Способ поддержания внутрипластового давления Советский патент 1987 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к разработке и эксплуатации нефтяных месторождений, в частности к технологии поддержания внутрипластового давления путем закачки сероводородсодержащей сточной воды в пласт, и является дополнительным к авт.св. № 420760.

Целью изобретения является предотвращение снижения приемистости скважин.

Сущность изобретения сводится к следующему.

В оторочку подкисленной воды с рН не более 5 дополнительно вводят бихромат калия или бихромат натрия из расчета стехиометрического соотношения бихромат-иона и сероводорода сточной воды. Это предотвращает выпадение сульфида железа в пласте при контакте закачиваемой сероводородсодержащей воды и железосодержащей пластовой воды в случае, когда кислота оторочки подкисленной воды может нейтрализоваться частично при реакции с породой пласта и водородный Показа.тель оторочки возможно повысится более 5,

В отсутствие бихромат-иона , и при рН более 5 имеет место внутри- пластовая реакция при контакте закачиваемой и пластовой вод

.гFe2-

H,S

FeS4 + 2Н

(1)

При этом сульфид железа FeS (продукт реакции) выпадает в осадок, что приводит к уменьшению проницаемости пласта.

Связь между приемистостью скважины и проницаемостью выражается формулой

Itxln Fv-c

(2)

где Q - приемистость скважиныj

К - проницаемость пласта, Из выражения (2) следует, что снжение проницаемости пласта приводит и к снижению приемистости скважины, т.е. выпадение нерастворимого суль- ,фида железа в пласте ведет к снижению проницаемости пласта и приемистости скважин.

Согласно изобретению содержащийся в оторочке подкисленной воды би- хромат-ион окисляет сероводород в кислой среде согласно реакции

3H,S+4Cr,02-+ 26Н 3SOi- + 16Н,0 +

+ 8СгЗ

(3)

Сероводород, один из двух необходимых для образования сульфида железа компонентов, окисляется до сульфат-иона. Поэтому исключается образование сульфида железа по реакции (1)

Реакции (3), записанной в ионной форме, соответствует следующая химическая реакция с участием сероводо- рода закачиваемой -воды, а также би- хромата калия и: соляной кислоты из подкисленной оторочки:

ЗНгЗ

+

+ 26НС1-Сг, (S0.),+

f 3

20

+ GCrClj + 8КС1 +

(4)

Исходя из уравнения реакции (4), составляем пропорцию: для нейтрализации 3.-34 г Hj S необходимо 4-216 (бихромат-ион); для нейтрализации 1 г Н„

2 S необходимо Хг

X

1

г X 4 3 X 34

8,5

Цля нейтрализации 150 г по уравнению реакции (4) теоретически необходимо 1275 г бихромат-иона.

Таким образом, из стехиометрии следует, что для нейтрализации 1 г

сероводорода необходимо 8,5 г бихромат-иона, а для нейтрализации 150 г сероводорода - 1275 г бихромат-иона. Из выралсения (4) видно, что в отличие от реакции по формуле (1) введение в оторочку подкисленной воды бихромат-иона предотвращает образование нерастворимого сульфида железа.

Из выражения (3) видно, что в предлагаемом способе в реакцию с сероводородом вступают бихромат-йон и ион водорода. Поэтому катионом может быть любая соль двухромовой кислоты. Исходя из распространенности и совместимости с пластовыми водами, рекомендуется брать бихромат одновалентного щелочного металла натрия или калия.

Бихроматы калия и натрия являются сильными окислителями в кислой среде и выпускаются согласно ГОСТ.

Применение бихроматов: спичечная промышленность, пиротехника, фотография, химические реактивы.

3,1

Способ осуществляется в следующей последовательности.

До начала закачки сероводородсо- держащей воды в нагнетательнуй скважину закачивают оторочку из пресной воды, обработанной смесью кислоты и бихромата одновалентного щелочного металла с таким расчетом, чтобы значение рН было не более 5, а содержание бихромат-иона - по стехио- метрическому соотношению с сероводородом. После этого в скважину нагнетают сероводородсодержащую сточную воду.

