Способ разработки нефтяной залежи Российский патент 2024 года по МПК E21B43/22 C09K8/60 

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к способу разработки нефтяной залежи, позволяющему извлекать дополнительную нефть из заводненного коллектора при сложных геолого-тектонических условиях на поздней стадии разработки, где извлечение нефти производят за счет генерации в пласте двуокиси углерода, последующего формирования оторочки минерализованной воды, насыщенной двуокисью углерода, и дальнейшего проталкивания оторочки водой по направлению к забоям добывающих скважин.

Известен способ разработки нефтяной залежи [1], заключающийся в вытеснении нефти оторочкой водного раствора хлорида натрия, насыщенного двуокисью углерода, где оторочку создают путем последовательной закачки в пласт через нагнетательные скважины порций водного раствора карбоната натрия и водного раствора соляной кислоты в равных объемах. При этом концентрации карбоната натрия и соляной кислоты в порциях определяют из условия полного насыщения создаваемой оторочки двуокисью углерода при пластовом давлении и температуре, а также стехиометрических пропорций в реакции соляной кислоты и карбоната натрия. Между порциями и после последней порции водного раствора соляной кислоты закачивают порции буферной пресной воды. Объем каждой порции воды может достигать одного объема насосно-компрессорных труб и даже объема скважины. В расчетах концентраций карбоната натрия и соляной кислоты потери этих реагентов на разбавление в буферной воде не учитывают. Поскольку объем буферной воды, после прокачки в пласт участвует в формировании газонасыщенной оторочки, а при расчете объемов реагентов объем буферной воды не учитывают, то реагенты закачивают в избыточных объемах. При этом в объеме буферной воды не учитывают необходимый объем в линии нагнетания реагентов: от насоса до устья скважины.

Известен способ разработки нефтяной залежи [2], заключающийся в вытеснении нефти оторочкой минерализованной воды, насыщенной двуокисью углерода, где оторочку создают путем последовательной закачки в пласт через нагнетательные скважины порций водного раствора (суспензий) средней соли угольной кислоты (например, карбоната натрия, карбоната кальция) и раствора кислоты (например соляной кислоты), при этом концентрации средней соли угольной кислоты и кислоты в порциях определяют из условия полного насыщения создаваемой оторочки двуокисью углерода при пластовом давлении и температуре, а также стехиометрических пропорций в реакции средней соли угольной кислоты с кислотой. Способ предусматривает предварительную закачку вязкоупругого состава. В способе [2], как и в способе [1], потери количеств, концентраций реагентов на разбавление в буферной воде также не учитывают не учитывают. Здесь также предусматривается закачка всего двух порций реагентов

Техническим результатом заявленного изобретения является сокращение потерь средних солей угольной кислоты, кислоты и генерируемой двуокиси углерода. Технический результат достигается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, заключающемся в проталкивании водой генерируемой в пласте газонасыщенной оторочки, создаваемой в пласте поочередной закачкой в пласт через нагнетательную скважину порций водных растворов (суспензий) средней соли угольной кислоты и кислотного раствора, предусматривающем предварительную закачку вязкоупругого состава, концентрации водных растворов/суспензий средней соли угольной кислоты и кислотного раствора увеличивают с учетом разбавления в буферной воде, общий объем водных растворов/суспензий средней соли угольной кислоты и кислотного раствора уменьшают на объем буферной воды, а число попеременно закачиваемых порций водных солевых растворов/суспензий и кислотного раствора обеспечивают в диапазоне 2-6 при сохранении общих количеств водных растворов/суспензий средней соли угольной кислоты и кислотного раствора

Обоснование многопорционной закачки реагентов, формирующих газонасыщенную оторочку

Как правило, газонасыщенную оторочку для вытеснения нефти создают в количестве порядка 10% от порового объема обрабатываемого пласта. Закачка только двух порций реагентов для формирования оторочки быстро высвобождает большие объемы двуокиси углерода, с риском неполного насыщения оторочки, образованием свободной высокоподвижной фазы двуокиси углерода и ее уходом, потерями в тех частях нефтенасыщенного пласта, которые не предусмотрены для воздействия способом разработки. Риск и потери возрастают с увеличением объемов реагентов и степени неоднородности продуктивного пласта. Поэтому в данном изобретении предлагается уменьшение порций объемов реагентов при сохранении общего объема порций. Такое возможно при дроблении этого общего объема порций на части. То есть для реакции можно закачивать не все сразу 2 порции раствора (суспензии) средней соли угольной кислоты (КБТ*-карбоната натрия и/или кальция) и раствора кислоты (КТ*), а закачивать каждую порцию частями. Тогда закачка каждых двух реагирующие частей порций КБТ* и КТ* будет составлять один цикл, а между частями будет закачиваться буфер (Б). Закачка КБТ* и КТ* частями (порциями) в половину одноцикловых будет двухцикловой закачкой. Закачка КБТ* и КТ* частями в треть одноцикловых будет трехцикловой закачкой.

