Состав для вытеснения нефти Советский патент 1983 года по МПК E21B43/22 

вижный буфер за закачкой мицеллярных эмульсий. Приготовление ферментационных сред осуществляют ферментацией по известным методам. Наиболее подходящим микроорганизмом является Хапthamonas campestris. Прерьшают ферментацию, когда достигают достаточной концентрации биополимера в раст воре, что легко определяется измере нием вязкости, затем отделяют клетк микроорганизмов способами твердого, жидкого фракционирования, как например. Фильтрованием через слои диатомовой земли или калиброванный фильтр, например, типа Миллипора. Предпочитают фильтрующие поверхност или фильтрующие агенты, имеющие сре ний диаметр пор, равный или ниже 3 м преимущественно ниже 1 мк. Предпочи таемый вариант исполнения заключает ся в реализации этого фракционирова ния центрифугированием, в частности с 4000 г, преимущественно с 600060000 г. Было установлено, что раст воры, полученные ультрацентрифугиро ванием, имеют более низкую тенденци к забиванию пористой среды, еще более низкую, чем полученную простым фильтрованием. Раствор биополимера преимущественно стабилизируется- против возмож ного бактериального разложения добавлением таких бактерицидов , как азид натрия, формальдегид, щелочные соли хлорфенолов, как продаваемые, фирмой Рон-Пуленк под маркой Криптожил, некоторые соли ртути, ка например, тиосалицилаты этилртути, соли фенолртути (например, ацета, борат, нитрат) хлоргексидин, 1,2-бензизотиазолон, продаваемый фирмо Империал Кемикл Индастрис под маркой Проксель АБ Пейт, 5-хлор-2-метйл-4-изотиазолин-З-он и 2-метил-4-изотиазолин-З-он, продаваемые фирмой Ром и Хаас под маркой Катон и т.д. Предпочитаемый вариант изобретения заключается в стабилиза ции сусла, очищении клеточных остат ков добавлением азид натрия (NaN), используемого из расчета, например, от 10 до 2000 вес.ч. на миллион (ппм), преимущественно от 100 до 1000 ппм. Другой предпочитаемый вариант реализации заключается в использовании Катона в предпочитаемом количестве от 10 до. 1000 ппм. Было установлено, хотя это еще не может быть объяснено, что эти два соединения имеют не только защитное бактерицидное действие, то также оказывают прямое воздействие на способность сред проходить через пористую среду. Это действие не получалось при такой высокой степени с обычными бактерицидами. в частности, если некоторые бактерициды оказываются эквивалентными, когда они испытываются на поверхности, наблюдают их различное поведение в присутствии бактерий месторождения, в контакте с элементами этого месторождения (камень, вода, нефть). Раствор биополимера может храниться в резервуарах на складе и транспортироваться до скважины любым подходящим средством. Раствор биополимера может доводиться до требуемой концентрации или вязкости разбавлением при помощи воды месторождения или введением рассола. Полезные концентрации биополимера обычно составляют 0,005 и 1,0 вес.%, преимущественно 0,050,25 вес.%. Подобные концентрации обеспечивают в воде, содержащей изменяемые количества солей вязкость, по меньшей мере 2 сП при температуре пласта, но в некоторых случаях могут преимущественно использоваться вязкости порядка 30 сП или больше. Подобные вязкости обычно достаточны для обеспечения эффективного снижения подвижности впрыскиваемой воды. Если необходимо, можно подгонять рН раствора биополимера к рН равновесия с образованием и контролированием содержания кислорода. Обработанный таким путем раствор биополимера может затем подаваться насосом в нефтяной пласт через одну или несколько нагнетательных сква- i жин обычным образом. Испытание по вытеканию проводят следующим образом. Чтобы обнаружить явление забивания в условиях месторождения раствор биополимера, приготовленный в стандартных условиях,сначала очищается фильтрованием при постоянной нагрузке 1 кг/см на 3 фильтрах Миллипор (фирмы Миллипор Фильтр Корпорейшн, Бедфорд, Масс,, США) диаметром 142 мм, затем на фильтре Миллипор 0,8 /4 такого же размера.