Для подтверждения положительного эффекта изображения, а также необходимых количеств бихромат-иона провели экспериментальные исследования,

Через образцы карбонатной породы (диаметром 40 мм, длиной 130 мм, пористостью 22,3%) пропускали девонс1 1 1

10

10

10

50

50

50

50

50

0

10

10

О

3

5

О

50

70

250

300

350

600

850

950

100

150

014

кую воду с концентрацией ионов железа 220 мг/л, замеряя при этом проницаемость. После насыщения образца девонской водой закачивали подкисленную водную оторочку в количестве

5 мл с рН-4 (воду подкисляли соляной кислотой в количестве 0,12 г/л). Затем в образцы закачивали 15 мл пластовой воды, содержащей сероводород

(В количестве 1-150 мг/л. После 5 сут .

выдерживания определяли проницаемость модели пласта, В оторочку других опытов, кроме соляной кислоты, в водную оторочку добавляли бихроматион в количестве 3-950 мг/л. Концентрации сероводорода в воде охватывали весь диапазон известных. При проверке в лабораторных условиях использовали бихромат калия и соляную кислоту.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

-16,2

-8,3

-0,5

-17,1

-11,6

+0,2

-25,3.

-18,5

-1,3

-29,5

-18,2

-1,5

f1,5

-1,7

Как видно из таблицы, изобретение обеспечивает увеличение проницаемости примерно на 15% при содержаниях бихромат-иона в оторочке, близких к взятым из стехиометрического соотношения по С4) . При этом водородньш показатель воды после опытов изменился незначительно (с 4,0 до 4,3), что свидетельствует о сохранении кислой водной среды даже при воздействии на реактоспбсоб- ную карбонатную породу.

Пример. Сероводородсодержа- щую сточную воду с концентрацией сероводорода 100 мг/л закачивают в кар бонатньщ нефтяной пласт с железосодержащей пластовой водой.

Готовят оторочку подкисленной пресной воды с ,0, содержащей соответствующее количество соляной кислоты и бихромата калия. СодержаРедактор М. Келемеш

Составитель А. Бруслов Техред Л.ОЛИЙНЫ1С

Заказ 2399/27 Тираж 532

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

Продолжение таблицы

ние бихромат калия в оторочке таково, чтобы концентрация бихромат-иона из стехиометрического соотношения с сероводородом достигала значения 1008,5 850 мг/л. Закачивают подкисленную оторочку пресной воды в пласт в количестве 5% объема. Вслед за оторочкой в пласт закачивают серо- водородсодержащую сточную воду.

Формула изобретения

Способ поддержания внутрипласто- вого давления по авт.св. № 420760, отличающийся тем, что, с далью предотвращения снижения прие- мистости скважин, оторочка из подкисленной воды с рН не более 5 дополнительно содержит бихромат калия или бихромат натрия из расчета стехиометрического соотношения бихромат-иона и сероводорода сточной воды.

Корректор-Е.Рошко

Подписное

Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений и позволяет предотвратить снижение приемистости скважин за счет увеличения проницаемости пласта. Для осуществления способа в нагнетательную скважину сначала закачивают оторочку из подкисленной воды с рН не более 5, дополнительно содержащей бихромат калия или натрия из расчета стехиометрического соотношения бихромат-иона и сероводорода сточной воды. Затем в скважину нагнетают сероводородсодержащую сточную воду. Содержащийся в оторочке подкисленной воды бихрома -ион окисляет сероводород в кислой среде до сульфат- иона. Это исключает образование сульфида железа, который вьтадает в осадок при контакте закачиваемой серо- водородсодержащей воды и железосодержащей пластовой воды. В результате обеспечивается увеличение проницаемости примерно на 15%, а водородный показатель изменяется незначительно, свидетельствуя о сохранении кислой водной среды. 1 табл. i (Л CCI