Одноцикловая (двухпорционная) закачка реагентов для внутрипластовой генерации СО2 представлена в виде последовательной закачки одной порции КБТ*, проталкиваемой (>>>), буфером Б, с последующим проталкиванием (>>>) этого буфера одной порцией КТ*, которую затем проталкивают (>>>) ПВ (Б) - проталкивающей водой того же состава, что и в буфере. Последовательность закачек выглядит следующим образом: ПВ (Б) >>> КТ* >>> Б >>> КБТ*.

Двухцикловая (четырехпорционная) закачка реагентов для внутрипластовой генерации CO2 представлена в виде последовательной закачки первой порции КБТ*, проталкиваемой (>>>), буфером Б, который проталкивают (>>>) первой порцией КТ*. Первую порцию КТ* затем проталкивают (>>>) буфером Б, а этот буфер проталкивают (>>>) второй порцией КБТ*. Вторую порцию КБТ* проталкивают (>>>) буфером Б, этот буфер проталкивают (>>>) второй порцией КТ*, а вторую порцию КГ* проталкивают (>>>) ПВ (Б) - проталкивающей водой того же состава, что и в буфере. Общий объем порций КБТ* и КТ* при двухцикловой (четырехпорционной) закачке этих реагентов такой же, как и общий объем при одноцикловой (двухпорционной) закачке реагентов. Но объем каждой порции КБТ* и КТ* при двухцикловой (четырехпорционной) закачке этих реагентов составляет половину от объема каждой порции КБТ* и КТ* при одноцикловой (двухпорционной) закачке этих реагентов. Последовательность закачек выглядит следующим образом: ПВ (Б) >>> КТ* >>> Б >>> КБТ* >>> Б >>> КТ* >>> Б >>> КБТ*.

Трехцикловая (шестипорционная) закачка реагентов для внутрипластовой генерации CO2 представлена в виде последовательной закачки первой порции КБТ*, проталкиваемой (>>>), буфером Б, который проталкивают (>>>) первой порцией КТ*. Первую порцию КТ* затем проталкивают (>>>) буфером Б, а буфер проталкивают (>>>) второй порцией КБТ*. Вторую порцию КБТ* проталкивают (>>>) буфером Б, а этот буфер проталкивают (>>>) второй порцией КТ*. Вторую порцию КТ* проталкивают (>>>) буфером Б, а этот буфер проталкивают (>>>) третьей порцией КБТ*. Третью порцию КБТ* проталкивают (>>>) буфером Б, этот буфер проталкивают (>>>) третьей порцией КТ*, а третью порцию КТ* проталкивают (>>>) ПВ (Б) - проталкивающей водой того же состава, что и в буфере. Общий объем порций КБТ* и КТ* при трехцикловой (шестипорционной) закачке этих реагентов такой же, как и общий объем при одноцикловой (двухпорционной) закачке реагентов. Но объем каждой порции КБТ* и КТ* при трехцикловой (шестипорционной) закачке этих реагентов составляет одну треть от объема каждой порции КБТ* и КТ* при одноцикловой (двухпорционной) закачке этих реагентов. Последовательность закачек выглядит следующим образом: ПВ (Б) >>> КТ* >>> Б >>> КБТ* >>> Б >>> КТ* >>> Б >>> КБТ* * >>> Б >>> КТ* >>> Б >>> КБТ*.

Снижение концентраций реагентов и растворенной двуокиси углерода при разбавлении буферной водой

При контакте КБТ* и КТ* активно вступают в реакцию с выделением двуокиси углерода, образованием хлорида и воды. Хорошо известная реакция и стехиометрические соотношения компонентов - на примере карбоната натрия Na2CO3 с молекулярной массой 106, соляной кислоты HCl с молекулярной массой 35,5, - при таком контакте представлены ниже.

