СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ Российский патент 2023 года по МПК E21B43/27 

Заявляемое изобретение «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к технологиям воздействия на нефтегазоносные пласты с целью изоляции высокопроницаемых прослоев для перераспределения фильтрационных потоков закачиваемых композиций при регулировании процесса разработки нефтяных залежей.

Известен кислотный состав, см. RU №2173383, МПК E21B 43/27, опубл. 10.09.2001, который относится к составам на основе соляной кислоты для обработки карбонатных и содержащих карбонаты пластов нефтяных месторождений. Кислотный состав включает соляную кислоту и замедлитель, причем в качестве замедлителя он содержит природный или синтетический кислоторастворимый алюмосиликат при соотношении компонентов, мас. %: алюмосиликат (в пересчете на сухое вещество) 0,5-10,0 соляная кислота - остальное. В качестве алюмосиликатов используются природные или синтетические алюмосиликаты, в том числе и отходы производства.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность.

Данный недостаток обусловлен недостаточной глубиной проникновения кислотного состава в пласт.

Известен также способ перераспределения фильтрационных потоков для регулирования процесса разработки нефтяных залежей, при котором для повышения производительности скважин закачивали в пласт кислотный состав, включающий соляную кислоту и жидкое стекло. (См. В.И. Кудинов, Б.М.Сучков. (см. «Методы повышения производительности скважин», Самара: Кн. Изд-во, 1996, с. 95.).

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность.

Данный недостаток обусловлен недостаточной глубиной проникновения кислотного состава в пласт из-за высокой скорости реакции с карбонатной породой, поскольку используемый состав не адаптирован к геолого-физическим условиям конкретного месторождения и поскольку проведение мероприятий в нагнетательных скважинах обусловлено нечетко подобранным кислотным составом и плотностью жидкого стекла (силиката натрия), а также объемами порций рабочих растворов и концентрацией компонентов, которые выбираются в зависимости от коллекторских свойств пласта, которые, в зависимости от регионов нефтедобычи, могут быть различными, приемистости нагнетательной скважины, степени и характера обводнения реагирующих добывающих скважин и других показателей.

Известен также принятый за прототип способ увеличения нефтеотдачи пластов, (см. RU №2756823, МПК Е21В 33/138, опубл. 06.10.2021), основанный на обработке нагнетательных скважин. включающий первоначальную остановку закачки воды в скважину с последующей сборкой нагнетательной линии, которую опрессовывают на полуторократное давление от рабочего, после чего определяют приемистость скважины до обработки, далее, перед закачкой в пласт композиции, экспериментально определяют зависимость от коллекторских свойств пласта, приемистости нагнетательной скважины, степени и характера обводнения добывающих скважин, порции рабочих растворов и компонентов композиции, на основе полученной зависимости определяют концентрацию и оптимальное значение композиции, которую приготавливают на пресной воде в виде смеси водного раствора кислоты соляной, ингибированной 22%-25% и промышленно-выпускаемого силиката натриевого жидкого плотностью 1,4-1,45 по технологии гелеобразующих составов (ГОС), после чего производят отбор проб при закачке первой и последней части объема упомянутой смеси в пласт, затем нагнетательную линию вновь опрессовывают на полуторократное давление от рабочего, после закачки всего запланированного объема композиции, в виде упомянутой смеси, ее продавливают в пласт пресной водой, и далее вновь определяют приемистость после обработки и закрывают скважину не менее чем на 12 часов для структурообразования с последующим открытием скважины под закачку.

Недостатком известного способа является низкая эффективность нефтеотдачи пластов, за счет недостаточного охвата пласта заводнением, низкого уровня выравнивания приемистости нагнетательных скважин и низкого коэффициента нефтеизвлечения.

Технической проблемой заявляемого изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» является увеличение охвата пласта заводнением с учетом технологии закачки композиции, предназначенной для воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи.

Техническим результатом заявляемого изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» является повышение нефтеотдачи, с учетом факторов, влияющих на эффективность мероприятий с возможностью воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи и выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин с увеличением коэффициента нефтеизвлечения.

