СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СУЛЬФАТИЗИРОВАННОГО КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ Советский патент 1994 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к газоперерабатывающей промышленности, в частности к составам для обработки сульфатизированного карбонатного продуктивного пласта.

Целью изобретения является повышение породорастворяющей и углеводородвытесняющей способности состава.

Состав по изобретению содержит следующие компоненты, об. % :
Ассоциация бактерий
метантенков, содер-
жащая сульфатвосста- навливающие бактерии 0,1-0,5
Водный 0,5-5,0% -ный
раствор метанола в микро-
биологически очищенной
сточной воде или метанольные
стоки с содержанием метанола 0,5-5,0% 99,5-99,9
Описываемый состав готовят путем внесения в водный 0,5-5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или в метанольные стоки с содержанием метанола 0,5-5,0% гипса в количестве 50-200 г/м³ и бактерий метантенков в анаэробных условиях с последующей выдержкой смеси не менее 1 сут.

Сульфатвосстанавливающие бактерии ассоциации бактерий метантенков вступают в микробиологическое взаимодействие с карбонатной сульфатизированной породой продуктивного пласта с последующим образованием в пласте сероводорода, повышением пластового давления, что обеспечивает вытеснение углеводородного сырья к добывающим скважинам. Микробиологически очищенная сточная вода или вода метанольных стоков является культивационной средой для ассоциации бактерий метантенков, а также средством доставки бактерий в обрабатываемый пласт. Метанол служит питательной средой для жизнедеятельности ассоциации бактерий метантенков. Гипс также является питательной средой для сульфатвосстанавливающих бактерий, находящихся в ассоциации бактерий метантенков.

Нахождение указанного состава в продуктивном пласте сопровождается образованием биогенных ПАВ и новообразованием углеводородов малой молекулярной массы, что также способствует интенсификации добычи нефти.

Для количественного определения потребляемых сульфатвосстанавливающими бактериями гипсов и подбора оптимального внесения их в состав в герметично закрывающиеся склянки объемом 500 мл вносили определенные количества основных компонентов предлагаемого состава, приведенные в табл. 1.

Составы готовили в метанольных стоках с содержанием 0,5-5,0% метанола или в водных 0,5-5,0% -ных растворах метанола в микробиологически очищенных сточных водах газоперерабатывающего завода, имеющих следующий состав: ХПК, мл О₂/л 500-1500 Метанол, % Следы - 0,04 Углеводороды, мг/л 50-400 Сероводород, мг/л 0,5-2,0 NH₄⁺, мг/л 50-150 РО₄, мг/л 10-30
В качестве основного источника сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) брали отстоявшийся сброженный осадок бактерий метантенков городской станции аэрации с содержанием СВБ 2,3˙ 10⁶ кл/мл. В качестве источника твердых сульфатов (гипса) использовали измельченный до порошкообразного состояния образец керна из добывающей скважины.

После внесения всех компонентов склянки герметизировали резиновыми уплотнениями. Создание анаэробных условий, необходимых для развития сульфатвосстанавливающих бактерий, осуществляли путем откачки воздуха из газовой фазы склянок и заполнения ее инертным газом, например аргоном. Культивирование проводили в течение 1 сут в термостате при 30^оС и в течение 12 ч (состав 3).

Определение потребленных микроорганизмами сульфатов проводили косвенным методом путем пересчета на сероводород, образованный СВБ. При этом сероводород из газовой фазы каждой склянки через систему шлангов и игл отдувался аргоном в геpметично закрытую склянку с поглотительным раствором ацетата кадмия. Количество сероводорода определяли методом йодометрического титрования поглотительного раствора. Растворенный в жидкой фазе сероводород анализировали этим же методом непосредственно в пробе. Количество оставшегося (непотребленного) гипса (составы 4, 5 и 6) определяли весовым методом.

В начале и в конце опыта методом предельных разведений на среде Посгейта "В" для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий осуществляли количественный учет. Микробиологические работы проводили на лабораторном стенде для культивирования анаэробных микроорганизмов с применением техники работы по Хангейту.

Результаты количественного учета СВБ приведены в табл. 2.

Как показывают результаты опытов, внесение гипса в концентрации более 200 мг/л (г/м³) нецелесообразно, так как в случае его неполного потребления при последующей обработке пласта оставшийся гипс будет участвовать в процессах микробиологической сульфатредукции, снижая тем самым породорастворяющий эффект пласта. Кроме того, внесение гипсов в концентрации более 200 мг/л практически не приводит к увеличению количества СВБ, культивируемых в течение 1 сут. Внесение гипса в количестве меньшем 50 г/м³ (состав 7) недостаточно для создания условий для направленного культивирования сульфатредукторов. Выдерживание состава менее 1 сут (состав 3) не позволяет получить достаточное количество СВБ.