Продуктами реакции здесь являются хлорид натрия NaCl с молекулярной массой 58,5, двуокись углерода CO2 с молекулярной массой 44 и вода.

При полном расходовании на реакцию, соотношение количеств реагентов и продуктов реакции будет равно соотношению их молекулярных масс с учетом уравновешивающих коэффициентов в формуле реакции. То есть, стехиометрическим соотношением. Здесь из 106 тонн Na2CO3 и 2×35,5=73 тонн HCl получится 44 тонны CO2, 2×58,5=117 тонн хлорида натрия и 18 тонн воды. Если эти количества привести к 1 тонне Na2CO3, то из 1 тонны Na2CO3 и 2×35,5/106=73/106=0,689 тонн HCl получится 44/106=0,415 тонны CO2, 2×58,5/106=1,104 тонн хлорида натрия и 18/106=0,170 тонн воды.

Для исключения образования CO2 в линиях закачки и скважине, между порциями реагентов закачивают разделяющую буферную пресную воду. Объем этой воды Vбуфв определяется внутренним объемом линий закачки (от насоса до устья скважины) Vзак лин уст и внутренним объемом НКТ-Vнкт. То есть Vбуфв=Vзак лин уст+Vнкт. С учетом известной плотности пресной воды ρ буфв, масса буферной воды будет Мбуфв=Vбуфв × ρ буфв. При контакте буферной воды с растворами/суспензиями реагентов, их исходная концентрация будет теряться на разбавление в буферной воде.

Если в расчетах требуемых количеств и концентраций реагентов (растворов КТ*, растворов/суспензий КБТ*) объемы, количества буферной воды не учитывать, то общее количество растворов (суспензий) будет больше расчетного для оторочки минерализованной воды, насыщенной СО2 (на величину объема буферной воды), а конечные концентрации будут меньше (за счет разбавления в контактирующей буферной воде).

Например, для случая одноцикловой последовательной закачки 250 м3 порции водного растворов карбоната натрия Na2CO3 с начальной концентрацией 12,4% (раствора, приготовленного на устье скважины с учетом необходимости получения общей оторочки в 500 м3 в пластовых условиях с соблюдением стехиометрических соотношений)

и дальнейшей задачки 250 м3 порции приготовленного водного раствора HCl с начальной концентрацией 8,8%, с учетом одного объема буферной воды в 16,5 м3 для раствора Na2CO3, двух буферных объемов для раствора HCl, условной плотностью растворов и буферной воды 1 т/м3, масса Na2CO3 в 250×0,124=31 тонн распределится не в 250 м3 а в 250+16,5=266,5 м3 раствора. Конечная концентрация Na2CO3 с учетом разбавления в одном объеме буфера будет 31/266,5=0,116=11,6%. Снижение концентрации относительно стехиометрической будет 12,4-11,6=0,8%. Это снижение относительно начальной концентрации составит 0,8/12,4=0,065=6,5%.

Для двухцикловой закачки, где раствор Na2CO3 будет разбавляться уже в трех буферных объемах (см. рис 1) общим объемом 3×16,5=49,5 м3 или 49,5 тонн, конечная концентрация в разбавленном растворе Na2CO3 будет 31/(250+49,5)=31/299,5=0,104 или 10,4%. Снижение концентрации относительно начальной будет 12,4%-10,4%=2,0%. Это снижение относительно начального составит уже 2,0/12,4=0,161=16,1%). Учитывая, что 10% считается нижним пределом существенной величины, видно, что уже для двухцикловой закачки снижение начальной концентрации раствора Na2CO3, за счет разбавления в буферной воде, становиться существенным. Это требует коррекции в расчетах начальной концентрации Na2CO3. Для трехцикловой закачки, где приготовленный на поверхности раствор Na2CO3 будет разбавляться уже в 5 объемах буферной воде с массой 82,5 тонн и общим конечным объемом раствора в 250+82,5=332,5 тонн, конечная концентрация будет 31/332,5=0,093=9,3%. Потери концентрации на разбавление составят уже 12,4-9,3=3,1%. Относительные потери составят 3,1/12,4=0,25%. При четырехцикловой закачке, разбавлении порции раствора Na2CO3 в 7 объемах буферной воды, конечная концентрация раствора составит 31/(250=7×16,5)=31/(250+115,5)=31/365,5=0,085:=8,5%. Снижение концентрации за счет разбавления в буферной воде будет 12,4-8,5=3,9%. Это снижение относительно начальной концентрации составит 3,9/12,4=0,315=31,5%.

