СОСТАВ ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ПРОФИЛЯ ПРИЕМИСТОСТИ СКВАЖИН Российский патент 2025 года по МПК C09K8/506 C09K8/584 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к осадкообразующим составам для регулирования разработки нефтяных месторождений, к составам, для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин и может использоваться для выравнивания профиля приемистости скважин, оборудованных внутрискважинной перекачкой.

Известен состав для регулирования разработки нефтяных месторождений и способ его приготовления, содержащий полиакриламид (ПАА), бентонитовую глину и воду [Авторское свидетельство СССР N 1710708]. Недостатком данного состава является высокая дисперсность глинистых минералов, входящих в состав, что ограничивает глубину проникновения состава и снижает его эффективность, особенно в поровых коллекторах.

Известен осадкообразующий реагент для выравнивания профиля приемистости скважин, содержащий натриевую соль нафтеновых кислот и воду, дополнительно содержит соапсток, омыленный натриевой щелочью, оксиалкилированный алкилфенол и метанол [Патент RU № 2527424]. Недостатком данного состава является образование экрана из малоподвижной, вязкопластичной массы в призабойной зоне пласта, что приводит к росту давления нагнетания и малой глубине проникновения осадкообразующего состава в пласт.

Известен состав для повышения извлечения нефти из пластов на основе цвитер-ионных ПАВ содержащий цвиттер - ионное поверхностно-активное вещество, силикат натрия, хлорид натрия, воду [Патент RU № 2716070]. Недостатком данного состава является низкая отмывающая способность раствора к остаточной нефти продуктивного коллектора.

Наиболее близким, взятым за прототип, является раствор для извлечения нефти, содержащий смесь цвиттер - ионного, анионного и неионногенного поверхностно-активных веществ и пресную воду [Патент RU № 2610952]. Недостатком состава является низкие значения фактора сопротивления и остаточного фактора сопротивления получаемой композиции.

Технической задачей изобретения является создание состава для перераспределения фильтрационных потоков в пористой среде с целью регулирования процесса заводнения и вовлечения в разработку ранее не дренируемых запасов нефти, имеющего повышенные значения фактора сопротивления и высокие значения остаточного фактора сопротивления при последующей закачке воды в нагнетательную скважину.

Техническим результатом изобретения является повышение охвата пласта заводнением за счет увеличения фактора сопротивления и остаточного фактора сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что состав, содержащий цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество ЦПАВ - кокамидопропилбетаин, анионактивное поверхностно-активное вещество АПАВ, неионогенное поверхностно-активное вещество НПАВ - неонол АФ_9-10 и воду, содержит в качестве АПАВ лаурилсульфат натрия или алкилбензолсульфонат натрия и дополнительно осадкообразующий реагент на основе щелочного раствора натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот, содержащий, мас. %: НПАВ - 0,02-12; АПАВ - 0,02-5; натриевые соли карбоновых и поликарбоновых кислот в пересчете на динатриевый адипат - 1-30; минеральные соли - хлориды калия, натрия, кальция, магния, аммония - 0,02-10, образующий при контакте с минерализованной пластовой водой мелкодисперсную твердую фазу, при следующем соотношении компонентов состава, мас. %:

- кокамидопропилбетаин - 0,7-9,5;

- указанное АПАВ - 0,25-2,5;

- неонол АФ_9-10 - 0,84-12;

- указанный осадкообразующий реагент -10-50;

- вода – остальное.

Снижение содержания осадкообразующего реагента на основе натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот полностью минимизирует их влияние на свойства состава, а увеличение его содержания приводит к необоснованному удорожанию состава.

Для приготовления состава используют следующие реагенты:

В качестве осадкообразующего реагента, используют реагент на основе щелочного раствора натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот (ТУ 20.59.59-001-59994272-2023) (https://inipe.ru/wp-content/uploads/2024/06/TU-20.59.59_001_59994272_2023.pdf

В качестве цвиттер - ионных поверхностно-активных веществ используют ПАВ из ряда алкилбетаинов - кокамидопропилбетаин (КАПБ)) - торговая марка БЕТАПАВ® НПО «НИИПАВ» (ТУ 2480-002-04706205-2004)

(1. https://reestrinform.ru/reestr-sgr/reg-RU.61.%D0%A0%D0%A6.10.008.%D0%95.000344.07.11.html?ysclid=lxvpq172ai739119271

2. http://docum.ru/tu.asp?cl=349950 ).

В качестве анионного поверхностно-активных вещества используется:

- лаурилсульфат натрия (ЛСН) - натриевая соль лаурилсерной кислоты ООО «Полихим».

