметром 25 мм, заполненных дезинтегрированным керном следующего гранулометрического состава:

фракция >0,63 мм - 2,81%,

фракция 0,63-0,315 мм - 15,52%,

фракция 0,315-0,14 мм - 58,65%,

фракция 0,14 мм - 23,02%.

Образцы пористой среды под вакуумом насыщают пластовой водой, проницаемость насыпной модели 1,3 мкм. Затем под вакуумом образцы пласта насыщают нефтью вязкостью 220 мПа·с (для тяжелой нефти) и 6,2 мПа·с (для легкой нефти), определяют начальную нефтенасыщенность. Начальное вытеснение проводят водой до полной обводненности выходящих проб жидкости (три поровых объема) при ее объемном расходе 0,28 см2/с. Рассчитывают коэффициент вытеснения нефти водой. Затем через модель прокачивают предлагаемую эмульсию в количестве, равном одному поровому объему пласта, и проталкивают ее пластовой водой до полной обводненности выходящих из модели проб жидкости (для создания более жестких условий используют пластовую воду с общим содержанием солей 242 г/л). Определяют прирост и общий коэффициент вытеснения нефти.

Эксперименты, представленные в табл.2, показывают, что эмульсии, приготовленные и на реальной пластовой воде, также обладают высокой вязкостью и стабильностью.

Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют, что по сравнению с углеводородами, применяемыми в известных составах для повышения нефтеотдачи пластов (легкие фракции нефти), отработанное масло "Orites", благодаря способности вбирать в себя воду в присутствии даже небольшого количества эмульгатора, может образовывать эмульсии с содержанием воды до 90% с высокой вязкостью и стабильностью к повышенным температурам и большому количеству солей в условиях пластовых вод. К тому же, отработанное масло "Orites", благодаря высоким адсорбционным свойствам, очень хорошо смачивает поверхность породы, в результате чего происходит отмывание пленочно-удерживаемой нефти и перевод ее в общий вытесняемый нефтяной поток. Предлагаемая эмульсия по мере продвижения по промытым участкам пласта вбирает в свой состав воду, в результате чего происходит увеличение вязкости эмульсии и затухание процесса фильтрации. Впоследствии остальная часть эмульсии фильтруется по непромытым слабопроницаемым участкам, вовлекая в разработку обойденные нефтенасыщенные зоны коллектора.

Эмульсия с содержанием эмульгатора ЭС-3 менее 1,0 масс.% показала относительно невысокую устойчивость к повышенной минерализации пластовых вод, поэтому данное значение может быть принято за минимальное содержание в предлагаемом составе.

При содержании маслорастворимого ПАВ 5,0 масс.% происходит полный отмыв модели пласта, поэтому в использовании концентраций ПАВ более 5,0 масс.% нет необходимости.

Эмульсия, где концентрация отработанного масла "Orites" менее 10,0 масс.%, характеризуется меньшей стабильностью, вследствие чего возможен прорыв нагнетаемой вслед за рабочим агентом воды, образование языков и нарушение целостности оторочки эмульсии. При содержании отработанного масла "Orites" в эмульсии 50,0 масс.% достигается полный отмыв нефти из модели пласта, и дальнейшее увеличение концентрации нецелесообразно.

Исследование реологических характеристик и термостабильности предлагаемой эмульсии показали, что использование в качестве внешней дисперсионной составляющей эмульсии отработанного масла "Orites" вместо известных углеводородов делает эмульсию высокоустойчивой к повышенной минерализации пластовых вод и стабильной при повышенных температурах, что позволяет сохранить целостность оторочки при продвижении в пласте, т.е. предотвратить смешение нефти с вытесняющим агентом, а также исключить прорыв воды, нагнетаемой вслед за оторочкой эмульсии, к забою добывающих скважин.

Эксперименты показали, что при продвижении оторочки в пласте не происходит смешивания ее с вытесняемой нефтью. Наблюдается поршнеобразное вытеснение нефти, и в результате этого не возникает осложнений при ее дальнейшей подготовке (присутствия ПАВ-эмульгаторов в водонефтяном потоке).

Таблица 1.Характеристики отработанного масла «Orites»ПоказателиЗначенияМетод испытания1. Плотность, кг/м3938,5ГОСТ 3900-852. Вязкость кинематическая, м2ГОСТ 33-82При 40°С149,45При 100°С43,863. Вязкость условная по Энглеру при 50°С, °ВУ12,152ГОСТ 6258-854. Температура вспышки в открытом тигле,°С243ГОСТ 4333-875. Температура застывания, °Сне определенаГОСТ 20287-746. Массовая доля воды, %масс.отсутствуетГОСТ 2477-657. Температура начала кипения по Энглеру, °С185ГОСТ 2177-998. Молекулярная масса1837,59. Коэффициент преломления, 1,4547ГОСТ 18995.2-73