Аналогичные данные получены по снижению начальной 8,8% концентрации для раствора HCl.

При разбавлении буферной водой, количество объемов буферной воды в контакте с HCl будет: 2 для одноцикловой закачке, 4 для двухцикловой, 6 для трехцикловой и 8 для четырехцикловой.

Сводные данные по снижению концентраций реагентов от разбавления буферной водой представлены в таблице 1.

Снижение концентраций реагентов приводит и к общему снижению концентрации генерируемой CO2 в создаваемой 500 м3 оторочке из водного раствора хлорида натрия (NaCl). Для рассматриваемого примера 1 м3 раствора NaCl полностью насыщается CO2 в объеме 13 нм3. 500 м3 раствора NaCl вместит 500×13=6500 нм3 двуокиси углерода.

Плотность двуокиси углерода при нормальных условиях составляет 1,977 кг/м3. Тогда масса CO2 для объема 6500 нм3 составит Мсо2от=Vсо2от × ρсо2от=6500 ×1,977=12850,1 кг=12,85 тонн. По расчетам и без учета добавления буферной воды к оторочке, это количество должно распределиться в объеме оторочки 500 м3 с массой 500 тонн. Общее количество оторочки раствора NaCl с растворенной СО2 составит 500+12,85=512,85 тонн. В этом случае концентрация СО2 в растворе составит 12,85/512,85=0,025=2,5% мас. При одноцикловой закачке с учетом разбавления в 2х буферных объемах это количество распределится в 512,85+2×16,5=512,85+33=545,85 тонн. Концентрация СО2 в разбавленной оторочке NaCl составит 12,85/545,85=0,0235=2,4%. Снижение концентрации СО2 за счет разбавления будет 2,5-2,4=0,1%. Снижение относительно начальной расчетной концентрации будет 0,1/2,5=0,04=4%. При двухцикловой закачке и разбавлении в четырех буферных объемах в количестве 4×16,5=66 м3 или 66 тонн, общем количестве раствора 512,85+66=578,85 тонн, итоговая концентрация СО2 будет 12,85/578,85=0,0222=2,2%). Снижение концентрации СО2 за счет разбавления будет 2,5-2,2=0,3%. Снижение относительно начальной расчетной концентрации будет 0,3/2,5=0,12=12%. При трехцикловой закачке реагентов н разбавлении в 6 объемах буферной воды двуокись углерода в количестве 12,85 тонн распределится в массе разбавленного раствора 512,85+6×16,5=512,85+99=611,85 тонн. Концентрация СО2 в разбавленном растворе составит 12.85/611,85=0,021=2,1%. Снижение концентрации от разбавления будет 2,5-2,1=0,4%. Снижение относительно исходно расчетной величины концентрации будет 0,4/2,5=0,16=16%. При четырехцикловой закачке реагентов и разбавлении в 8 объемах буферной воды двуокись углерода в количестве 12,85 тонн распределится в массе разбавленного раствора 512,85+8×16,5=512,85+132=644,85 тонн. Концентрация СО2 в разбавленном растворе составит 12.85/644,85=0,0199=2,0%. Снижение концентрации от разбавления будет 2,5-2,0=0,5%. Снижение относительно исходно расчетной величины концентрации будет 0,5/2,5=0,20=20%.

Как видно из таблицы, разбавление реагентов и оторочки с растворенной двуокисью углерода буферной водой приводит к ощутимому (7-32%) снижению концентраций относительно исходно планируемых. Поэтому растворы реагентов перед закачкой нужно готовить с учетом падения концентраций от разбавления с буферной водой.

Коррекция количеств и концентраций реагентов с учетом разбавления в буферной воде

Количества, концентрации закачиваемых растворов/суспензий карбонатов (средних солей угольной кислоты) и солей кислот нужно корректировать с учетом разбавления в буферной воде.

В случае одноцикловой закачки нужно учитывать присутствие в формируемой оторочки двух буферных объемов пресной воды и неизбежное разбавление в ней приготовленных реагентов. Из рассмотренного выше примера, планируемый объем оторочки составляет 500 м3. С учетом буферного объема в 2×16,6=33 м3, на объем оторочки, которую нужно получить от смешения реагентов, будет приходится объем 500-33=467 м3.