Поставленный технический результат достигается тем, что в известном способе увеличения нефтеотдачи пластов, путем обработки нагнетательных скважин, включающим первоначальную остановку закачки воды в скважину с последующей сборкой нагнетательной линии и определением предварительной приемистости скважины до обработки, и дальнейшей закачкой в пласт композиции, согласно изобретению, закачку в пласт композиции проводят при текущей приемистости нагнетательной скважины не менее 250 м³, при давлении закачки не превышающем давление водовода, рабочий раствор композиции закачивают путем дозировки реагентов в поток воды, при этом первоначально в пласт закачивают суспензию модифицированного глинопорошка в воде, далее последовательно закачивают тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное», затем в скважину закачивают буферную оторочку воды в объеме 5-10 м³ с последующим закачиванием раствора кальция хлористого, вслед за этим в пласт закачивают оторочку раствора тринатрийфосфата или «натриевое стекло порошкообразное», причем, дозировку реагентов в поток воды производят с помощью кустовой установки дозирования реагентов (КУДР) и/или эжектора, а реагенты в технологии закачки дисперсного осадкообразующего состава (ДООС) должны входить в отраслевой реестр допущенных к применению в нефтяной промышленности.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

В отличие от аналогов и прототипа, закачиваемая в пласт композиция, приготовленная на подтоварной воде по технологии ДООС - закачки (дисперсного осадкообразующего состава), в виде смеси водного раствора и модифицированного глинопорошка, тринатрийфосфат, кальций хлористый рекомендуется для использования в нагнетательных скважинах нефтяных залежей, характеризующихся прогрессирующим ростом обводненности добываемой продукции, с проницаемостью коллектора не менее 10*10-3 мкм², при наличии трещиноватости зон повышенной проводимости. Обрабатываемая скважина должна иметь приемистость не менее 250 м³/сут. Таким образом при закачке в пласт используемых в технологии ДООС (дисперсного осадкообразующего состава) реагентов, последние оказывают комплексное воздействие на коллектор и пластовые флюиды. Механизм воздействия закачиваемой суспензии дисперсного наполнителя (модифицированного глинопорошка) и тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное» в нефтяной пласт заключается том, что закачиваемая в пласт суспензия модифицированного глинопорошка, набухающего в воде в 14-25 раз, способствует кольматации отдельных интервалов пласта и фильтрации частиц дисперсного осадкообразующего наполнителя. Это приводит, преимущественно, в наиболее проницаемых водонасыщенных интервалах и в трещинах пласта, к кольматации только зон повышенной проводимости, по которым прорывается вода, не вытесняющая нефть, что способствует изменению направлений фильтрационных потоков, подключению слабодернируемых нефтенасыщенных интервалов и повышению охвата пласта заводнением. Последующее проведение работ, по последовательному закачиванию тринатрийфосфата или «натриевого стекла порошкообразного», обеспечивает доотмыв нефти из обрабатываемых интервалов, улучшая, тем самым, приток воды и капиллярную пропитку в интервалах с повышенным содержанием нефти. Буферная оторочка воды объемом 5-10 м³ с последующим закачиванием раствора хлористого кальция в результате взаимодействия закачиваемых реагентов, (тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное») обеспечивает в пласте образование аморфного осадка основного фосфата кальция переменного, образующегося при наличии достаточного количества ионов кальция, поэтому его формирование происходит, исключительно, в водопромытых интервалах пласта, что обеспечивает селективное воздействие на пласт. В нефтенасыщенных интервалах осадок практически не образуется, что исключает их кольматацию. За счет образования осадка происходит дополнительное снижение проницаемости породы и дальнейший рост фильтрационного сопротивления в обрабатываемых интервалах и зонах пласта. Таким образом, закачка первой и второй оторочек направлена, преимущественно, на ограничение притока пластовых вод, перераспределение фильтрационных потоков, что способствует выравниванию профиля приемистости скважин и подключению в разработку низкопроницаемых нефтенасыщенных интервалов, а также вытеснению нефти, что увеличивает коэффициент нефтеизвлечения. Кроме того, закачивание в пласт оторочки раствора тринатрийфосфата или «натриевое стекло порошкообразное» способствует воздействию направленному на вытеснение нефти из менее проницаемых интервалов, что также способствует увеличению коэффициента нефтеизвлечения. Согласно лабораторных исследований, растворы тринатрийфосфата (или «натриевое стекло порошкообразное» обеспечивают снижение межфазного натяжения на границе «нефть - закачиваемый состав» до значения 5-7 мНм, что позволяет увеличить коэффициент вытеснения нефти из интервалов призабойной зоны пласта на 0,6-2,5%. Таким образом, заявленное изобретение устанавливает технологические требования к производству работ по проведению геолого-технических мероприятий, направленных на выравнивание профиля приемистости нагнетательных скважин и увеличения коэффициента нефтеизвлечения по технологии закачки дисперсных осадкообразующих составов (ДООС), воздействующей на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи с целью повышения охвата пласта заводнением.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными совокупности всех существенных признаков заявленного изобретения. По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемого изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию “новизна”. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных, по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату, отличительных признаков в заявляемом изобретении, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов». Результаты поиска показали, что заявленный способ не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» соответствует критерию "изобретательский уровень".

