СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА Советский патент 1995 года по МПК E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к микробиологическим способам воздействия на нефтяной пласт.

Известны способы обработки нефтяного пласта путем закачки в него активных агентов, полученных микробиологическим синтезом на поверхности, например, био-ПАВ или биополимеров. Однако получаемые таким путем агенты дороги и при внесении в пластовые условия подвергаются биоразложению, что требует дополнительного введения в пласт бактерицидов.

Известны способы, направленные на увеличение добычи нефти, путем обработки добывающих скважин растворителями углеводородов и асфальто-смолисто-парафиновых отложений. В качестве таких растворителей используют, например, жидкие хлорорганические отходы производства винилхлорида или диметилдиоксан. Однако используемые для этих целей реагенты дороги, токсичны и обладают узконаправленным действием растворяют углеводородные (смолисто-парафиновые) отложения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ обработки нефтяного пласта, включающий закачку в скважину суспензии клеток микрофлоры и питательной среды с предоторочкой пресной воды, установку скважины для роста бактерий с последующим возобновлением ее работы. В зависимости от поставленной цели обработки призабойной зоны добывающей скважины или охвата пласта питательным заводнением воздействию подвергают либо добывающую, либо нагнетательную скважину. Продуктами жизнедеятельности микроорганизмов в пласте являются био-ПАВ, биополимеры, спирты, газы и другие вещества, способствующие увеличению добычи нефти.

Однако известный способ, во-первых, дорог, так как включает трудоемкую технологию выращивания микроорганизмов на поверхности, во-вторых, недостаточно эффективен, поскольку пластовые условия (рН, температуры, давление, минерализация воды, окислительно-восстановительный потенциал и др.) отличаются от поверхностных, что является причиной плохой приживаемости (адаптации) внесенных микроорганизмов в пласте, а в некоторых случаях (при минерализации пластовой воды 100-150 г/л) и к полной их гибели.

Целью изобретения является повышение эффективности, удешевление и расширение области применения способа.

Указанная цель достигается тем, что в способе обработки нефтяного пласта путем закачки в него источника микрофлоры и раствора питательных веществ в качестве источника микрофлоры в пласт закачивают воду, отобранную из призабойной зоны нагнетательной скважины с содержанием микроорганизмов не менее 10⁴ кл/мл, в объеме, равном объему призабойной зоны пласта.

Известно, что в призабойных зонах добывающих и "соленых" нагнетательных скважин, в которые закачивают минерализованную воду, практически отсутствует микрофлора. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в качестве источника микрофлоры для этих скважин используют воду, отобранную путем излива из призабойной зоны нагнетательной скважины, через которую длительное время (не менее одного года) прокачивали пресную воду. В призабойной зоне скважины формируется сообщество микроорганизмов. Если концентрация их в воде не менее 10⁴ кл/мл, то при закачке такой воды в призабойную зону добывающих и "соленых" нагнетательных скважин с добавкой питательных веществ происходит активное размножение микроорганизмов.

Таким образом, нагнетательная скважина, через которую длительно прокачивали пресную воду, служит донором микроорганизмов, адаптированных к пластовым условиям, что обеспечивает их хорошую приживаемость в пласте.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают нагнетательную скважину-донор. Эта скважина должна удовлетворять следующим условиям: предшествующая закачка в скважине пресной воды не менее года; одноименный с выбранным для микробиологического воздействия участком продуктивный эксплуатационный горизонт; небольшое расстояние от выбранного участка.

Определяют качественный и количественный состав микрофлоры при самоизливе 30-50 м³ излитой из нагнетательной скважины воды и оценивают возможность ее использования в качестве донора микрофлоры (концентрация микроорганизмов в воде не ниже 10⁴ кл/мл).

В излитую воду добавляют питательные вещества (например, соли азота и фосфора) и транспортируют ее в автоцистернах к скважине, подвергаемой микробиологическому воздействию (либо к добывающей либо к "соленой" нагнетательной). С помощью передвижных насосных агрегатов производят закачку жидкости с микрофлорой и питательными веществами в призабойную зону обрабатываемой скважины. При этом в качестве предоторочки и продавочной жидкости используют любую чистую пресную воду объемом соответственно 30-50 и 10-15 м³.

