Способ добычи нефти Советский патент 1986 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к способу добычи нефти- на нефтяных месторожде- ниях посредством закачки в пласт водных растворов сополимеров.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет высокой устойчивости к электролитам и термостабильности.

Сополимеры состоят в статистическо распределении-по 5-60 мас.% из остатков формулы (), 2-40 мас,% из остатков формулы (и) и по 38-93 мас.% из остатков формулы (1П) или их продуктов гидролиза,

Сополимеры по предлагаемому способу являются еще частично омьтенны- ми. В качестве омьтяющего средства можно применять каждое водорастворимое основание,сила которого достаточна для реакции с гидролизуемыми группами. Однако предпочитают NaOH , КОН, NHj ИЛИ-нейтральные, или кислые соли щелочных металлов (в частности, соли натрия или калия) и аммониевые соли угольной, борной или фосфорной кислот. Омыляющее средство прибавляют либо уже к раствору мономера, либо перемешивают с полимеризатом. Омыление осуществляют во время экзотер мически протекающей полимеризации или путем нагрева по окончании полимеризации.

Полученные таким образом сополимеры можно непосредственно растворить в воде после механического измельчения пригодными аппаратами и примеЙЯТЬ.

Однако их также можно полут ить после удаления воды путем известных процессов высушивания в твердом виде и растворить их в воде лишь при их применении.

В примерах и таблицах даны следующие сокращения: акриламид AM; К - винил-М-метилацетамид BHMAj N -ви- нилпирролидон ВИЛИ; 2-акриламидо-2- метилпропансульфоновая кислота А1ШК; винилацетамид ВА; винилформамид ВФ; а-винилсульфонат натрия ВС,

Для нейтрализации составов применяют следующие основания: NoOH Aj КОИ Б ; ЯК В ; диметил-|В-окснэтил- амин Г .

В качестве катализаторов применяю перекись дисульфата аммония ПДА; ди- бутиламь1онийхлорид ДВА,

П р и м е р 1. В полимеризацкюн- ной колбе емкостью 2л, снабженной

крЫ1П}сой плоской шлифовки, мешалкой, термометром и газовводной трубкой, растворяют в 560 мл деионизированной воды ЗОг и нейтрализуют с помощью КОН. Затем прибавляют 160 г AM, 42,8 г и 10 г N -винил-N-мeтил- ацетамида и при перемешивании и пускании азота при 20-21 С растворяют 15 мин, прибавляют 4 г 0%-ного раствора дибутиламмонийхлорида, вводят при перемешивании,в течение 15 мин азот, прибавляют 120 мг ПДА, растворенной в 8 г воды, и при пропускании азота перемешивают еще 3 мин при по- вьппенных числах оборотов. Пропускание Nj заканчивают и удаляют газовую трубку и мешалку. После индукционного периода (приблизительно 45 мин) начинается полимеризация, причем внутренняя температура повьшгается до 67 с и раствор превращается в гель стабильной формы.

Затем полимеризат нагревают еще 2 ч до ВО С, Измеренные вискозиметром Брукфильда при градиенте сдвига D 7,,3 вязкости составляют при 20°С: д 42,5 Мпа-с в 0,05%-ном водном растворе 3,5°(j;, 18,7 мПа-с в 0.2%-ном водном растворе с содержанием соли 130 г NaCE и 1 л.

10

Известные сополимеры показьгоают измеренные при тех же условиях вязкости д до 80% ниже указанных, вязкости g до 60%. ниже указанных.

П р. и м е р 2, В полимеризацион- ной колбе емкостью 2 л, снабженной крьгапсой плоской шлифовки, мешапкой, термометром и газовводной трубкой, прибавляют к раствору 23 г Г(а ОН в 560 г деионизированной воды пр:ч охлаждении и перемеш.ивании и пропускании азота по порциям 120 г AMIIK, затем 76 г AM и 4 г ВИМА, Перемешивают приблизительно 15 мин, прибавляют 4 г 10%-ного раствора дибутиламмониг :хлори- да5пропускают при дальнейшем перемешивании в течение 1 5 мин азот, затем прибавляют 120 мг ПСА растворенной в 8 г вода, и при пропускании азота перемешивают еще 3 мин при повыше:нных числах оборотов. Пропускание W,: заканчивают и удаляют газовводнук труб- ку и мешалку. После индукционного

периода (приблизительно 30 мин) начинается полимеризация, причем внутренняя температура повьшгается до 58 с и

раствор превращается в ной формы.