В случае закачки реагентов (водный раствор Na2CO3 и водный раствор HCl), общий объем каждого реагента - это половина объема формируемой оторочки. То есть объем общей порции каждого реагента составляет 467/2=233,5 м3. При условной плотности растворов в 1 т/м3 массы этих порций также составляют 233,5 тонн по каждому реагенту.

Ранее [1] было установлено, что для оторочки в 500 м3, сформированной равными порциями реагирующих водных растворов Na2CO3 и HCl понадобится 31 тонна Na2CO3 и 22 тонны HCl. В нашем случае 31 тонна Na2CO3 должна распределиться, раствориться во время приготовления раствора на поверхности, не в 250 м3, а в 233,5 м3 или 233,5 тоннах раствора. В этом случае массовая концентрация карбоната натрия должна быть 31/233,5=0,132=13,2%. Или из традиционного подхода с пропорциями: если в 233,5 тонн раствора содержится 31 тонна вещества, то в 100 тоннах будет содержаться 100×31/233,5=13,2 тонны. Аналогично, 22 тонны соляной кислоты нужно распределить в 233,5 м3 раствора. Для этого массовая концентрация HCl должна быть 22/233,5=0,094=9,4%. Сравнение таких концентраций реагентов с теми, что не учитывали объемы дополнительной буферной воды и потери концентраций на разбавление в ней (соответственно 12,4% для Na2CO3 и 8,8% для HCl) показывает, что откорректированное значение концентраций раствора Na2CO3 превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 13,2-12,4=0,8%) с относительным значением этого превышения в 0,8/12,4=0,065=6,5%. Аналогично, откорректированное значение концентрации раствора HCl превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 9,4-8,8=0,6% с относительным значением этого превышения в 0,6/8,8=0,068=6,8%.

Для двухцикловой закачки понадобится 4 объема буферной воды общего объема 4×16,5=66 м3. В этом случае объем оторочки, формируемый от смешения реагентов будет 500 - 66=434 м3 с массой, при условной плотности растворов в т/м3 в 434 тонны. В этом случае на общий объем приготавливаемой порции каждого реагента (раствора Na2CO3 и раствора HCl) будет приходиться по 434/2=217 м3 или 217 тонн. В 217 тоннах раствора Na2CO3 понадобится распределить, растворить 31 тонну этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 31/217=0,143=14,3%. Здесь откорректированное значение концентрации раствора Na2CO3 превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 14,3-12,4=1,9% с относительным значением этого превышения в 1,9/12,4=0,153=15,3%. В 217 тоннах раствора HCl понадобится распределить, растворить 22 тонны этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 22/217=0,101=10,1%. Откорректированное значение концентрации раствора HCl превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 10,1-8,8=1,3% с относительным значением этого превышения в 1,3/8,8=0,148=14,8%.

Для трехцикловой закачки понадобится 6 объемов буферной воды общего объема 6×16,5=99 м3. В этом случае объем оторочки, формируемый от смешения реагентов, будет 500-99=401 м3 с массой, при условной плотности растворов в 1 т/м3 в 401 тонну. В этом случае на общий объем приготавливаемой порции каждого реагента (раствора Na2CO3 и раствора HCl) будет приходиться по 401/2=200,5 м3 или 200,5 тонн. В 200,5 тоннах раствора Na2CO3 понадобится распределить, растворить 31 тонну этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 31/200,5=0,155=15,5%. Здесь откорректированное значение концентрации раствора Na2CO3 превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 15,5-12,4=3,1% с относительным значением этого превышения в 3.1/12,4=0,25=25,0%. В 200,5 тоннах раствора HCl понадобиться распределить, растворить 22 тонны этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 22/200,5=0,11=11,0%. Откорректированное значение концентрации раствора HCl превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 11,0-8,8=2,2% с относительным значением этого превышения в 2,2/8,8=0,25=25%.