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа увеличения нефтеотдачи пластов совокупности признаков в том виде, как заявляемый способ охарактеризован в формуле изобретения, т.е. подтверждена возможность его осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. Средства, воплощающие заявленный способ, способны решить техническую проблему и обеспечить, в совокупности, достижение усматриваемого заявителем технического результата, а также обеспечить повышение нефтеотдачи, с учетом факторов, влияющих на эффективность мероприятий с возможностью воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи и выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин с увеличением коэффициента нефтеизвлечения.

Согласно техническому результату, при использовании заявляемого изобретения обеспечивается возможность воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи и возможность выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин с увеличением коэффициента нефтеизвлечения. При этом увеличивается. нефтеотдача пластов, следовательно, заявленный способ, по совокупности существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, может быть многократно использован в технологическом производстве с получением технического результата, заключающегося при регулировании процесса разработки нефтяных залежей посредством использования известных стандартных технических устройств и оборудования. Это подтверждает соответствие заявленного изобретения критерию «промышленная применимость».

Сущность заявленного способа увеличения нефтеотдачи пластов поясняется примером конкретного выполнения и типовой схемой (Фиг. 1), на которой изображена расстановка техники и оборудования при проведении закачки в скважину композиции дисперсного осадкообразующего состава по технологии ДООС, отраженной на типовой схеме Фиг. 1, а также Приложением, где на:

- таблице 1 отражено оптимальное значение композиции, которую приготавливали на подтоварной воде в виде смеси водного раствора дисперсного осадкообразующего состава (ДООС) большую по сравнению с прототипом;

- таблице 2 отражены геолого-физические критерии эффективного применения технологии ДООС.