Раствор биополимера освобождается почти от всех бактериальных остатков и следовательно, совершенно прозрачный. Затем при помощи насоса вводят с постоянной скоростью этот очищенный раствор через фильтр Миллипор с диаметром пор выше 0,8/J . Это введение производят со скоростями, соответствующими тем скоростям, которые встречаются внутри пласта. При помощи дифференциального датчика давления регистрируют в зависимости от времени потери загрузки и фильтра. В случае необходимости может измеряться вязкость различных фракций на входе и выходе фильтра. Параллельно с этим испытанием по вытеканию можно осуществить введение такого же биополимера, очищенного вышеописанным способом, в пористую среду с диаметром пор, который можно сравнить с диаметром используемого фильтра Миллипор. Про изводят также измерение потерь напора навходе и на выходе из этой пористой среды и делают вывод о способности к забиванию различных растворов полисахарида. Все результаты по вытеканию,а также сравнительного испытания по введению в пористую среду выражены в снижении определяемой подв.ижности 6ОАЫ ростворенма IРаствора Биополимера PCicTeopq виополммера Чеоды растворен;, где k - проницаемость фильтра или соответствующей жидкой пористой среды, д; 1 - вязкость этих же жидкостей На практике показано, что R соответствует расходу, указанному по отношению к потерям напора через фильтр или пористую среду раствора полисахарида, с одной стороны, и воды растворения, с другой стороны при одинаковых условиях рн и темпе ратуры. На фиг.1 и 2 показана зависимос величин снижения подвижности R от объема V , выраженного в см, от раствора полисахарида, вводимого через фильтр Миллипор, согласно пр мерам 1-6, приведенным ниже, из которых примеры 3 и 6 характеризую предлагаемый состав, а примеры 1, 2, 4, 5 даны в качестве сравнения. Пример 1. Коммерческий по лисахарид в порошке (Келзан MF), продаваемый фирмой Келко и син тезируемый действием микроорганизм Xanthamonas campestris на углеводы диспергируется обычным методом в рассоле, содержащем 5 г NaCB на ли при рН 8, предварительно отфильтро ванным на фильтре Миллипор 0,22 . Концентрация полисахарида в этом растворе доводится до 400 ппм разбавлением при помощи этого же пред варительно отфильтрованного рассол поддерживают раствор в состоянии покоя в атмосфере азота в течение 24 ч в соответствующем резервуаре. Потом производят фильтрование при нагрузке 1 кг/см2-этого раство ра, в первую очередь, на 3 фильтра Миллипор 3 ;0 и диаметром 142 мм, а затем на фильтре Миллипор 0,8/J и с таким же диаметром. Эта обработка очисткой имеет целью освобож дение раствора от бактериальных остатков. Затем указанный раствор вводится при помощи насоса при постоянном расходе, соответствующем повышению на 0,25 м/день, через фильтр Миллипор 3,,О и диаметром 47 мм,и содер-, жимое в носителе фильтра поддерживается при постоянной температуре З0с. Измеряют потери нагрузки на входе и выходе из фильтра с течением времени и выводят кривую снижения подвижности R в зависимости от вводимого объема (кривая 1, фиг.1). Установлено, что R повышается очень быстро с вводимым объемом и достигает величин порядка 850 и 1360 на 100 и 200 см вводимого раствора. Раствор, идентичный предыдущему, готовят и предварительно отфильтроБывают в таких же условиях, которые описаны выше,- и содержит бактерицид (азид натрия с 0,04 вес.%), его вводят при постоянной скорости 0,05 м/день в керн песчаника Фонтебло длиной 2 см и диаметром 5 см, проницаемость воды составляет приблизительно 45 миллидарси, пористость 9%. Измеряют развитие потерь напора на концах этого керна и делают вывод о снижении подвижности Кц. Установлено, что это снижение подвижности очень быстро возрастает в зависимости от числа объемов пор (Vp) вводимого раствора Келзана с относительной вязкостью 2,1 (табл.1). Раствор Келзана МГ, освобожденный от бактериальных остатков, забивает одновременно фильтр Миллипор З/ и среду сравниваемой проницаемости. Это забивание имеет место несмотря на предварительную очистку раствора полисахарида пропусканием при сильном давлении через 3 фильтра Миллипор 3 и фильтр О , 8 ,t| , I. Пример 2. Испытание по введению на фильтрах Миллипор применялось в экспериментальных условиях, идентичных условиям примера 1 с Ксанфлод, полисахаридом в порошке. используемом на месторождении и применяемом фирмой Ксанко, нефтяной отдел фирмы Келко. Установлено (фиг.1, кривая 2), что снижение подвижности возрастает с вводимым объемом и достигает величины порядка и 400 из 100 и 200 см раствора, вводимого с постоянной скоростью 0,25 м/день через фильтр Миллипор 3/ . Пример 3. Готовят ферментацией раствор биополимера типа Ксантана,используя Xanthamonas campestris штамм/NRRb в 1459, полученный из U.S.D.A. (Департамента сельского хозяйства США). Используют питатель.