Способ разработки нефтяных месторождений с химически восстанавливающей пластовой средой Советский патент 1991 года по МПК E21B43/22 E21B33/138 

Изобретение относится к нефтяной промышленности и применется гри разработке нефтяных месторождений с химически восстанавливающей пластовой средой (содержание сероводорода и двухвалентного железа а пластовой воде сульфида железа в породе пласта и т.п восстановителей)

Цель изобретения - повышение эффективности процесса путем улучшения фильтрационных и водоизолирующих свойств , раствора за счет образования сшитого полимера в пористой среде пласта

В пласт закачивают водный раствор 0,01-1 0% полиакриламида и 0,005-0,05% хромата или бихромата одновалентного катиона с рН 1,0-4,0

До закачки в пласт водного раствора см°си полиакриламида и хромсод ожащего соединения в активной форме (калийхромо- вые квасцы в воде диссоциируют с образованием трехвалентного катиона хрома) по способу-прототипу в водном растворе образуются микрогелевые частички полимера сшитого катионом, хрома Эти частички по своим размерам значительно превосходят размер пор, и при закачке раствора полимера и калийхромовых васцое фильтрация его в пласт быстро затухает, в результате чего пласт проробатывается сшитым полимером неглубоко Это существенно снижает эффективность закачки раствопа полимера , поскольку вода, зака иваемая в

о к

ч,

О х

ОС

пласт за раствором, быстро обходит небольшую часть закупоренной призабойной зоны пласта, за счет низких водоизолирующих свойств полимерного раствора.

По данному способу до закачки в пласт раствора полимера с бихроматом при рН 1-4 полимер в водном растворе не сшивается, поскольку хром находится в окисленной недиссоциированной форме, и раствор фильтруется в пласт легко. Но по мере движения по пласту кислота, находящаяся в закачиваемом растворе полиакриламида с бихроматом реагирует с породой, в частности, с сульфидом железа с выделением сероводорода, который реагирует, например, с бихроматом калия в кислой среде, образуя катион хрома по реакции

СГ20$ +ЗН25 4- 8H+- 2Cr3++3S + 7H20 (1)

Катион хрома далее реагирует с карбоксильной группой полипкрилэмида, образуя сшитый полимер, в отличие от способа-прототипа, в пористой среде. Поскольку сшивка полиакриламида катионом хрома проходит в объеме поры, то образуется микрогелевая частичка сшитого полимера по размерам меньшей или соразмерной с размером пор пласта. В результате сшитый полимер легче, чем по способу-прототипу, движется по пористой среде вглубь пласта (лучше фильтрационные свойства его), обеспечивая тем самым глубокую его проработку по высокопроницаемой части. Вода, закачиваемая за оторочкой водного раствора полиакриламида и бихромата по данному способу, подключает в разработку слабодренируемые нефтенасыщенные про- пластки на значительных расстояниях от нагнетания. В результате охват пласта заводнением, а следовательно, и его эффективность повышаются.

Способ применим на нефтяных месторождениях, имеющих пластовую химически восстанавливающую среду (сероводород в пластовой и закачиваемой воде и нефти, сульфид железа в породе пласта, двухвалентное железо в пластовой и закачиваемой воде). Содержание восстановителя в пластовых условиях весьма разнообразное, поэтому, в случае большого его содержания (выше расчетного по реакциям (1) и

CrjCtf- + 6Fe2+ + 14H+ + вРв34 + 7HjO).

перед водным раствором полиакриламида и хроматами закачивают водный раствор окислителя - хроматов, которые нейтрализуют избыточное количество пластового восстановителя, обеспечивая, тем самым, благоприятные условия для образования сшитого полиакриламида.

Следующий пример иллюстрирует фильтрационные и водоизолирующие свойства водного раствора сшитого полиакриламида по данному способу и по

способу-прототипу и аналогу (раствора полимера).