Заявленный способ увеличения нефтеотдачи пластов осуществляли следующим образом. Закачку в обрабатываемую нагнетательную скважину рабочих растворов производили по типовой схеме (Фиг. 1). Перед закачкой в пласт композиции экспериментально определяли зависимость от коллекторских свойств пласта, приемистости нагнетательной скважины, степени и характера обводнения реагирующих добывающих скважин, порции рабочих растворов и концентрацию компонентов композиции. Для приготовления растворов из необходимых химических реагентов использовали воду из системы напорных трубопроводов. Объем и концентрацию рабочих растворов варьировали в зависимости от показателей работы конкретной нагнетательной скважины, мощности и расчлененности пластов и наличия высокопроницаемых интервалов. Закачку химических реагентов производили путем дозирования в поток. На основе полученной зависимости определяли оптимальное значение композиции, которую приготавливали на пресной воде в виде смеси по технологии ДООС. Работы проводились при текущей приемистости скважины не менее 250 м³, при давлении, не превышающем давление водовода. Процесс закачки ДООС производили непрерывно до достижения расчетного объема. Приготовление и закачку рабочего раствора производили путем дозировки реагентов в поток воды с помощью КУДР - комплексной установки дозирования реагентов и эжектора, со скоростью, обеспечивающей расчетную концентрацию химических реагентов, при этом устанавливали оборудование по схеме, отраженной на Фиг. 1, где показана обрабатываемая нагнетательная скважина 1, связанная с нагнетательным трубопроводом 2, оснащенным обратным клапаном 3. Нагнетательный трубопровод 2, связан посредством тройника 4 и трубопроводов 5 и 6, соответственно, с насосными агрегатами 7 и 8, по которым осуществляли контроль закачанного объема жидкости расчетным методом, по фактической подаче упомянутыми насосными агрегатами 7 и 8. Насосный агрегат 7 связан посредством трубопровода 9 с (КУДР-9) - кустовой установкой дозирования реагентов 10, которая, в свою очередь, связана с помощью гибкого трубопровода 11 с краном высокого давления - регулируемой задвижкой 12, соединенной трубопроводом 13 с тройником 14, связанным водоводом 15 с источником воды 16, необходимой для подготовки раствора химических реагентов, подаваемого с помощью насосного агрегата 7 в обрабатываемую нагнетательную скважину 1. Второй насосный агрегат 8 также связан трубопроводом 6 с тройником 4 и далее, посредством нагнетательного трубопровода 2 с нагнетательной скважиной 1, а посредством трубопровода 17 связан с эжектором 18, который, в свою очередь, с помощью трубопровода 19 связан с краном высокого давления 20, соединенным трубопроводом подачи воды 21, который, посредством тройника 14, связан с водоводом 15 и с источником воды 16. Эжектор 18, связанный также с хранилищем глинопорошка 22 подготавливает для насосного агрегата 7 закачиваемую в пласт композицию, состоящую из смеси водного раствора и модифицированного глинопорошка, приготовленной на подтоварной воде из источника воды 16. по технологии ДООС в виде дисперсного осадкообразующего состава. Механизм воздействия закачиваемой суспензии дисперсного наполнителя (модифицированного глинопорошка) и тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное» в нефтяной пласт заключается том, что в результате закачиваемой в пласт суспензии модифицированного глинопорошка, набухающего в воде в 14 - 25 раз, последний способствует кольматации отдельных интервалов пласта и фильтрации частиц дисперсного осадкообразующего наполнителя, что приводит, преимущественно, наиболее проницаемые водонасыщенные интервалы и трещины пласта к кольматации зон повышенной проводимости, по которым прорывается вода, не вытесняющая нефть. Это способствует изменению направлений фильтрационных потоков, подключению слабодернируемых нефтенасыщенных интервалов и повышению охвата пласта заводнением. Таким образом, изложенные в примере конкретного выполнения сведения, свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа увеличения нефтеотдачи пластов совокупности признаков в том виде, как заявляемый способ охарактеризован в формуле изобретения, т.е. подтверждена возможность его осуществления с помощью описанного в заявке примера конкретного выполнения. Средства, воплощающие заявленный способ, способны решить техническую проблему и обеспечить, в совокупности признаков, достижение усматриваемого заявителем технического результата, а также увеличить охват пласта заводнением по толщине, перераспределения объемов закачки между пластами и пропластками при одновременном воздействии на них вытесняющим агентом. Согласно техническому результату, при использовании заявляемого изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» происходит повышение изоляции высокопроницаемых прослоев, для перераспределения фильтрационных потоков закачиваемой воды, путем обработки нагнетательных скважин, при этом увеличивается. нефтеотдача пластов, следовательно, заявленный способ, по совокупности существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, может быть многократно использован в технологическом производстве с получением технического результата, заключающегося в увеличении охвата пласта заводнением по толщине, повышении нефтеотдачи, с учетом факторов, влияющих на эффективность мероприятий с возможностью воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи и выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин с увеличением коэффициента нефтеизвлечения, а также перераспределения объемов закачки между пластами и пропластками при одновременном воздействии на них вытесняющим агентом, что способствует повышению изоляцию высокопроницаемых прослоев, для перераспределения фильтрационных потоков закачиваемой воды при обработке нагнетательных скважин. Отделом разработки месторождений отслеживается программа выполнения работ, каждой закачки реагентов по технологии ДООС. Фактическая величина приемистости обрабатываемой скважины была, согласно, программы выполнения работ, не меньше 250 м³/сут. при давлении, не превышающем давление водовода. Проведение работ по выбранным скважинам выполняли по конкретному плану, в котором указывали:

- используемую спецтехнику и требования безопасности работ;

- номенклатуру реагентов;

- геолого-технические показатели скважины;

- вид и последовательность выполнения работ по скважине.