ную среду, имеющую следующий состав, г/л: Пептон4 Дрожжевой экстракт 3 Мальцэкстракт 3 К2.НР045 . MgS040,5 Глюкоза30 Дистиллированная водаДо 1 л (до полняется) Штамм Xanthamonas campestris сначала выращивается в трубках с агар-агаром (питательная среда плю агар-агар с 1 вес.%) в течение нес кольких дней при . При помощи подобной трубки засевают колбу Фер баха, содержащую 250 мл стерилизованной среды, и перемешивают в теч ние 72 ч на переменной мешалке при . По истечении указанного времени концентрация бактериальных кл ток составляет приблизительно 3 г/ (сухой вес). Отделяют более значительную часть клеток центрифугированием при нагрузке 30000 г (20 ми при ). вязкость раствора, измеренного при помощи вискозиметра Брукфильда типа LVT (25°С, 30 об/ модуль 4), составляет 390 сП. Концентрация соответствующего полисах рида, измеренная взвешиванием посл осаждения, проявки, затем сушки, составУхяет приблизительно 1,4 г/л. потом добавляют 0,04 вес.% (объем азида, натрия к раствору) и разбавляют в рассоле, дисциллированной воде плюс 5 г/л NaCB, чтобы содерж ние полисахарида было приблизитель но 400 ппм и вязкость приблизитель но 2 сП. . Как и для примера 1,производят затем очистку этого сырого раствор биополимера пропусканием, s первую , через 3 фильтра Миллипор 3 и затем через фильтр Миллипор 0,8/ при постоянном даэлении 1 кг/см . Потом производят введение этого раствора при помощи насоса из расчета, соответствующего постоянно скорости циркуляции 0,25 м/день, ч рез фильтр Миллипор 3/, экспериме тальная схема такая же, как схема примера 1. Измеряют потери загрузки на йхо де и выходе фильтра в зависимости от времени и составляют кривую сни жения R/, зависимости от вводимого объема V (кривая 3, фиг. 1 и 2). Установлено, что К остается посто ным в зависимости от вводимого объема и это несмотря на относител но более высокий вводимый объем, чем в опытах 1 и 2. Прямое использование ферментационной среды, предварительно очищенного и стабилизированного при помощи эффективного бактерицида, но без вьщеления полисахарида в форме порошка, не дает, следовательно, повода к забиванию фильтра Миллипор 3/ . Пример 4. Во фракции ферментационного раствора, полученной в примере 3, или в новом ферментационном растворе, приготовленном в условиях этого примера и освобожденном от максимальной части клеток центрифугирхэванием, отделяют биополимер, добавляя чистый метанол таким образом, чтобы его концентрация в конечной смеси была приблизительно 50 вес.%. Полученный таким образом осадок фильтруется, затем промывается чистым метанолом. Выделенный полисахарид затем снова растворяется в растворе с 5 г/л NaCt при концентрации 400 ппм и подвергается испытанию на вытекание при постоянн м расходе через фильтр Миллипор 3. Получают кривую 4 (фиг. 2), которая показывает постоянное повышение уменьшения подвижности н в зависимости от объема Л/ вводимого R 2000 на 480 см ввораствора, димого раствора. Пример 5. Другая фракция полисахарида, полученного в примере 3, сушится в сушильном шкафу (60°С) в течение 16 ч. Полученный продукт затем снова растворяется и доводится до концентрации 400 ппм в растворе с 5 г/л NaC8. Подвергают полученный раствор испытанию на вытекание при постоянном расходе через фильтр Миллипор 3/J и получают кривую 5 (фиг.2), которая также показывает постоянное повышение Н„. Получают, например, величину Е,,, равную приблизительно 200 на 600 см вводимого раствора. Пример 6. готовят раствор такого же биополимера, как в примере 3, но более концентрированный. Для этого культивируют Xanthamonas campestris (штамм NRR/ в 1459), как в примере 3, в колбах Фернбаха. За- . тем используют эти колбы (2 колбы по 250 мл) для посева в ферментер с полезным объемом 3 л, снабженный для работы стерильной аэрированной средой и снабженный также системами регулирования рН и температуры. Скорость перемещения составляет 1100 об/мин, расход воздуха 0,5VVm (объем воздуха/объем реактора/мин), температура . Величина рН поддерживается при 6,5 автоматическим добавлением нормального раствора КОН. Добавляют также после некото- i рого времени ферментации дополнительную глюкозу, вводя ее постепенно в раствор при помощи насоса. Всего использовалось для ферментации 50 г/л глюкозы. Результаты, соответствующие этой ферментации, приведены в табл.2.

