Патент на изобретение №2347899

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2347899 (13) C1
(51) МПК

E21B43/27 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.09.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007129318/03, 30.07.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

30.07.2007

(46) Опубликовано: 27.02.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2086757 С1, 10.08.1997. SU 1758217 А1, 30.08.1992. RU 2276257 С2, 10.05.2006. RU 2243365 С2, 27.12.2004. US 4457372 А, 03.07.1984.

Адрес для переписки:

450045, РБ, г.Уфа, ОАО “АНК “Башнефть”, ПТО, Л.К. Шигаповой

(72) Автор(ы):

Лукьянов Юрий Викторович (RU),
Шувалов Анатолий Васильевич (RU),
Самигуллин Ильяс Фанавиевич (RU),
Алмаев Рафаиль Хатмуллович (RU),
Базекина Лидия Васильевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Акционерная нефтяная компания “Башнефть” (ОАО “АНК “Башнефть”) (RU)

(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ВОДОНЕФТЕНАСЫЩЕННЫХ ПЛАСТОВ ЗАВОДНЕНИЕМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и направлено на повышение нефтеотдачи водонефтенасыщенных пластов и снижение обводненности добываемой нефти. Технический результат – увеличение добычи нефти и снижение попутно добываемой воды за счет оптимизации процесса заводнения продуктивных пластов, ограничения водопритока в высокообводненные добывающие скважины в результате равномерного распределения осадкообразования по всему обводнившемуся пропластку. В способе, включающем последовательную закачку через нагнетательную скважину оторочек растворов солей поливалентных катионов, полимера и отбор нефти через добывающие скважины, в качестве солей поливалентных катионов подают раствор хлористого кальция или хлористого магния, а в качестве полимера – реагент водный всесезонный «ПВВ». До и после закачки полимера закачивают оторочку пресной воды. Все растворы подают последовательно и циклично, причем в каждом последующем цикле подачу оторочки пресной воды осуществляют с уменьшением времени подачи. После закачки последнего цикла подают оторочку смеси растворов соляной и уксусной кислот ПАП-КЗД. 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и направлено на повышение нефтеотдачи водонефтенасыщенных пластов и снижение обводненности добываемой нефти.

Известен способ регулирования фронта заводнения водонефтяного пласта, неоднородного по проницаемости, путем последовательной закачки в пласт глинистой суспензии, водного раствора полимера (авт. свид. СССР №1758217, кл. Е21В 43/22, 1992). Недостатком данного способа является небольшая стойкость изоляционного экрана, образованного водорастворимым полимером и глиной, к потоку закачиваемой воды через нагнетательные скважины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ добычи нефти, включающий последовательную закачку в пласт растворов полиакриламида и соли алюминия. Между оторочками полиакриламида и соли алюминия закачивают оторочку пресной воды. Патент РФ №2086757, кл Е21В 43/22, 1997. Недостатком его является сложность регулирования времени гелеобразования в пласт. Скорость сшивки ПАА алюминием несколько минут. Кроме того, для растворов ПАА характерна высокая механическая и солевая деструкция.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение добычи нефти и снижение попутно добываемой воды за счет внедрения способа, позволяющего оптимизировать процесс заводнения продуктивных пластов, ограничить водоприток в высокообводненные добывающие скважины в результате равномерного распределения осадкообразования по всему обводнившемуся пропластку.

Указанная задача решается заявленным способом, включающим последовательную закачку через нагнетательную скважину оторочек растворов солей поливалентных катионов, полимера и отбор нефти через добывающие скважины, отличающимся тем, что в качестве солей поливалентных катионов подают раствор хлористого кальция или хлористого магния, а в качестве полимера подают реагент «ПВВ» – реагент водный всесезонный, причем до и после закачки полимера закачивают оторочку пресной воды, при этом все растворы подают последовательно и циклично, причем в каждом последующем цикле подачу оторочки пресной воды осуществляют с уменьшением времени подачи, затем после закачки последнего цикла подают оторочку смеси растворов соляной и уксусной кислот – ПАП-КЗД.