Готовят на воде с содержанием солей 1,27% 0,01-0,5%-ные водные растворы полиакриламида (ПАА) мол. мае. 16 млн и степенью гидролиза 19% моль и используют их по способу-аналогу. Затем в эти растворы по способу-прототипу вводят требуемое количество 1 %-ного водного раствора калий- хромовых квасцов (КХК), а по данному способу 10%-ную соляную кислоту до рН 1-4, а после этого требуемое количество (0,005- 0,5%) бихромата калия (БХК), либо бихромата натрия (БХН), либо хромата калия (ХК). В качестве химически восстанавливающей пластовой среды берут породу с восста новителем: песок в смеси с 3%

пирита-сульфида железа (FeS), песок с 10%

гГолимикта, содержащего природный пирит

и сульфид натрия, и один полимикт, содержащий большое количество указанных восстановителей.

Приготовленные полимерные растворы испытывают на фильтрационную и водоизо- лирующую способность по следующей методике.

Модель пласта (керн) длиной 9 и диаметром 2,5 см с промежуточной точкой отбора давления на расстоянии 4,5 см от входа в модель, представленную насыпной одной

из вышеуказанных пород проницаемостью 3,9-30,3 мкм , насыщают под вакуумом водой с содержанием солей 1,27%, затем датчиком постоянного расхода закачивают нефть вязкостью 8,8 МПа-с до создания неподвижной связанной воды, и затем прокачивают со скоростью 7,18 м/сут воду с содержанием солей 1,27% до неснижаемой остаточной нефтенасыщенности в керне (25-30%). Модель готова к исследованию.

Через керн с остаточной нефтенасы- щенностью прокачивают с той же скоростью два объема пор керна испытываемого полимерного раствора, фиксируя в конце закачки давление на входе и в промежуточной

точке модели, дают выдержку 16 ч и затем закачивают 4 объема пор керна воды с содержанием солей 1,27%. По манометрам определяют давление на входе и в промежуточной точке, рассчитывают подвижность состава Ас, воды до закачки состава Яе и после закачки состава Ав , а по подвижности рассчитывают фактор R и остаточный фактор сопротивления ROCT на входе и в промежуточной точке по формулам

. D-

По величине R и ROCT в промежуточной точке судят о водоизолирующих свойствах растворов сшитого полимера, а по отношению RBX или ROCTBX на входе к Rnp или Rocinp в промежуточной точке судят с фильтрационных свойствах их. При этом, чем выше отношение RBX/Rnp или ROCT8x/RocTnp, тем хуже фильтрационные свойства растворов, и чем выше Rnp и Rocrnp в промежуточной точке, тем лучше водоизолирующие свойства их.

Результаты исследования свойств по- лимерных водных растворов по данному способу, способу-прототипу и способу-аналогу приведены в таблице

Из таблицы видно что фильтрационные свойства полимерного состава по данному способу значительно лучше, чем по способу- прототипу (сравните опыт 2RBX/Rnp 0,9 с опытом (1), где RBX/Rnp 28,5-220 по способу-прототипу) что обеспечивает глубокую закачку сшитого полимера в пласт по данно му способу, я следовательно и продплжи- „ibhyio эффективность его по срапнению со способом-прототипом Кроме этот во- дгизолпрующие свойства сиытого ,олимэ PJ, образовавшегося с пористой среде по данному способу, З1,ачи( льно (в -36 раз) вишь, чем по способу-прэт типу (pai чин- R и ROCT з промежуточной тонке опы-а 2 - 1)

По сравнению со способом-анзг го 1 данный способ показывает ,тельно лучшие водоизолирующие свойс-вч .овеем диапазоне исследованных к нценгр ции полиакриламида (0,,5%), сиивстел- любого типа (0,005-0.05 БХК, БХН ХК) при рН 1-4 (сравните ROCT опыюв 2 и А с 3, 5 с 6. 7 с 8, 9с 10).