- алкилбензолсульфонат натрия (сульфанол) смесь изомеров натриевых солей алкилбензолсульфокислот, группа компаний «Химпэк» (ТУ 2481-009-14331137-2011), (http://skfsamara.ru/catalog/?product=%D1%81%D1%83%D0%BB%D1%8C%D1%84%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BB-%D0%BF%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%88%D0%BE%D0%BA-%D0%BE%D1%82%D0%B1%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D1%84%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%B2%D0%BA&ysclid=lxvs0071ol958391140)

В качестве неионногенного поверхностно-активного вещества используют оксиэтилированные моноалкилфенолы торговое название НЕОНОЛ марок АФ_9-10, АФ_9-12, выпускаемых по ТУ 2483-077-05766801-98 ОАО «НИЖНЕКАМСКНЕФТЕХИМ». (https://elarum.ru/info/standards/tu-2483-077-05766801-98/?ysclid=lxvrjlxknu326793604)

Пример приготовления составов.

В стеклянный стакан на 250 мл помещают 66 г пресной воды. Затем при перемешивании на лопастной мешалке (450-500 об/мин) в стакан с водой последовательно вводят 10 г. осадкообразующего реагента, 12 г неонола АФ_9-10, 2,5 г алкилбензолсульфонат натрия и 9,5 г кокамидопропилбетаина.

После перемешивания в течение 10-15 минут при скорости вращения лопастной мешалки 300-350 об/мин состав выдерживается в статических условиях 15-20 минут для удаления основной массы пузырьков в объеме. В итоге получают состав со следующим содержанием компонентов, % масс.: осадкообразующий реагент на основе натриевых солей карбоновых или поликарбоновых кислот - 10; неонола АФ _9-10- 12; алкилбензолсульфонат натрия - 2,5; кокамидопропилбетаина - 9,5 и пресная вода - остальное.

Компонентный состав и концентрации заявляемых композиций и прототипа представлены в таблице 1 (см. в графической части).

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Состав для регулирования профиля приемистости проникая в водонасыщенный пропласток и смешиваясь с пластовой водой, имеющей в своем составе ионы Са²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, с одной стороны значительно повышает вязкость смеси, что связано с переходом мицелл из сферической формы в цилиндрическую и их последующий рост за счет ионной сшивки с образования вязкоупругих ПАВ, с другой стороны за счет химической реакции закачиваемого щелочного раствора содержащего натриевые соли карбоновых и поликарбоновых кислот образует твердую мелкодисперсную фазу коллоидной суспензии, по следующей реакции:

В ходе реакций образуется твердая фаза кальциевых солей моно-, ди- и поликарбоновых кислот. В результате в промытых водонасыщенных интервалах образуется оторочка вязкой, седиментационно-устойчивой мелкодисперсной коллоидной системы, которая способствует глубокому проникновению, снижению проницаемости водонасыщенных интервалов пласта. Вследствие этого закачиваемая вода начинает поступать в менее проницаемые зоны и участки пласта, не охваченные заводнением, что приводит к увеличению охвата процессом заводнения и повышению эффективности работ по выравниванию профиля приемистости скважин.

При проникновении состава в нефтенасыщенный пропласток и смешении с пластовой нефтью, происходит разрушение ионных связей мицелл состава и снижается вязкость смеси, а щелочной раствор реагирует с органическими кислотами в сырой нефти и тем самым образовываются в пласте вторичные ПАВы, которые позволяют еще больше снизить межфазное натяжение между закачанной жидкостью и нефтью. Также изменяется смачиваемость породы щелочным раствором за счет адсорбции солей органических кислот на поверхность породы из нефти. В результате происходит гидрофилизация пористой среды, за счет этого снижается адсорбция ПАВ на породе пласта и увеличивается эффективность отмывающей композиции.

Применение состава в технологии регулирования заводнения характеризуется одновременным увеличением, как коэффициента вытеснения, так и коэффициента охвата пласта, что приводит к регулированию разработки заводняемых коллекторов.

Эффективность составов определяют экспериментально по ниже описанным методикам. Динамическая вязкость определялась реологическими испытаниями составов, представленных в таблице 1, приготовленных на пресной воде и их смесей в объемном соотношении 1:1 с пластовой минерализованной водой общей минерализацией 258,62 г/дм³. Испытания проводились с использованием реометра Modular Compact Rheometer MCR52 (AntonPaar GmbH, Austria) согласно инструкции к прибору, при скорости сдвига - 40 с-¹. Результаты испытаний представлены в таблице 2 (см. в графической части).

Результаты проведенных экспериментов по определению динамической вязкости говорят о более вязких системах у заявляемых составов по сравнению с существующим прототипом.

Осадкообразующую способность реагента включенного в состав для выравнивания профиля приемистости оценивали в течении 12 часов на основании сидиментационной кривой, полученной на торсионных весах при различных значениях соотношений товарной формы осадкообразующего реагента - пластовая вода. Результаты объема и массы осадка приведены в таблице 3 (см. в графической части).