В качестве полимерного материала используют реагент «ПВВ» (полимер водный всесезонный) по ТУ 2216-002-75821482-2006. Реагент «ПВВ» предназначен для использования в процессах добычи нефти в качестве гелеобразующего состава. Реагент «ПВВ» может храниться и использоваться в зимних условиях при температуре не ниже -15°С. Реагент «ПВВ» состоит из: 10-30% – отходы производства тканей полиакрилнитрила; 10% – каустическая сода, 3% – аммонийные соли. В соответствии с ГОСТ 12.1.007 реагент «ПВВ» относится к IV классу опасности (малоопасное вещество).

Эффективность достигается следующим способом. При смешении реагента ПВВ с хлоридом кальция или магния и солями двухвалентных металлов закачиваемой воды происходит коагуляция и осаждение полиакрилнитрильного волокна и гидроокисей щелочно-земельных металлов. Образование в обводненных высокопроницаемых зонах и пропластках объемных осадков способствует выравниванию фронта заводнения, снижению обводненности продукции, уменьшению непроизводительной закачки воды и вовлечению в разработку плохо дренированных участков пласта. Для восстановления профиля приемистости низкопроницаемых каналов пласта после закачивания реагентов и освоения скважины под закачку воды системы ППД производят обработку нагнетательной скважины растворами соляной и уксусной кислот (ПАП-КЗД).

Предложенный способ разработки нефтяного месторождения может быть применен на средней и поздней стадиях разработки нефтяных месторождений с неоднородными коллекторами. Эффективность способа определяли экспериментально и на конкретном месторождении нефти.

Исследование проводили с использованием полимера водного всесезонного «ПВВ» (ТУ 2216-002-75821482-2006), хлористого кальция (ГОСТ 450-77) и хлористого магния, ПАП-КЗД (ТУ-2458-001-73754149-2005).

При смешении растворов ПВВ с раствором хлористого кальция или магния с удельным весом 1,12-1,15 г/см3 или концентрацией ионов поливалентных металлов 18,0-23,0 г-экв/л образуется значительный объем гелевого осадка, способного снижать проницаемость промытых водопроводящих зон и пропластков. Объем осадка увеличивается по мере роста концентрации ПВВ в растворе.

В лабораторных условиях проведены фильтрационные опыты предлагаемого способа в сравнении с известным. Для этого использовали линейные насыпные модели пласта Арланского месторождения. Подготовку моделей пласта к опытам и фильтрационные исследования проводили по общепринятым методикам. Характеристика моделей пласта и результаты экспериментов приведены в табл.1,2.

Опыт 1 (3 цикла). Через модель пласта с начальной нефтенасыщенностью 85,7% фильтровали минерализованную воду до полного отмыва нефти и до стабилизации перепада давления. Коэффициент нефтевытеснения составил 62%. Затем в модель по предлагаемому способу последовательно подавали оторочку хлористого кальция (0,15 поровых объемов (п.о.), оторочку пресной воды (0,2-0,05 п.о.), оторочку полимера водного всесезонного ПВВ (0,3 п.о.), оторочку пресной воды (0,2-0,05 п.о.), оторочку хлористого кальция (0,15 п.о.), оторочку ПАП-КЗД (0,01 п.о.)). После трех циклов через модель фильтровали закачиваемую воду и продолжали вытеснение нефти до стабилизации перепада давления. Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 25% (опыт 1, табл.2). Действие предлагаемого и известного способов оценивали по изменению проницаемости модели пористой среды до и после закачки состава (K12) по закачиваемой воде и дополнительно вытесненной нефти.