По истечении 70 ч вязкость всегда измерялась вискозиметром Брукфильда при таких же условиях, как описано выше,она составляла 10700 с в соответствии с концентрацией биополимера, всегда измерялась взвешиванием после осаждения, промывки и сушки и составляла 22,8 г/л.

Ферментационная среда, после центрифугирования при 30000 г (20 мин при 5° С) и добавления 0,04 вес.% на один объем азида натрия, доводилась разбавлением до условий вязкости, близких к условиям примера 3, затем обрабатывалась и испытывалась, как указано в этом примере. Получают кривую 6 (фиг.2) которая практически не показывает забивания после подачи 600 см вводимого раствора из фильтра Миллипор 3 .

Другая часть этого ферментационного фильтрата, освобожденного от клеточных остатков центрифугированием при 30000 г (20 мин при ) также доводилась разбавлением до Объемы пор (V-i), см 0,8 11,2 15,4 26,5 32,4 Снижение подвижности (R) 1,69 4,03 i,29 4,9 5,2

вязкости, близкой к вязкости предыдущих примеров, затем очищалась, как в примере 1, .пропусканием при давлении 1 кг/см через 3 фильтра 3XJ , затем через фильтр 0,8/V.

Этот раствор, содержащий бактерицид (азид натрия, 0,04 вес.% объем), вводился при постоянной скорости 0,05 м/день в керн песчаника Фонтебло, идентичный примеру 1. Измеряют прогрессирование потерь напора на концах этого керна и делают вывод о развитии снижения подвижности R,. Установлено, что это снижение подвижности медленно возрастает в зависимости от числа объемов пор вводимого фильтрата культуральной жидкости с относительной вязкостью и 2 (табл.3), чтобы в конце стабилироваться до величины R,, которая немного ниже 4 на более 170 вводимых объемов пор.

Сравнивая результаты табл. 3 о результатом табл. 1, было установлено, что ферментационная среда, центрифугированная и защищенная эф.фективным бактерицидом, забивает пористую среду значительно меньше, чем коммерческий продукт в порошке, используемый в таких условиях.

Таблица 1

Таблица 2 41,7 47 58,2 73 79 ХОЗ 118; 7,3 8„7 14,8 18,1 20,9 28,7 30,7

Объем пор (Vp), см 1 2,4 5,2 15,0 23,0 30,5 Снижение подвижности (R)2,33 2,44 2,50 2,84 2,95 3,18

Таблица 3 60,8 81,4 99,7 127 173 3,75 3,81 3,86 3,92 3,92 Формула изобретения 1. Состав для вытеснения нефти, включающий раствор полисахарида и добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения фильтрационных свойств состава, в качестве раствора полисахарида используют фильтрат культуральной жидкости микроорганизма Xanthamonas campestris, производящего полисахарид, а в качестве добавки - бактерицидный агент причем компоненты взяты в следующих количественных соотношениях, вес.ч. Фильтрат культуральной жидкости 100 Бактерицидный агент 0,001-0,2

RM

1500

ГО О О

SOO 2.Состав по п. 1,отличающ и и с я тем, что в качестве бактерицидного агента используют азид натрия. 3.Состав по п. 1, отличающийся тем, что в качестве бактерицидного агента используют смесь 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-он и 2-метил-4-изотиазолин-3-он в количестве 0,001-0,1 вес.ч. Источники информации, принятые во- внимание при экспертизе 1.Патент США W 3766983,кл. 166-274, опублик . 23.10.73. 2.Патент США № 3532166,кл.166-274, опублик. 06.10.70. 7S-0