Получают следующие вязкости (температура измерения 20 с), мПа-с : : д 38,2 : 7 7,2.

Испытания на применяемость: устойчивость к сдвигу,

При испытании на пригодность предлагаемого сополимера для применения при третичной добычи нефти устойчивость к сдвигу является наряду со свободной от остатков растворимостью важным критерием предварительного выбора.

Для испытания устойчивости к сдвигу растворяют 500 ч./милл. сополимера (применяемое количество в расчете на содержание действующего начала) в пресной воде с жесткостью в 3,5 (немецкие градусы жесткости), т.е. 35 мг СаО/л. После этого осуществляют при комнатной температуре первое измерение вязкости (А) , Затем опре- делен11ое время раствор перемешивают с помощью быстровращающейся мещалки и снова измеряют вязкость. Частное обоих коэффициентов вязкости

фактор (сдвиг) является мерой нагружаемости усилиями сдвига промывной среды при указанных условиях опыта. Для выбора сополимеров установлены следующие факторы (табл. () :

Сополимер примеру)

37 41 43 47 54

(по Фактор (сдвиг)

0,68 0,64 0,73 0,63 0,72

Данные для остальных сополимеров находятся в том же порядке величины. Стандартные сополимеры из акриламида и акриловой кислоты дают при тех же условиях опыта данные для фактора (сдвига) от 0,55 до 0,40 и ниже. Измерение вязкости осуществляют вискозиметром.

Инъецируемоеть. Дпя нагнетания промывной среды через зону для инъекции в месторождение и для безупречного процесса промывания внутри фор

мации необходим раствор, свободньп1 от твердых веществ и набухающих частиц.

Дпя определения инъецируемости растворов сополимеров стеклянные трубы, наполненные песком, промывают в течение суток при комнатной температуре определенным потоком постоянного объема. При этом определяют давление промывной среды до поступления I в промьгеную трубу через 1 ч (Р) и сутки (Рг)

./Р,

Фактор (инъецируемоеть) Р является мерой инъецируемости промывной среды при указанных условиях, Для этих опытов применяют растворы 1000 ч./милл. сополимера в морской воде, состоящей из 130 г МаСР и 10 г CaCt на I л. Для выбора сополимера установлены следующие факторы:

5

Сополимер примеру)

1

2

37

41

43

47

54

(по

Фактор (инъецируемое ть)

1,12 1 , 10 1,07 1,09 1,05 1,00 1,04

Растворы с высокими процентами гелевых частиц, которые иногда возникают с обычными полимери затами из акриламида/акрилата, показывают данные 1,9 и больше и приводят к засорению песчаной набивки.

Вязкость. Рещающим критерием экономичности добавки средства промывания является высота его вязкости в данной, часто солевой среде месторождения и промывной воде при соответствующей температуре месторождения. При применении акриламидсодержащих полимеров их вязкость определяется присутствием двухвалентных катионов (в частности ионы кальция и магния).

Определяют следующие коэффициенты вязкости в вискозиметре. Brook fie Ed при градиенте сдвига D 7,3 с при для водных, содержащих 2000 ч./милл. сополимера, солевых растворов (l30 г NaCE и 10 г СаСЕг на I л).

(по

Вязкость, мПа с

6,3

7,7 5,4 6,0 5.3 3,3 4,9

Стандартные сополимеры показывают при тех же условиях значительно более низкие данные.

Термостабильность, Другим важным критерием оценки полимеризатов для третичной добычи является долговременная стабильность растворов при термическом нагружении. При этом вязкость промывных сред не должна значительно уменьшаться и они не дошкны иметь склонность к коагуляции. Водные растворы, содержащие 2000 ч./милл сополимера, 130 г NaCg и 10 г СаСЕ, хранят для испытания термостабильности при повьппенной температуре, В определенные интервалы времени отбирают пробы, охлаждают до комнатной температуры и затем измеряют вязкость. Измеренные коэффициенты вязкости относятся к данным, получаемым до начала хранения. Таким образом, 100% означает полное сохранение вяз- ко.сти.