Опыт 2 (3 цикла). Через модель пласта с начальной нефтенасыщенностью 86,1% фильтровали минерализованную воду до полного отмыва и до стабилизации перепада давления. Коэффициент нефтевытеснения составил 61,8%. Затем в модель по предлагаемому способу последовательно подавали оторочку хлористого магния (0,15 п.о.), оторочку пресной воды (0,2-0,05 п.о.), оторочку полимера водного всесезонного «ПВВ» (0,3 п.о.), оторочку пресной воды (0,2-0,05 п.о.), оторочку хлористого магния (0,15 п.о.), оторочку ПАП-КЗД (0,01 п.о.). После трех циклов через модель фильтровали закачиваемую воду и продолжали вытеснение нефти до стабилизации перепада давления Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 86,3%. Прирост коэффициента нефтевытеснения составил 24,5% (опыт 2, табл.2).

Опыт 3. В третьей модели пласта (известный способ) последовательно фильтровали после закачиваемой воды (коэффициент нефтевытеснения – 60%) 5% раствор Al2(SO4)3 (0,15 п.о.), оторочку пресной воды (0,05 п.о.), оторочку 1,4% раствор ПАА, оторочку пресной воды (0,05 п.о.), оторочку 5% раствора Al2(SO4)3, затем переходили на фильтрацию закачиваемой воды (5,0 п.о.). Конечный коэффициент нефтевытеснения составил 71%, прирост коэффициента нефтевытеснения составил 11%.

Таблица 1.
Характеристика моделей пласта
Номер опыта Длина, см Диаметр, см Проницаемость, мкм2 Начальная нефтенасыщенность, % Остаточная нефтенас-ть, % после заводнения Ср. скорость фильтрации, см/час
1 20,5 3,1 2,3 85,7 32,6 6,0
2 21,0 3,1 2,1 86,1 32,9 6,0
3 20,7 3,1 1,8 84,9 34,0 6,0
Таблица 2.
Результаты фильтрационных опытов
Номер опыта Последовательность закачивания агентов Объем закачивания п.о. Перепад давления, МПа Изменение проницаемости модели после закачки состава Коэф. нефтевытеснения, д.е.
1 2 3 4 5 6
Опыт 1. Цикл 1 Закачиваемая вода 5,0 0,027 0,620
Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,028
Пресная вода 0,2 0,028
ПВВ (10%) 0,3 0,327
Пресная вода 0,2 0,309
Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,341
Закачиваемая вода 5,0 0,185 2,7 0,730
Цикл 2 Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,190
Пресная вода 0,1 0,195
ПВВ (10%) 0,3 0,351
Пресная вода 0,1 0,343

1 2 3 4 5 6
Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,340
Закачиваемая вода 5,0 0,310 4,8 0,79
Цикл 3 Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,309
Пресная вода 0,05 0,312
ПВВ (10%) 0,3 0,427
Пресная вода 0,05 0,423
Раствор хлористого кальция (30%) 0,15 0,417
ПАП-КЗД 0,01 0,398 6,85 0,87
Закачиваемая вода 5,0 0,409
Опыт 2. Цикл 1 Закачиваемая вода 5,0 0,028 0,618
Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,028
Пресная вода 0,2 0,028
ПВВ (10%) 0,3 0,331
Пресная вода 0,2 0,320
Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,353
Закачиваемая вода 5,0 0,205 3,1 0,743
Цикл 2 Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,219
Пресная вода 0,1 0,223
ПВВ (10%) 0,3 0,368
Пресная вода 0,1 0,363
Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,365
Закачиваемая вода 5,0 0,380 5,0 0,761
Цикл 3 Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,385
Пресная вода 0,05 0,385
ПВВ (10%) 0,3 0,461
Пресная вода 0,05 0,460
Раствор хлористого магния (20%) 0,15 0,465

1 2 3 4 5 6
ПАП-КЗД 0,01 0,441 7,01 0,893
Закачиваемая вода 5,0 0,443 6,95 0,896
Опыт 3. (прототип) Закачиваемая вода 5,0 0,028 0,60
Пресная вода 0,05 0,028
Раствор Al2(SO4)3 0,15 0,029
Пресная вода 0,05 0,041
Раствор ПАА 1,4% 0,3 0,082
Пресная вода 0,05 0,080
Раствор Al2(SO4)3 0,15 0,087 ˜ ˜
Закачиваемая вода 5,0 0,067 2,4 0,71