Необходимо отметить, чго в опытах ьа по тимикте - породе с большим содержанием химического езсстановитепя - эффектив- ность как данного способа так и способа-аналога одинаковы (сравииге опыт 11 о 10). И только после закачки 8 пор 0 и5%-ного водно о растворэ окислителя ЬХН в качестве реагента нейтрализую- щсго избыточный восстановитесь в породе,данный способ значительно превосходил способ-аналог по водои олирующим свойствам (сравните опыт 9 с 10).

Таким образом, исходя из полученных результатов данный способ разработки путем закачки в пласт водного раствора 0.01-0,5%-ного полиакриламида и 0,005-0,05%-ного хромата и бихромата одновалентного катиона с рН 1-4 значительно эффективнее известных способов разработки за счет лучших фильтрационных и водоизолирующих свойств. С целью сохранения эффективности предлагаемого способа на месторождениях с большим содержанием химического природного восстановителя, перед закачкой раствора полимера со сшивателем закачивают водный раствор окислителя - хроматы.

В промысловых условиях способ разработки реализуется путем закачки в пласт раствора полиакрипамида с сшивателем в объеме, обеспечивающем снижение приемистости скважин на 20-50%, после чего закачивают воду

Способ может быть использован для изоляции притока воды в нефтедобывающую скважину путем закачки в нее 2-10 м на метр толщины пласта водного раствора полимера с сшивателем при рН выдер- /кк , в те ( 1и 24 ч без пуска ее в работу, посте чего пускают в эюплуйтаЦ .1C

Формула изобретения

1С.пособ разработки нефтяных осто- ро-ж лс -ий с химически восстэна лив лщей пг,,товог гредий путег - закачки р д-юго pan вора полиакрилэм ,да и сшивэ М о т - ли . а ю щ и и с ч v TO, t 1елью .ювпше- чил эффок-ивности процесса туем улучшения Г)ИЛ1 тг(Ционнь1Х и водой юл юующих СьОйств раствора за счет o6pa3J6jhHH сшитого полимера в юристой среде плзста, используют водно й раствор 0,005-0,05% лэома з или бихпоматов одчсоэлг -тного катионе, в качестве сшивателя и 0,01-0, погисжриламида, при этом ph среды составляет 1 0-4,0

2Способ поп 1 отличающиеся тем, что, с цсАью сохранения эффективности способа в пластах с высокой активно- восстанавливающей среды перед Jaкяч oй водного раствор полиакриламида и сози.ателя с рН среды 1,0 4,0 закачивают водный раствор окислителя

3. Способ по п. 2 отличающийся тем, что в пласт в качестве окислителя закачивают 0.05%-ный водный рагтвор бихромата натрия.

Фильтрационные и водоиэолирутцие свойства полимерных растворов по данному способу ,спесобг-лрототипу и аналогу

Изобретение относится к нефтяной пром-сти и применяется при разработке нефтяных месторождений с химически восстанавливающей пластовой средой. Цель - повышение эффективности процесса путем улучшения фильтрационных и водоизолиру- ющих свойств раствора за счет образования сшитого полимера в пористой среде ппаста Для этого в пласт закачивают водный раствор 0,01-1 0%-ного полиакриламида и сшивателя, в качестве которого используют водный раствор 0.005-0 05%-нь1х хроматов или бихроматов одновалентного катиона с рН 1,0-4,0 Состав имеет высокие фильтрационные и водопзолируюидие свойстьа Для сохранения эффекшвности способ на мес- тиоожденийх с большим содержанием хи мического приходного восстанов./пеля прррд закачкой раствора по.пгэкпипмида со -лиива елем закачивают поцныи рас шор окислителя (0 05%-ный воднь и раство бих- ромата натрия) ПОСЛРДНИЙ нейтралгз/ет ИЗ ЫТОЧЬОР количество пла:ти сго восстановителя о еопсчиьая бпагопр11ягные vc/io- ви 1 для образования сшито о ПОЛИЭКрУ 1ЭМИДЗ 2 3 П 1 таб; С/ с

Примечание.В опыте перед раствором полимера с сшивателем закачивалось 8 объемов пор керна 0.05% водного растворе БХН,