Для четырехцикловой закачки понадобится 8 объемов буферной воды общего объема 8×16,5=132 м3. В этом случае объем оторочки, формируемый от смешения реагентов будет 500 - 132=368 м3 с массой, при условной плотности растворов в 1 т/м3 в 368 тонну. В этом случае на общий объем приготавливаемой порции каждого реагента (раствора Na2CO3 и раствора HCl) будет приходиться по 368/2=184 м3 или 184 тонн. В 184 тоннах раствора Na2CO3 понадобится распределить, растворить 31 тонну этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 31/184=0,168=16,8%. Здесь откорректированное значение концентрации раствора Na2CO3 превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 16,8-12,4=4,4%) с относительным значением этого превышения в 4,4/12,4=0,36=36,0%. В 184 тоннах раствора HCl понадобится распределить, растворить 22 тонны этого вещества. Растворение обеспечит массовую концентрацию раствора в 22/184=0,12=12,0%. Откорректированное значение концентрации раствора HCl превышает начально планируемое (без учета разбавления в буферной воде) на 12,0-8,8=3,2% с относительным значением этого превышения в 3,2/8,8=0,36=36%.

Полученные результатов расчетов приведены в таблице 2

Как видно из таблицы, коррекция объемов и концентраций растворов реагентов - с учетом участия буферной воды в формировании газонасыщенной оторочки и разбавления растворов - может достигать 7-25% в сторону уменьшения для объемов и 7-36% в сторону увеличения для концентраций.

Таким образом, в заявленном изобретении, с целью сокращения потерь количеств, концентраций закачиваемых реагентов и генерируемой в пласте двуокиси углерода, предлагается корректировать - расчетные объемы реагентов в сторону уменьшения, а расчетные концентрации реагентов - в сторону увеличения. Коррекции учитывают дополнительный объем буферной воды в формировании газонасыщенной оторочки минерализованной воды в пласте, а также разбавление в буферной воде растворов (суспензий) реагентов, приготовленных на поверхности.

Способ по заявке осуществляют следующим образом.

1. По известному поровому объему пласта, предусмотренного для воздействия способом разработки, определяют общий необходимый объем газонасыщенной оторочки водного раствора хлорида натрия, формирующейся объемами реагентов, буферной водой, сгенерированной двуокисью углерода и водой от реакции кислоты и средней соли угольной кислоты.

2. Исходя из принятой схемы закачки (двухцикловая, трехцикловая и тд) определяют необходимое число порций буферных воды, раствора/суспензии средней соли угольной кислоты и раствора кислоты.

3. По известным данным об объеме насосно-компрессорных труб, объема нагнетательной скважины для закачки реагентов и линий подачи реагентов от насоса до устья скважин, определяют объем одной порции буферной воды.

4. По известным данным об объеме одной порции буферной воды и требуемом числе таких порций определяют общий объем буферной воды

5. По известным данным о общем объеме газонасыщенной оторочки водного раствора хлорида натрия и общем объеме буферной воды определяют объемы, количества воды, где должны быть распределены количества средней соли угольной кислоты и кислоты, в ходе их приготовления на поверхности.

6. По известному числу порций раствора/суспензии средней соли угольной кислоты, кислоты, и их общему объему, определяют объемы каждой из порций

7. По известным лабораторным данным о количестве двуокиси углерода, насыщающем единицу объема водного раствора хлорида натрия в пластовых условиях и общем объеме газонасыщенной оторочки, определяют необходимое количество двуокиси углерода, которое необходимо сгенерировать после контакта реагентов (водного раствора/суспензии средней соли угольной кислоты и водного раствора кислоты)

8. Из химической формулы реакции средней соли угольной кислоты и кислоты, где двуокись углерода - это продукт реакции, стехиометрических соотношений количеств веществ в реакции, известному количеству необходимой двуокиси углерода, определяют необходимые количества средней соли угольной кислоты и кислоты.

9. По известным необходимым количества средней соли угольной кислоты, кислоты, объемам, количествам воды, где они должны быть распределены, определяют массовые концентрации раствора/суспензии средней соли угольной кислоты и кислоты для приготовления

10. С учетом известных общих количеств, и концентраций, готовят общие количества раствора/суспензии средней соли угольной кислоты, кислоты, а также объемы каждой из их порций

11. Готовят буферную воду в необходимых объемах. В одной или нескольких емкостях, в зависимости от технической готовности.

12. В случае высокой неоднородности и/или водопоглощения пласта готовят и закачивают вязкоупругий состав по способу [2]

13. Производят закачку порций раствора/суспензии средней соли угольной кислоты, буферной воды и кислоты в очередности по рис 1.

14. В ходе закачки порций раствора/суспензии средней соли угольной кислоты, буферной воды и кислоты осуществляют тщательный технологический контроль, исключая риски угрозы и ущерб здоровью, безопасности персонала, окружающей среде, генерацию двуокиси углерода в зоне приготовления закачки растворов/суспензий, на устье и/или в нагнетательной скважине

15. Вслед за последней порцией буферной воды, осуществляют закачку проталкивающей воды. Проталкивающая вода продвигает сформированную газонасыщенную отсрочку хлорида натрия по направлению к забоям добывающих скважин.