Кроме того, предлагался технологический план работ, в котором по технологии ДООС предусматривали закачку достаточных объемов дисперсного осадкообразующего состава, поэтому работы по закачке ДООС выполняли круглосуточно. Таким образом для увеличения нефтеотдачи пластов и ограничения отбора попутной воды на месторождениях такого типа перед закачкой в пласт композиции в виде смеси пресной воды (подтоварной) из источника и дисперсного осадкообразующего состава, экспериментально определяли концентрацию реагентов в зависимости от коллекторских свойств пласта, приемистости нагнетательной скважины, степени и характера обводнения реагирующих добывающих скважин, порции рабочих растворов. На основе полученной зависимости определяли оптимальное значение композиции, которую приготавливали на подтоварной воде в виде смеси водного раствора дисперсного осадкообразующего состава (ДООС) большую по сравнению с прототипом (табл.1). Таким образом, предложенная композиция, которую приготавливали на подтоварной воде в виде смеси водного раствора дисперсного осадкообразующего состава (ДООС) в пористой среде пласта, охватывает воздействием всю модель пласта.

Использование заявленного изобретения «Способ увеличения нефтеотдачи пластов» позволяет повысить изоляцию высокопроницаемых прослоев, для перераспределения фильтрационных потоков закачиваемой воды, путем обработки нагнетательных скважин и увеличить охват пласта заводнением по толщине, перераспределения объемов закачки между пластами и пропластками при одновременном воздействии на них вытесняющим агентом, а также повысить нефтеотдачу, с учетом факторов, влияющих на эффективность мероприятий с возможностью воздействия на высокотемпературные обводненные нефтяные залежи и выравнивания профилей приемистости нагнетательных скважин с увеличением коэффициента нефтеизвлечения.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1- оптимальное значение композиции, приготавленной на подтоварной воде в виде смеси водного раствора дисперсного осадкообразующего состава (ДООС) большую по сравнению с прототипом; Композиция Проницаемость по воде мкм² До обработки(К1) После обработки (К2) К2/К1 1 Прототип 0,0496 0,291 5,9 2 Заявляемый объект 0,0486, 0.3305 6,8

Таблица 2- Геолого-физические критерии эффективного применения технологии ДООС. № Наименование критерия Характеристика, величина 1 Тип коллектора 2 Вид коллектора Поровый, трещинный, порово-трещинный о Система заводнения Площадная, рядная, очаговоизбирательная 4 Стадия разработки Не регламентируется 5 Соотношение проницаемости пропластков >2 6 Коэффициент расчлененности >2 7 Средняя обводненность добываемой продукции по участку 50 ~ 98% 8 Глубина залегания пласта До 3500 м 9 Фактическая приемистость скважины при давлении водовода >250 м³/сут 10 Температура прискважинной зоны пласта До 110°C

Изобретение относится к способу увеличения нефтеотдачи пластов. Способ включает первоначальную остановку закачки воды в скважину с последующей сборкой нагнетательной линии. Определяют предварительную приёмистость скважины до обработки. В пласт закачивают суспензию модифицированного глинопорошка в воде, далее последовательно закачивают тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное», затем в скважину закачивают буферную оторочку воды в объеме 5-10 м³ с последующим закачиванием раствора кальция хлористого, следом в скважину закачивают буферную оторочку воды в объеме 5-10 м³, далее закачивают оторочку раствора тринатрийфосфата или «натриевого стекла порошкообразного». Технический результат заключается в изоляции высокопроницаемых прослоев для перераспределения фильтрационных потоков закачиваемой воды при регулировании процесса разработки нефтяных залежей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ увеличения нефтеотдачи пластов, путем обработки нагнетательных скважин, включающий первоначальную остановку закачки воды в скважину с последующей сборкой нагнетательной линии, после чего определяют предварительную приёмистость скважины до обработки, далее закачивают в пласт композицию, отличающийся тем, что закачку в пласт композиции проводят при текущей приемистости нагнетательной скважины не менее 250 м³, при давлении закачки, не превышающем давление водовода, рабочий раствор композиции закачивают путем дозировки реагентов в поток воды, при этом первоначально в пласт закачивают суспензию модифицированного глинопорошка в воде, далее последовательно закачивают тринатрийфосфат или «натриевое стекло порошкообразное», затем в скважину закачивают буферную оторочку воды в объеме 5-10 м³ с последующим закачиванием раствора кальция хлористого, следом в скважину закачивают буферную оторочку воды в объеме 5-10 м³ и вслед за этим в пласт вновь закачивают оторочку раствора тринатрийфосфата или «натриевое стекло порошкообразное».

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дозировку реагентов в поток воды производят с помощью кустовой установки дозирования реагентов (КУДР) или эжектора.