Патент на изобретение №2257469
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ГИДРОФОБНАЯ ЭМУЛЬСИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к газо- и нефтедобывающей промышленности, в частности к жидкостям глушения нефтяных и газовых скважин, тампонажным и водоизоляционным составам. Технический результат – повышение устойчивости эмульсии к расслаиванию и снижение расходов на проведение работ в нефтяных и газовых скважинах. Гидрофобная эмульсия содержит компоненты в следующем объемном отношении, %: дегазированная нефть Аллакаевского месторождения 25,0-40,0, вода остальное. 6 табл.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к жидкостям глушения нефтяных и газовых скважин, тампонажным и водоизоляционным составам. Составы, используемые для глушения скважин, можно разделить на два типа: на водной основе и на углеводородной основе (Рябоконь С.А., Вольтерс А.А., Сурков А.Б., Глушенко В.Н. Жидкости глушения для ремонта скважин и их влияние на коллекторские свойства пласта. – М.: ВНИИОЭНГ, 1989. – 43 с., Рогачев М.К. Новые химические реагенты и составы технологических жидкостей для добычи нефти. – Уфа: Гилем, 1999. – 75 с.). Основной недостаток жидкостей глушения на водной основе заключается в отрицательном влиянии на коллекторские свойства призабойной зоны пласта. Гидрофобные жидкости глушения не оказывают отрицательного воздействия на проницаемость призабойной зоны пласта, однако сложны в приготовлении и содержат в своем составе эмульгаторы, оказывающие отрицательное влияние на процессы подготовки нефти. Гидрофобные жидкости глушения имеют высокую вязкость, что позволяет использовать их для водо- и газоизоляционных работ. Известна обратная эмульсия для глушения скважин (Орлов Г.А., Кендис М.Ш., Глушенко В.Н. Применение обратных эмульсий в нефтедобыче. – М.: Недра, 1991. – С.156), включающая дегазированную нефть, солевой раствор и эмульгатор ЭС-1. Недостатками данной жидкости глушения является сложность приготовления и необходимость утилизации жидкости глушения после проведения обработки, т.к. эмульгатор отрицательно влияет на процессы подготовки нефти. Гидрофобные эмульсии могут быть использованы и для изоляционных работ. Известна гидрофобная эмульсия для изоляции притока пластовых вод в скважину на основе углеводородной жидкости, минерализованной воды хлоркальциевого типа и аминосоединений (патент РФ №2134345 Е 21 В 43/22). Недостатками являются наличие в составе соединений, влияющих на нефтеподготовку, и недостаточная устойчивость к расслаиванию. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является “Состав, способ приготовления и применения гидрофобной эмульсии в комбинированной технологии глушения скважин” (патент РФ № 2156269 МКИ С 09/К 06), включающий дисперсионную среду в количестве 30-50 об.% и дисперсную фазу в количестве 70-50 об.%, причем в качестве дисперсионной среды используется смесь керосиногазойлевой фракции нефтяных углеводородов (ТУ 38.101928-82), тяжелого растворителя АПК (ТУ 2122-199-0576-3468-94) и концентрата нативных металло-порфирированных и асфальто-смолистых компонентов нефти реагента РДН (ТУ 2458-001-211660-06-97) в количествах, равных соответственно 13-22%, 12,5-20,5% и 4,5-7,5% от общего объема состава, а в качестве дисперсионной фазы водный раствор хлорида или нитрата кальция с плотностью не ниже 1200 кг/м3. Недостатками данного состава является сложность, необходимость использовать дефицитные и дорогие компоненты, отрицательное влияние на свойства товарной нефти, а также недостаточная устойчивость к расслаиванию. Таким образом, существует проблема создания универсальной гидрофобной эмульсии для использования в качестве тампонажного состава и жидкости глушения, которая не содержит компонентов, оказывающих отрицательного влияния на проницаемость призабойной зоны пласта по нефти, на процессы подготовки нефти и свойства товарной нефти. Задачей изобретения является создание гидрофобной эмульсии, соответствующей вышеприведенным требованиям. Указанная задача решается при применении гидрофобной эмульсии, включающей дисперсную фазу и дисперсную среду, отличающийся тем, что в качестве дисперсионной среды используется дегазированная нефть Аллакаевского месторождения, а в качестве дисперсной фазы используется вода при следующем объемном содержании компонентов, %: Дегазированная нефть Аллакаевского месторождения – 25,0-40,0 Вода – остальное. Дегазированная нефть Аллакаевского месторождения в своем составе содержит природный эмульгатор-стабилизатор обратных эмульсий. Аллакаевское месторождение относится к бельской депрессии и представляет собой небольшой рифовый массив сакмаро-артинского возраста (Баймухамметов К.