Скважину останавливают и через одну неделю производят микробиологический анализ отобранной из призабойной зоны воды. Если число микроорганизмов увеличилось на 2-3 порядка, то скважину пускают в эксплуатацию, если же прирост микроорганизмов незначительный, скважину оставляют закрытой и через неделю повторяют анализ воды.

Максимальный срок выдержки скважины в простое 4 недели определяется тем, что по истечении этого срока резко снижается интенсивность микробиологических процессов, а также тем, что нежелателен более длительный простой скважины из-за потерь в добыче нефти.

П р и м е р. Осуществление способа в лабораторных условиях.

Две стеклянные колбы емкостью 1 л заполняют размельченным керновым материалом (100 г), нефтью (300 см³) и водой (300 см³); в качестве азот- и фосфорсодержащих солей вносят аммоний хлористый и соли фосфорной кислоты в таком количестве чтобы их концентрация в воде равнялась, г/л: NH₄Cl 0,3; KH₂PO₄ 0,1; Na₂ HPO₄; 12H₂O 0,1; затем в каждую колбу вносят микроорганизмы, различающиеся своим происхождением: по прототипу культуру углеводородокисляющих бактерий (УОБ) с метаногенами, выращенную в лабораторных условиях, по предлагаемому способу ассоциацию микроорганизмов, сформировавшихся и извлеченных из призабойной зоны "пресной" нагнетательной скважины N 446 Бондюжского месторождения. При этом в обоих случаях исходная концентрация углеводородокисляющих микроорганизмов составляет 10⁴ кл/мл. Обе колбы закрывают и оставляют в термошкафу при 30^оС. Периодически отбирают пробы воды из каждой колбы и делают их микробиологический анализ.

Параллельно точно так же заготавливают еще две колбы с той лишь разницей, что колбы закрывают пробками с отводом. Образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов газы через отвод поступают в сосуд, наполненный до краев раствором поваренной соли, который под давлением газов вытесняется из сосуда и собирается в градуированном цилиндре. Объем раствора в цилиндре соответствует объему образовавшегося газа.

Полученные результаты представлены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, микроорганизмы, адаптированные к пластовым условиям, попав в аналогичную среду, активно в ней развиваются и по истечении 7 сут их численность увеличивается на 5 порядков, тогда как численность неадаптированных микроорганизмов даже уменьшается на порядок. Соответственно различаются и данные по газообразованию. По известному способу не зафиксировано выделения газа (если он и выделился, то в объеме ниже границы определения), в то время как по предлагаемому способу выделилось 6 см³ газа.

Отсюда со всей очевидностью следует, что нефтевытеснение по предлагаемому способу будет эффективнее, так как известно, что чем больше объем газовой оторочки в пласте, тем более разжижается нефть, тем большее создается давление вытеснения.

Таким образом, за счет улучшения условий для размножения микроорганизмов в пласте обеспечивается повышение успешности воздействия на призабойную зону скважины, а исключение затрат на культивирование бактерий на поверхности удешевляет способ.

Технико-экономическая эффективность способа определяется тем, что отпадает необходимость культивирования микроорганизмов на поверхности; использование микрофлоры, адаптированной к пластовым условиям, позволяет почти полностью, без потерь использовать ее по назначению; кроме того, способ дает возможность применить микробиологическую обработку пластов, в которые закачивают минерализованную сточную воду, т.е. расшить область применения способа.

Использование: нефтедобывающая промышленность. Сущность изобретения: в способе обработки нефтяного пласта путем закачки в него микрофлоры и питательных веществ в качестве источника микрофлоры в пласт закачивают воду, отобранную из призабойной зоны нагнетательной скважины с содержанием микрорганизмов не менее 10⁴ в объеме, равном объему призабойной зоны пласта. Способ позволяет повысить эффективность добычи нефти, удешевить и упростить процесс. 1 табл.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА путем закачки в него источника микрофлоры и раствора питательных веществ, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, удешевления и расширения области применения способа, в качестве источника микрофлоры в пласт закачивают воду, отобранную из призабойной зоны нагнетательной скважины, с содержанием микроорганизмов не менее 10⁴ кл/мл, в объеме, равном объему призабойной зоны пласта.