Похожие патенты RU2254459C1

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ 2003
  • Козин В.Г.
  • Муслимов Р.Х.
  • Шакиров А.Н.
  • Исмагилов О.З.
  • Башкирцева Н.Ю.
  • Гусев Ю.В.
  • Кудряшов В.Н.
  • Гараев Л.А.
  • Габидуллин Р.И.
  • Гарипов Р.Н.
  • Рахматуллин Р.Р.
  • Хуснуллин М.Г.
RU2236574C1
Эмульгатор инвертной эмульсии для увеличения нефтеотдачи пластов 2019
  • Хисаметдинов Марат Ракипович
  • Береговой Антон Николаевич
  • Ганеева Зильфира Мунаваровна
  • Нуриев Динис Вильсурович
  • Жолдасова Эльвира Расимовна
RU2720857C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА 2012
  • Собанова Ольга Борисовна
  • Федорова Ирина Леонидовна
  • Краснов Дмитрий Викторович
  • Фомичев Алексей Анатольевич
  • Хисамов Раис Салихович
  • Файзуллин Ильфат Нагимович
  • Фархутдинов Гумар Науфалович
RU2501943C2
СОСТАВ, СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ИНВЕРТНОЙ МИКРОЭМУЛЬСИИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 2008
  • Силин Михаил Александрович
  • Гаевой Евгений Геннадьевич
  • Магадова Любовь Абдулаевна
  • Рудь Михаил Иванович
  • Заворотный Виталий Леонидович
  • Губанов Владимир Борисович
  • Заворотный Андрей Витальевич
  • Елисеев Дмитрий Юрьевич
  • Мазуров Василий Александрович
  • Мухарский Давид Энверович
RU2381250C1
ИНВЕРТНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 1999
  • Гаевой Е.Г.
  • Магадов Р.С.
  • Назаров А.В.
  • Силин М.А.
  • Хлобыстов Д.С.
  • Рудь М.И.
RU2196224C2
ИНВЕРТНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 2007
  • Крянев Дмитрий Юрьевич
  • Петраков Андрей Михайлович
  • Рогова Татьяна Сергеевна
  • Макаршин Сергей Валентинович
RU2333928C1
ИНВЕРТНАЯ МИКРОЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 1996
RU2110675C1
ИНВЕРТНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 2000
  • Селезнев А.Г.
  • Крянев Д.Ю.
  • Макаршин С.В.
RU2153576C1
СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА 2005
  • Волков Владимир Анатольевич
  • Беликова Валентина Георгиевна
  • Турапин Алексей Николаевич
RU2307860C2
СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ АСФАЛЬТЕНОСМОЛОПАРАФИНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И ГИДРОФОБИЗАЦИИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА 2003
  • Пелевин А.М.
  • Новиков Г.А.
  • Майоров Н.А.
  • Никифоров А.А.
RU2249673C1

Реферат патента 2005 года ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ

Изобретение относится к области добычи нефти. Техническим результатом изобретения является повышение нефтеотдачи пластов с трудноизвлекаемыми запасами и высокоминерализованными пластовыми водами. Инвертная эмульсия для обработки нефтяных пластов, содержащая жидкий углеводород и воду, стабилизированная смесью неионогенных маслорастворимого и водорастворимого поверхностно-активных веществ МПАВ и ВПАВ, содержит в качестве жидкого углеводорода отход установок производства полиэтилена высокого давления - отработанное масло "Orites" - сополимер этиленоксида и пропиленоксида с содержанием звеньев этиленоксида 59%, в составе которого содержится индустриальное масло, в качестве МПАВ - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы RO(СН2СН2O)n H, где R - углеводородный радикал с С=12-14, n=3-3,5 со средней молекулярной массой 326, ВПАВ - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы СnH2n+1 O(СН2СН2O)m H, где n=l2-14, m=10 с молекулярной массой 620-654, при следующем соотношении компонентов, мас.%: отработанное масло "Orites" - 8,0-50,0, МПАВ - 2-5,0, ВПАВ - 0,05-0,2, вода - остальное. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 254 459 C1

Инвертная эмульсия для обработки нефтяных пластов, содержащая жидкий углеводород и воду, стабилизированная смесью неионогенного маслорастворимого и водорастворимого ПАВ, отличающаяся тем, что в качестве жидкого углеводорода содержит отработанное масло "Orites", являющееся отходом установок производства полиэтилена высокого давления и представляющее собой сополимер этиленоксида и пропиленоксида с содержанием звеньев этиленоксида 59%, в составе которого содержится индустриальное масло, в качестве маслорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 общей формулы RO(CH2CH2O)nH, где R - углеводородный радикал с С=12-14, n=3-3,5, со средней молекулярной массой 326, в качестве водорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы СnН2n+1O(СН2СН2O)mH, где n=12-14, m=10, с молекулярной массой 620-654, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отработанное масло "Orites"8,0-50,0Указанная смесь полиоксиэтилен-гликолевых эфиров синтетическихпервичных высших жирныхспиртов фракции C12-C142-5,0Водорастворимое ПАВ0,05-0,2ВодаОстальное

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2254459C1

ИНВЕРТНАЯ МИКРОЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 1996
RU2110675C1
ИНВЕРТНАЯ ЭМУЛЬСИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ 2000
  • Селезнев А.Г.
  • Крянев Д.Ю.
  • Макаршин С.В.
RU2153576C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ СКВАЖИН 2001
  • Марьин В.И.
  • Косенко С.И.
  • Акчурин В.А.
  • Демахин А.Г.
  • Наливайко А.И.
  • Капируля Владимир Михайлович
  • Севостьянов В.П.
RU2188933C1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОБВОДНЕННОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА 1988
  • Глумов И.Ф.
  • Корецкий А.Ф.
  • Ибатуллин Р.Р.
  • Слесарева Б.В.
  • Савинцева С.А.
  • Сахабутдинов К.Г.
  • Золотухина В.С.
RU1595066C
Способ добычи нефти из подземной залежи средней или высокой солености 1981
  • Дитер Бальцер
  • Курт Косовиг
SU1519530A3
US 3455386 A, 15.07.1969.

RU 2 254 459 C1

Авторы

Тахаутдинов Ш.Ф.

Муслимов Р.Х.

Абунагимов С.С.

Халиков А.Х.

Кудряшов В.Н.

Башкирцева Н.Ю.

Гараев Л.А.

Габидуллин Р.И.

Рахматуллин Р.Р.

Гарипов Р.Н.

Даты

2005-06-20Публикация

2004-07-21Подача