С., Викторов П.Ф. и др. Геологическое строение и разработка нефтяных и газовых месторождений Башкортостана. – Уфа: РИЦ АНК “Башнефть”, 1997. – 304 с.). В качестве воды используется пресная техническая вода или воды нефтяных месторождений или их смесь. Гидрофобную эмульсию готовят с помощью смесительных устройств, медленно прибавляя к дегазированной нефти Аллакаевского месторождения воду, и затем состав интенсивно перемешивают до достижения гомогенности. Стабильность гидрофобной эмульсии в значительной степени определяется интенсивностью (скоростью) и длительностью перемешивания. Эффективность гидрофобной эмульсии достигается следующим образом. Заявляемая гидрофобная эмульсия не влияет на проницаемость коллектора по нефти и уменьшает проницаемость по воде, поэтому может быть использована в качестве высокоэффективной гидрофобной жидкости глушения для нефтяных и газовых скважин. Реологические свойства гидрофобной эмульсии позволяют ей фильтроваться только в крупные поры и трещины. Вязкость состава быстро увеличивается по мере уменьшения скорости течения (скорости сдвига). Заявляемая эмульсия имеет способность уменьшать вязкость при смешении с нефтью и увеличивать вязкость при смешении с водой. Поэтому гидрофобная эмульсия может быть использована в качестве тампонажного и селективного водоизоляционного материала. Эффективность заявляемого состава при применении в качестве жидкости глушения будет дополнительно увеличиваться, т.к. одновременно с выполнением данной технологической операции будет происходить водоизоляция призабойной зоны пласта. Таким образом, взаимодействие компонентов позволяет получать гидрофобную эмульсию для применения в качестве водоизоляционного материала и жидкости глушения с регулируемыми в широких пределах реологическими свойствами и не влияющую на проницаемость пористой среды по нефти. Возможно применение эмульсии для глушения скважин после гидроразрыва и при значительных поглощениях. Применение в качестве дисперсионной среды эмульсий нефти Аллакаевского месторождения имеет ряд преимуществ по сравнению с гидрофобными эмульсиями на основе синтетических эмульгаторов: 1) позволяет снизить расходы на проведение работ, 2) не возникает проблем с утилизацией составов после обработки, т.к. они содержат только нефть и воду и поэтому могут быть закачены в выкидные линии, 3) облегчает приготовление состава в промысловых условиях. Эффективность заявляемой гидрофобной эмульсии проиллюстрирована в нижеприведенных примерах. Пример 1 Гидрофобную эмульсию жидкость готовили по ранее описанной методике. Затем эмульсию помещали в мерные пробирки и выдерживали в покое при 20°С. За процессом расслаивания следили визуально до тех пор, пока суммарный объем отслоившихся нефтяной и водной фаз не превысил 5% от общего объема технологической жидкости. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.
Полученные данные показывают, что при объемной доле нефтяной фазы, равной 25-40% заявляемый состав обладает большей стабильностью, чем прототип. Таким образом, использование в качестве дисперсионной среды нефти Аллакаевского месторождения позволяет получать более устойчивые к расслаиванию эмульсии для применения в качестве гидрофобных жидкостей глушения и для водоизоляционных работ. Пример 2 Параметром, определяющим характеристики гидрофобной эмульсии, является вязкость при различных скоростях течения (скоростях сдвига). Измерение вязкости проводили с помощью ротационного вискозиметра “Реотест-2”. Данные табл.2 показывают, что гидрофобная эмульсия относится к неньютоновским жидкостям: наблюдается рост вязкости по мере снижения скорости течения (скорости сдвига). По мере снижения содержания нефтяной фазы в составе наблюдается рост вязкости. Таким образом, при смешении заявляемого состава с нефтью вязкость будет быстро снижаться, а при контакте с водой медленно увеличиваться, т.е. гидрофобная эмульсия может быть использована в качестве селективного водоизоляционного материала в добывающих скважинах. Изменяя отношение нефть/вода, можно регулировать вязкость гидрофобной эмульсии. Пример 3 Для приготовления гидрофобной эмульсии можно использовать пресную воду и минерализованные воды нефтяных месторождений. Использование минерализованных вод позволяет увеличивать плотность состава, что необходимо для глушения скважин с повышенными пластовыми давлениями (табл.3). Пример 4 Результаты влияния скорости перемешивания на реологические свойства гидрофобной эмульсии приведены в табл.4. Видно, что по мере увеличения скорости перемешивания и длительности перемешивания вязкость состава увеличивается, т.е. меняя условия приготовления, можно регулировать свойства эмульсии.