Приготовление состава предлагаемым способом не требует, как в известном способе, предварительных операций термообработки, раздельного приготовления компонентов состава и занимает меньше времени, что упрощает и ускоряет приготовление состава.

Для исследования породорастворяющих свойств и определения оптимальной концентрации метанола в предлагаемом составе в лабораторных условиях были приготовлены 6 смесей. Для приготовления смесей в 6 склянок емкостью 500 мл заливали 0,9; 1,5; 6,0; 12,0; 15,0; 18,0 мл метанола, что соответствовало 0,3; 0,5; 2,0; 4,0; 5,0; 6,0 об. % , добавляли биологически очищенную сточную воду очистных сооружений в количестве 200 мл, вносили по 1,5 мл сброженного осадка бактерий метантенков городской станции аэрации с содержанием СВБ 2,3˙ 10⁶ кл/мм и доводили объем жидкой фазы склянок микробиологически очищенной сточной водой до 300 мл. В приготовленные смеси вносили 30 мг измельченного до порошкообразного состояния образца керна из скважины.

После внесения всех компонентов смесей склянки герметизировали резиновыми уплотнениями. Для культивирования СВБ склянки выдерживали в течение 1 сут в термостате при 30^оС. После завершения процесса культивирования химико-аналитическими методами определяли концентрацию метанола в полученных составах и доводили ее до первоначальной. На среде Посгейта "В" для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий проводили количественный учет СВБ в каждом составе.

Содержание компонентов в приготовленных составах и результаты количественного учета СВБ приведены в табл. 3.

На лабораторной установке исследования проницаемости керна проведена обработка (закачка) образцов керна приготовленными составами. Предварительно в образцах керна была исследована проницаемость. Масса каждого образца до обработки составляла 5 г.

После закачки каждый образец помещали в соответствующий состав, обеспечивали анаэробные условия и выдерживали в термостате при 30^оС в течение 30 сут. По истечении данного времени проводили количественный анализ образовавшегося сероводорода. При исследовании породорастворяющих свойств данных составов учитывали массу в конце опыта каждого образца керна, определяли его абсолютную проницаемость.

Экспериментально обосновано содержание компонентов состава по изобретению, обеспечивающее повышенную породорастворяющую способность и увеличение проницаемости обрабатываемого пласта. Оптимальное содержание метанола в составе находится в пределах 0,5-5,0 об. % , так как при добавке метанола в количестве 0,3 об. % породорастворяющий эффект недостаточно высок (на уровне прототипа), а увеличение концентрации метанола свыше 5,0 об. % ингибирует процесс микробиологической сульфатредукции и тем самым снижает эффективность разрушения гипса.

Оптимальным является количество вносимых бактерий метантенков 0,1-0,5 об. % . Внесение меньшего их количества (0,05 об. % ) недостаточно для получения состава с необходимым количеством СВБ, что снижает прородорастворяющий эффект. Внесение их в количестве, большем 0,5 об. % , не дает дальнейшего повышения породорастворяющих свойств состава.

При определении влияния на породорастворяющую способность состава присутствия в нем метанола, а также при выяснении значимости предварительного внесения гипса при приготовлении состава, с целью адаптации СВБ к потреблению его, в лабораторных условиях готовили известный состав известным способом, известный состав с предварительной адаптацией на гипсе, предлагаемый состав без предварительной адаптации на гипсе и предлагаемый состав с предварительной адаптацией на гипсе.

В приготовленные составы вносили одинаковое количество измельченных до порошкообразного состояния образцов керна из скважины и выдерживали в анаэробных условиях до полного потребления сульфатов. О степени потребления породы судили по количеству образованного СВБ сероводорода. Анализ газовых фаз опытных склянок на количественное содержание сероводорода проводили через каждые 3 сут. При этом определяли период адаптации микроорганизмов к условиям опыта (до момента интенсивного образования сероводорода) и время растворения породы (измельченного образца гипса).

Результаты опытов представлены в табл. 4.

Наличие в составе метанола значительно влияет не только на повышение породорастворяющей способности, но и на сокращение периода адаптации микроорганизмов (СВБ) к пластовым условиям, а именно к твердым сульфатам пород как акцептору электронов. Это объясняется особым влиянием, которое метанол оказывает на процесс усвоения твердых сульфатов сульфатредукторами.