Как следует из данных табл.2, предлагаемые сополимеры в виде, водных солевых растворов показьгаают хорошие или даже очень хорошие стабиль ности.

Растворы остаются чистыми и прозрачными за исключением раствора с сополимером примера 4, которьй по- казьтает слабое помутнение. Стан- дартные сополимеры показьгоагот при одинаковых условиях испытания значительно более сильное снижение вязкости и склонны к осажден по водонера створимьгх осадков,

Подвижность, Происходящее многократное обезмасливание при промывании маслосодержащих пористых ropi№ix и песчаных слоев с применением водорастворимых полимеров исследуют ла- бораторныни опытами. Проводимые при этих испытаниях промьгоания осуществляют в промывных трубках с песчаной

набивкой, которые наполнеггы обезга- зованным маслом данного месторождения, т.е. мертвым маслом. Аппаратура для промьшания состоит из бакэв для хранения различных промывных ;ред, автоматического самопишущего манометра, насоса для подачи пром1ывнЪй среды, промьгоной трубы, а также автоматического сборника для улавливания злюатов,

С помощью насоса перекачивают про- 1чьгоные среды с постоянным объ(гмньгм 1расходом из резервуаров в песчаную набивку, насыщенную нефтью и нагре- тую до . В параллельно проходящем слепом опыте промьгеают искл1зчитель- но синтетической пластовой водой, В дополнительно включенном сборнике элюаты после их прохождения через песчаную набивку отдельно уланливают и определяют по объему. Сравнение ползгченных количеств нефти в сборнике из опытов промьшания различными предлагаемыми сополимерами в 1 :ачест- ве добавок к средствам промывс1ния с теми без полимерной добавки дс казы- вает повьш1ение количества извг(ечен- ной нефти при использовании П1;1едла- гаемьк соединений.

Основ.ой промьшных сред спул:ит соленая вода, содержащая 130 г aCg и

0 г СаСЕ2 на I л,, которую применяют либо с указанными добавками, либо без них, В качестве сопоставительног продзлста используют частичный гидро- лизат примера 2, а в качестве предлагаемого продукта-сополимерпримера.

При добавлении 0,002-0,5% предлагаемого сополимера к жидкостям для третичной добычи нефти можно вымывать из нефтеносной породы выше 90% нефти, даже высоковязкой нефти, которая встречается, например, в Венесуэле, Таким образом, при дальнейшем повьшюнии количества добавок не достигают значительного повьшения количества нефти, так как нельзя вымывать более чем 100% нефти. Дальнейшее повышение количества добавок приводит к повышению расходов на процесс вымывания без соответ ствуюш;его повьппения выхода нефти (табл,5).

При применении свежеизготовг;енных растворов полимера для сопоставительных продуктов А и Б образуется общее обезмасливание в 85 и 82% соответ- ств.енно.

71237089

При хранении в течение 8 дн, при дуктов у сопоставительных продуктов способу степень обезмасливания понижается дО; остается 61 - 62 %, в то время как у про- нения.

8

согласно предлагаемому степень обезмасливания фактически без измеТ а в л я ц а t

237089

10 Продолжение табл.1

11

Принечание. В примерах И, 20 и 51 «место ВИМА кспольэукут ВФ, примерах

13, 14, 31, 53 и 62 - ВА, в примере 69 - -ЦгвннилеИя етялформамнд, в примере 70 - жИгвимилацетамид, в примере 71 - яннилг11 вткп- ацетамид, в примере 72 - памндгИгвнннлгНгнетпл-пропноновойкислоты, в примере 73 - гамид -Сгвинил-пройионовойкйслоты.

Таблица 2

Сопоставительный0,002

Предлагаемый0,002

Сопоставительный0,02

Предлагаемый0,2

1237089

12 Продолжение табл.1

Продолжение табл.2

Таблица 3

Африка

То же

11

Венесуэла

13

Редактор Н, Гунько

Составитель И Лопакова

Техред О.Сопко Корректор В.Синицкая

Заказ 3102/60 Тираж 548Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

123708914

Продолжение тябл.З

Таблица 4