Пример 5 Для определения влияния гидрофобной эмульсии на проницаемость пористых сред были проведены фильтрационные эксперименты с использованием пористых насыпных гидрофильных сред (моделей пласта) из кварцевого песка, подготовленных по общепринятым методикам. Предварительные фильтрационные эксперименты с моделями пласта проницаемостью 1-1,5 мкм показали, что гидрофобная технологическая жидкость не проникает в пористую среду при перепаде давления 1.0-1.5 МПа/м. Поэтому в дальнейшем использовали пористые высокопроницаемые среды, моделирующие мелкие и крупные трещины нефтяного пласта. В ходе экспериментов через модель фильтровали воду или нефть до достижения постоянного перепада давления. Затем в модель закачивали гидрофобную эмульсию и опять фильтровали воду или нефть до стабилизации перепада давления. В ряде опытов гидрофобную эмульсию закачивали через вход в модель (т.е. в противоположном направлении фильтрации нефти или воды), что моделировало процессы во-доизоляционных работ в добывающих скважинах. Действие гидрофобной технологической жидкости оценивали по изменению фильтрационного сопротивления модели пористой среды (модели пласта): R=( где R – фактор сопротивления, R=Rост.=k1/k2, где Rост. – остаточный фактор сопротивления, k1 и k2 – проницаемости пористой среды до и после воздействия соответственно. Для характеристики фильтрационных свойств композиций использовали: Rост. и максимальный фактор сопротивления (Rмак.). Фактор сопротивления показывает, во сколько раз изменилась проницаемость. Значение R более единицы показывает, что проницаемость снизилась, а значение R менее единицы указывает на увеличение проницаемости. Характеристика моделей пласта и результаты экспериментов приведены в табл.5-6.
Результаты опытов 1 и 2 показывают, что заявляемый состав способен значительно снизить проницаемость трещиноватого коллектора. Наличие в пористой среде нефти (остаточной нефти) приводит к уменьшению влияния состава на проницаемость. Гидрофобная эмульсия не проникает в пористые среды с проницаемостью менее 1.5 мкм2, т.е. заявляемый состав может быть использован для селективных во-доизоляционных работ в трещиноватых коллекторах (нагнетательные скважины) и как тампонажный материал при ремонтно-изоляционных работах.
Результаты опытов 3-6 показывают, что гидрофобная эмульсия в значительной степени снижает проницаемость по воде водонасыщенных пористых сред и увеличивает проницаемость по нефти нефтенасыщенных пористых сред. В опыте 4 было обнаружено, что для вытеснения эмульсии из крупных трещин под действием воды требуется значительный перепад давления и после прорыва и длительной фильтрации воды исходная проницаемость по воде не восстанавливается. Таким образом, результаты фильтрационных исследований показали, что заявляемый состав может быть использован для селективной водоизоляции в добывающих скважинах. Приведенные в примерах данные подтверждают высокую эффективность заявляемой гидрофобной эмульсии. Гидрофобная эмульсия может быть применена в условиях месторождений с терригенными и карбонатными пластами. Применение заявляемого состава позволит увеличить дебит по нефти и уменьшить обводненность продукции, уменьшить затраты труда и времени на вторичное освоение скважин, т.е. повысить эффективность извлечения нефти и газа.
Формула изобретения
Гидрофобная эмульсия, включающая дисперсную фазу и дисперсионную среду, отличающаяся тем, что в качестве дисперсионной среды используется дегазированная нефть Аллакаевского месторождения, а в качестве дисперсной фазы используется вода при следующем объемном содержании компонентов, %: Дегазированная нефть Аллакаевского месторождения 25,0-40,0 Вода Остальное
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 09.01.2006
Извещение опубликовано: 27.01.2007 БИ: 03/2007
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pi/Qi)/(