На сокращение периода адаптации влияет выдерживание смеси компонентов состава на гипсах при приготовлении. Даже в отсутствие метанола внесение гипсов в приготавливаемый состав позволяет сократить время последующей адаптации бактерий к условиям пласта на 2 сут.

Совместное действие метанола и выдерживания состава на гипсах приводит к практически полному отсутствию периода адаптации. На интенсивность усвоения сульфатов пород непосредственно в условиях пласта предварительная адаптация составов на гипсе практически не влияет.

Экспериментами подтверждена повышенная способность состава по изобретению к вытеснению углеводородов. Результаты экспериментов приведены в табл. 5.

Введение в состав метанола в количестве менее 0,5% не эффективно, так как количество вытесненной нефти уменьшается. Введение в состав для обработки нефтегазового пласта метанола более 5,0% нецелесообразно, так как коэффициент вытеснения нефти также снижается вследствие ингибирующего влияния большой концентрации метанола на процесс жизнедеятельности микроорганизмов.

Согласно изобретению на газоконденсатном месторождении произведена опытная обработка призабойной зоны и пласта в зоне скважины.

Геолого-промысловые сведения следующие: забой пробуренный 1830 м, искусственный 1802 м; глубина спуска колонны 1591 м; интервал перфорации (открытый ствол) 1830-1591 м; насосно-компрессорные трубы (НКТ) 100 мм; глубина спуска НКТ 1798 м; дебит газа 30 тыс. м³/сут; давления: Р пласт. 128 атм; Р_гол стат. 105 атм; Р_гол дин. 71 атм.

Продуктивная толща общей мощностью 113 м сложена отложениями сакмароартинского возраста, представленными известняками с повышенным содержанием сульфатов и битумов.

В скважину закачивали 127 м³ ассоциации бактерий метантенков; 165 м³ ассоциации бактерий активного ила очистных сооружений газоперерабатывающего завода; 8 м³ технического метанола.

В 300 м³ состава содержатся ассоциации бактерий метантенков с сульфатвосстанавливающими бактериями 1,5 м3 (0,5% ); метанол 8 м³ (2,6% ); микробиологически очищенная сточная вода остальное.

Закачку осуществляли порциями по 20,0 м³ указанного биосостава. Предварительно в каждую порцию вносили гипс из расчета 20 г/м³, т. е. 4000 г на одну порцию (20 м³), и полученную смесь выдерживали в герметичной емкости объемом 20 м³ без доступа кислорода в течение 1,5 сут. Затем порцию приготовленного таким же образом состава закачивали в пласты. (56) Розанова Е. П. , Кузнецов С. И. Макроорганизмы нефтяных месторождений. М. : Наука, 1974, с. 69.

Авторское свидетельство СССР N 1289121, кл. Е 21 В 43/22, 1984.

Изобретение относится к газоперерабатывающей промышленности-сти. Цель изобретения - повышение породорастворяющей и углеводородвытесняющей способности состава. Состав содержит следующие компоненты, об. % : ассоциация бактерий метантенков, содержащая сульфатвосстанавливающие бактерии 0,1 - 0,5; водный 0,5 - 5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или метанольные стоки (с содержанием метанола 0,5 - 5,0% ) 99,5 - 99,9. Состав готовят путем введения гипса в кол-ве 50 - 200 г/м³, и бактерий метантеков в водный 0,5 - 5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или в метанольные стоки. Выдерживают полученную смесь в течение 1 сут. Бактерии вступают в микробиологическое взаимодействие с карбонатной породой продуктивного пласта, что обеспечивает вытеснение углеводородного сырья к добывающим скважинам. 2 с. п. ф-лы, 5 табл.

1. Состав для обработки сульфатизированного карбонатного пласта, включающий ассоциацию бактерий метантенков, содержащую сульфатвосстанавливающие бактерии, отличающийся тем, что, с целью повышения породорастворяющей и углеводородвытесняющей способности состава, он дополнительно содержит водный 0,5 - 5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или метанольные стоки с содержанием метанола 0,5 - 5,0% при следующем соотношении компонентов состава, об. % :
Ассоциация бактерий метантенков, содержащая сульфатвосстанавливающие бактерии 0,1 - 0,5
Водный 0,5 - 5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или метанольные стоки с содержанием метанола 0,5 - 5,0% 99,5 - 99,9
2. Способ приготовления состава для обработки сульфатизированного карбонатного пласта, отличающийся тем, что в водный 0,5 - 5,0% -ный раствор метанола в микробиологически очищенной сточной воде или в метанольные стоки вносят гипс в количестве 50 - 200 г/м³, бактерии метантенков и выдерживают полученную смесь в течение времени не менее 1 сут.