Таким образом, применение предлагаемого способа позволило увеличить прирост коэффициента нефтевытеснения в среднем в 2,25 раза по сравнению с известным.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

На участке неоднородного пласта, пробуренного как минимум одной нагнетательной и одной добывающей скважинами, расположенными на расстоянии 300 м, разработка которого ведется путем закачки воды в нагнетательную скважину (метод заводнения) проводят комплекс гидродинамических исследований (снимают профиль приемистости нагнетательной скважины и профиль притока добывающей скважины, степень выработанности пластов и т.д.). На основании этих исследований определяют наличие в пласте высокопроницаемого обводненного пропластка, его протяженность по отношению к забою скважины, а также его параметры: толщину, проницаемость, вязкость нефти и т.д.

Закачку реагентов производят агрегатом ЦА-320. В соответствии с технологией в течение года требуется закачать 1-3 цикла оторочки раствора хлористого кальция или магния, реагента ПВВ, сточной минерализованной воды и разделительной оторочки пресной воды. Причем закачивание оторочек каждого цикла необходимо проводить без остановок. Объем закачиваемых реагентов для каждой скважины индивидуален и зависит от приемистости и толщины пласта.

В нагнетательную скважину (после заводнения) закачивают (в течение 10-15 часов) последовательно оторочку хлористого кальция 30% в течение 3 часов, оторочку пресной воды в течение 2 часов, оторочку реагента ПВВ – 10% в течение 3 часов, оторочку хлористого кальция 30% в течение 3 часов, затем начинает работать система ППД в течение 24 часов (цикл I);

II цикл включает всю последовательность закачивания реагентов, лишь с той разницей, что оторочки пресной воды закачивают в течение 1,5 часа;

III цикл – то же, только время закачивания оторочек пресной воды – 1,0 час.

Вслед за закачиванием последнего цикла осадкообразующих агентов закачивается в течение 0,5 часа смесь соляной и уксусной кислоты ПАП-КЗД для освоения нагнетательной скважины под закачку воды системы ППД.

По прошествии 3 месяцев в течение 1,5 лет обводненность добываемой продукции скважины упала с 89% до 67%. Увеличилось содержание нефти в жидкости с 11% до 25-30%.

Способ предусматривает внедрение технологии закачки оторочек большеобъемных гелеобразующих составов (ПВВ) в нагнетательные скважины исходя из приемлемых геолого-физических условий, достаточно высоких отборов жидкости, а также наличия остаточных извлекаемых запасов нефти, дренируемых скважинами.

Технология не требует использования нестандартного, дорогостоящего оборудования. Все процессы закачки реагента проводятся на серийном оборудовании. Реагенты экологически безопасны, класс опасности – IV. Реагенты не влияют отрицательно на процессы сбора и подготовки нефти.

Таким образом, если частично изолировать обводнившиеся участки пласта или создать в них области с повышенным гидродинамическим сопротивлением, то вследствие перераспределения потоков закачиваемой воды, увеличивается охват запасов нефти. При этом количество воды, поступающей в обводнившиеся пласты, сокращается и, как следствие, уменьшается обводненность продукции и происходит закономерное повышение нефтеотдачи.

Формула изобретения

Способ разработки водонефтенасыщенных пластов заводнением, включающий последовательную закачку через нагнетательную скважину оторочек растворов солей поливалентных катионов, полимера и отбор нефти через добывающие скважины, отличающийся тем, что в качестве солей поливалентных катионов подают раствор хлористого кальция или хлористого магния, а в качестве полимера подают реагент «ПВВ» – реагент водный всесезонный, причем до и после закачки полимера закачивают оторочку пресной воды, при этом все растворы подают последовательно и циклично, причем в каждом последующем цикле подачу оторочки пресной воды осуществляют с уменьшением времени подачи, затем после закачки последнего цикла подают оторочку смеси растворов соляной и уксусной кислот ПАП-КЗД.

Categories: BD_2347000-2347999