По результатам исследований, видно, что происходит образование осадка во всех диапазонах смешения товарной формы реагента с пластовой водой, а при отношении 1:1 в полном объеме образуется устойчивая не расслаиваемая мелкодисперсная высококонцентрированная коллоидная система.

Для определения эффективности разработанных составов проводили фильтрационные исследования на единичном образце керна при постоянной скорости фильтрации. Единичный образец керна, насыщенный пластовой водой, помещался в резиновую манжету и устанавливался в кернодержатель. В ходе эксперимента, через единичный образец керна фильтровалась модель пластовой воды в количестве, превышающем 3 объема пор (Vпор), до достижения стационарного режима течения. На следующем этапе проводилась закачка одного из предоставленных составов в количестве 0,5 объема пор при постоянном расходе, равном 0,1 см³/мин. После 30-минутной выдержки образца керна, прокачивалось дополнительно 0,5 объема пор состава, затем была проведена фильтрация модели закачиваемой воды через образец керна с расходом 0,1 см³/мин до получения стационарного режима фильтрации. По полученным данным рассчитывались значения фактора сопротивления (R) и остаточного фактора сопротивления (R_ост). Фактор сопротивления описывается отношением подвижности для воды к подвижности закачиваемых составов, и определяется:

(1)

где , , , - соответственно вязкость и коэффициент проницаемости для воды и испытуемых составов.

Остаточный фактор сопротивления описывается отношением подвижности для воды до и после фильтрации закачиваемых составов, и определяется:

(2)

где , , , - соответственно вязкость и коэффициент проницаемости для воды до и после фильтрации испытуемых составов.

Результаты фильтрационных исследований на высокопроницаемых моделях керна представлены в таблице 4, а низкопроницаемых кернах представлены в таблице 5 (см. в графической части).

Анализ данных таблиц 4, 5 показывает, что использование составов на основе смеси неионогенного, анионного и цвиттерионного поверхностно-активных веществ и осадкообразующего реагента на основе натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот, приводит к повышению значений фактора сопротивления и остаточного фактора сопротивления. Таким образом, полученные данные подтверждают высокую эффективность заявляемого состава.

Применение состава в нефтедобывающей промышленности позволит:

- проводить работы на нагнетательных скважинах, оборудованных внутрискважинной перекачкой;

- повысить эффективность вытеснения нефти из неоднородных пластов на поздней стадии разработки.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - выравнивание профиля приемистости и повышение охвата пласта заводнением путем изоляции высокопроницаемых участков пласта, образованной при контакте состава с минерализованной пластовой водой вязкой мелкодисперсной коллоидной системой, и более полного вытеснения нефти за счет отмыва от нефти низкопроницаемых нефтенасыщенных участков пласта. Состав для выравнивания профиля приемистости скважин содержит, мас.%: цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество ЦПАВ - кокамидопропилбетаин 0,7-9,5; анионактивное поверхностно-активное вещество АПАВ - лаурилсульфат натрия или алкилбензолсульфонат натрия 0,25-2,5; неионогенное поверхностно-активное вещество НПАВ - неонол АФ_9-10 0,84-12; осадкообразующий реагент на основе щелочного раствора натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот 10-50; воду - остальное. Осадкообразующий реагент на основе щелочного раствора натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот содержит, мас.%: НПАВ 0,02-12; АПАВ 0,02-5; натриевые соли карбоновых и поликарбоновых кислот в пересчете на динатриевый адипат 1-30; минеральные соли - хлориды калия, натрия, кальция, магния, аммония 0,02-10. 5 табл., 1 пр.

Состав для выравнивания профиля приемистости скважин, содержащий цвиттер-ионное поверхностно-активное вещество ЦПАВ - кокамидопропилбетаин, анионактивное поверхностно-активное вещество АПАВ, неионогенное поверхностно-активное вещество НПАВ - неонол АФ_9-10 и воду, отличающийся тем, что содержит в качестве АПАВ лаурилсульфат натрия или алкилбензолсульфонат натрия и дополнительно осадкообразующий реагент на основе щелочного раствора натриевых солей карбоновых и поликарбоновых кислот, содержащий, мас.%: НПАВ 0,02-12; АПАВ 0,02-5; натриевые соли карбоновых и поликарбоновых кислот в пересчете на динатриевый адипат 1-30; минеральные соли - хлориды калия, натрия, кальция, магния, аммония 0,02-10, при следующем соотношении компонентов состава, мас.%:

кокамидопропилбетаин 0,7-9,5 указанное АПАВ 0,25-2,5 неонол АФ_9-10 0,84-12 указанный осадкообразующий реагент 10-50 вода остальное