Пример реализации способа по изобретению

1. По известному поровому объему пласта 5000 м3, предусмотренного для воздействия способом разработки, определили общий необходимый объем 500 м3 газонасыщенной оторочки водного раствора хлорида натрия, формирующейся объемами реагентов, буферной водой, сгенерированной двуокисью углерода и водой от реакции карбоната натрия Na2CO3 и соляной кислоты HCl.

2. Из принятой трехцикловой (шестипорционной) схемы закачки по рис. 1 определили, что число порций буферных воды - это 6, раствора карбоната натрия Na2CO3 - 3 и раствора соляной кислоты HCl - 3.

3. По известным данным об объеме насосно-компрессорных труб, объема нагнетательной скважины для закачки реагентов и линий подачи реагентов от насоса до устья скважин, определяют объем одной порции буферной воды. Это 16,5 м3.

4. По известным данным об объеме одной порции буферной воды и требуемом числе таких порций определяют общий объем буферной воды. Это 16,5×6=99 м3

5. По известным данным о общем объеме газонасыщенной оторочки водного раствора хлорида натрия в 500 м3 и общем объеме буферной воды 99 м3 определяют объемы, количества воды, где должны быть распределены количества средней соли угольной кислоты и кислоты, в ходе их приготовления на поверхности. Общий растворов будет 500-99-401 м3

6. По известному числу порций раствора/суспензии средней соли угольной кислоты, кислоты, и их общему объему, определяют объемы каждой из порций. Объемы закачиваемых растворов Na2CO3 и соляной кислоты HCl определены одинаковыми.

В таком случае объем каждого будет 401/2=200,5 м3. При шестипорционной схеме закачки объем каждой порции водного раствора карбоната натрия и соляной кислоты будет 401/6=66,8 м3. Три равные порции раствора карбоната и три равные порции раствора соляной кислоты займут при приготовлении одинаковый объем в 200,5 м3.

7. По известным лабораторным данным о количестве двуокиси углерода, насыщающем единицу объема водного раствора хлорида натрия в пластовых условиях и общем объеме газонасыщенной оторочки, определяют необходимое количество двуокиси углерода, которое необходимо сгенерировать после контакта реагентов (водного раствора/суспензии средней соли угольной кислоты и водного раствора кислоты). Для пластовых условий по примеру I м3 раствора хлорида натрия NaCl насыщается двуокисью углерода СО2 в количестве 13 нм3 (13 м3 в нормальных условиях. Общий объем оторочки - это 500 м3. Для оторочки такого объема понадобится сгенерировать 500×13=6500 м3 двуокиси углерода.

8. Из химической формулы реакции средней соли угольной кислоты и кислоты, где двуокись углерода - это продукт реакции, стехиометрических соотношений количества веществ в реакции, известному количеству необходимой двуокиси углерода, определяют необходимые количества средней соли угольной кислоты и кислоты. Из формулы (1) и стехиометрических соотношений, 1 тонне Na2CO3 соответствуют 44 тонн CO2 и 106 тонн соляной кислоты HCl.

Необходимые 6500 м3 двуокиси углерода CO2 будут иметь массу Mco2=Vco2 х ρсо2, где Vco2 - это объем двуокиси углерода в нормальных условиях, а ρсо2 - это плотность двуокиси углерода в нормальных условиях. Известно, что ρсо2=1,977 кг/м3. В этом случае масса CO2 составит 6500×1,977:1000=12,85 тонн. Из стехиометрических соотношений 1 тонне карбоната натрия соответствуют 0,415 тонны сгенерированной двуокиси углерода. Для генерации 12,85 тонн CO2 понадобятся 12,85×1:0,415=31,0 тонн карбоната натрия Na2CO3.

Из стехиометрических соотношений формулы (1) для полного реагирования 1 тонны Na2CO3 понадобятся 0,689 тонн соляной кислоты HCl. Тогда для 31 тонн Na2CO3 понадобятся 31×0,689:1=21,4 тонн соляной кислоты HCl. В техническом исполнении масса раствора будет 21,5 тонны.

9. По известным необходимым количества средней соли угольной кислоты, кислоты, объемам, количествам воды, где они должны быть распределены, определяют массовые концентрации раствора/суспензии средней соли угольной кислоты и кислоты для приготовления. Общее количество карбоната натрия в 31,0 тонн должно быть распределено в объеме 200,5 м3 раствора. Поп условной плотности раствора в 1 т/м3 его масса будет 200.5×1=200.5 тонн. Тогда массовая концентрация карбоната натрия Na2CO3 будет 31:200,5×155=15,5%. В техническом исполнении концентрация раствора Na2CO3 будет 16% для объема раствора 207 м3. Аналогично, расчетная массовая концентрация^: соляной кислоты будет 21,4:200,5×100=0,7%. В техническом исполнении массовая концентрация раствора соляной кислоты будет 11% для объема раствора 201 м3.

10. Готовят 201 м3 водного раствора карбоната натрия Na2CO3 с массовой концентрацией 16%. Или три одинаковых порции такой концентрации с объемами по 67 м3 каждая. Готовят 201 м3 водного раствора соляной кислоты HCl с массовой концентрацией 11%. Или три одинаковых порции такой концентрации с объемами по 67 м3 каждая.

11. Готовят буферную воду в необходимых объемах. В одной или нескольких емкостях, в зависимости от технической готовности. Для 6 порций буферной пресной воды объемом 16,5 м3 каждая понадобится приготовить 99 м3 такой воды.

12. В случае высокой неоднородности и/или водопоглощения пласта готовят и закачивают зязкоупругий состав по способу [2]

13-15. Производят последовательную закачку порций водного раствора карбоната натрия Na2CO3*, буферной воды, водного раствора соляной кислоты HCl* по схеме:

67 м3 водного раствора карбоната натрия Na2CO3 с концентрацией 16%←16,5 м3 буферной воды←67 м3 соляной кислоты HCl с концентрацией 11%←16,5 м3 буферной воды←67 м3 водного раствора карбоната натрия Na2CO3 с концентрацией 16%←16,5 м3 буферной воды←67 м3 соляной кислоты HCl с концентрацией 11%←16,5 м3 буферной воды←67 м3 водного раствора карбоната натрия Na2CO3 с концентрацией 16%←16,5 м3 буферной воды←67 м3 соляной кислоты HCl с концентрацией 11%←16,5 м3 буферной воды←проталкивающая вода

Источники информации

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ. Патент RU 2125 154 С1. Авторы: Шахвердиев Азизага Ханбаба оглы (RU), Панахов Гейлани Минхадж оглы (AZ), Сулейманов Багир Алекпер оглы (AZ), Аббасов Эльдар Мехти оглы (AZ), Чукчеев O.A. (RU), Галеев Ф.Х. (RU). Опублихозано: 1999.01.23.

2. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ. Патент RU 2244110 С1 Авторы: Шахвердиев Азизага Ханбаба Оглы (RU), Панахов Гейлани Минхадж Оглы (AZ) Опубликовано: 2005.01.10

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к способу разработки нефтяной залежи. Способ разработки нефтяной залежи заключается в проталкивании водой генерируемой в пласте газонасыщенной оторочки, создаваемой в пласте поочередной закачкой в пласт через нагнетательную скважину порций водных растворов карбоната натрия, соляной кислоты, порций буферной пресной воды, разделяющей порции водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты. Концентрации водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты увеличивают с учетом разбавления в буферной пресной воде. Общий объем закачиваемых водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты уменьшают на общий объем порций буферной пресной воды. Число попеременно закачиваемых порций водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты обеспечивают в диапазоне 2-6 при сохранении общих объемов порций. Обеспечивается сокращение потерь водных растворов карбоната натрия, соляной кислоты и генерируемой двуокиси углерода. 2 табл.

Способ разработки нефтяной залежи, заключающийся в проталкивании водой генерируемой в пласте газонасыщенной оторочки, создаваемой в пласте поочередной закачкой в пласт через нагнетательную скважину порций водных растворов карбоната натрия, соляной кислоты, порций буферной пресной воды, разделяющей порции водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты, отличающийся тем, что концентрации водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты увеличивают с учетом разбавления в буферной пресной воде, общий объем закачиваемых водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты уменьшают на общий объем порций буферной пресной воды, а число попеременно закачиваемых порций водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты обеспечивают в диапазоне 2-6 при сохранении общих объемов порций.