Патент на изобретение №2164595

(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТА

(57) Реферат:

Способ относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам повышения нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов, разрабатываемых методом заводнения. Техническим результатом является повышение нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов за счет увеличения охвата пласта заводнением путем изоляции высокопроницаемых участков пласта и более полного вытеснения нефти из низкопроницаемых нефтенасыщенных участков пласта с последующей гидрофобизацией промытых участков пласта. В способе повышения нефтеотдачи пласта, включающем чередующуюся закачку через нагнетательную скважину в различный по проницаемости пласт водного раствора частично гидролизованного полиакриламида-ЧГПАА и маловязкого рабочего агента, обладающего нефтеотмывающим действием, и воды, водный раствор ЧГПАА содержит дополнительно сшиватель – ацетат хрома, а в качестве маловязкого рабочего агента используют эмульсионно-дисперсную систему, самопроизвольно образующуюся при добавлении в пресную или минерализованную воду 0,5-5,0 мас.% реагента для добычи нефти РДН-1. 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам повышения нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов, разрабатываемых методом заводнения.

Известен способ заводнения неоднородных нефтяных пластов, включающий закачку в пласт раствора частично гидролизованного полиакриламида – ПАА и раствора поверхностно-активного вещества – ПАВ в виде оторочек в нагнетательную скважину (Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. – М.: Недра,1985, с.169). Недостатком этого способа является его кратковременный эффект, связанный с тем, что ПАА в виде вязкого водного раствора в высокопроницаемых участках пласта достаточно быстро продвигается от нагнетательной скважины к добывающей скважине и выходит из пласта, вслед за которым по высокопроницаемым участкам пласта выходит практически неиспользованная маловязкая оторочка водного раствора ПАВ, закачиваемая в пласт с целью доотмыва нефти из низкопроницаемых участков пласта.

Известно использование состава для регулирования профиля приемистости нагнетательных скважин, состоящего из водорастворимого полимера, сшивателя и поверхностно-активного вещества (SU 1724859 A1, кл. E 21 B 43/22, 43/32, 33/138, Бюл. N 13, 1992). Данный состав по сравнению с вязкими водными растворами ПАА обладает более прочными водоизолирующими свойствами. Недостатком данного способа является низкая эффективность в неоднородных по проницаемости пластах вследствие того, что образуемый поверхностно-активный гель обладает ограниченной фильтруемостью в слабодренируемых участках пласта.

Известен способ разработки неоднородных по проницаемости обводненных нефтяных пластов (RU 2065947 C1, кл. 6 E 21 B 43/22, Бюл. 24, 1996), включающий циклическую закачку водного раствора частично гидролизованного полиакриламида, глинистой суспензии, водного раствора химреагента (в качестве химреагента берут нефтяные или синтетические сульфонаты, оксиэтилированные алкилфенолы и спиртосодержащий растворитель) и воду. По данному способу вначале в промытые зоны неоднородного пласта через нагнетательную скважину производят закачку 0,05-0,1%-ного водного раствора частично гидролизованного полиакриламида и глинистой суспензии (плотностью 1020-1080 кг/м³) в объемном соотношении 1/0,5-5,0. Указанную закачку повторяют 3-5 раз, пока общий объем закачанной полимердисперсной системы не составит 0,3 порового объема пласта. Затем в пласт закачивают 0,25-1,0 объема пор маловязкий водный раствор химреагента, содержащего, мас. %, нефтяные или синтетические сульфонаты – 0,25-7,0; оксиэтилированный алкилфенол – 0,25-7,0 и спиртосодержащий растворитель – 0,25-2,75.

Закачка в промытые зоны неоднородного пласта полимердисперсной системы приводит к повышению в них фильтрационного сопротивления. Последующее нагнетание в пласт маловязкого водного раствора химреагента, обладающего низким межфазным натяжением и способностью самопроизвольно образовывать микроэмульсию при контакте с нефтью, способствует его проникновению в нефтенасыщенные зоны пласта, не охваченные ранее воздействием, что и приводит к увеличению нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов.

Недостатком данного способа является использование для создания водоизолирующего экрана глины, которая, как известно, необратимо снижает фильтрационные характеристики пласта. Кроме того, рекомендуемые объемы и концентрации закачиваемых в пласт химреагентов из-за их высокой адсорбционной активности на породе пласта делают данный способ экономически нецелесообразным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ заводнения нефтяного пласта (RU 2079641 C1, кл. 6 E 21 43/22, Бюл. 14, 1997), включающий закачку в пласт через нагнетательную скважину рабочего агента и воды и отбор нефти через добывающую скважину, отличающийся тем, что перед закачкой в пласт рабочего агента в добывающую скважину закачивают 0,05-2,0%-ный водный раствор порошкообразного сшитого полиакриламида, а в качестве рабочего агента используют оторочку из неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ), например 0,05%-ного водного раствора неонола-12. Сущность данного способа состоит в том, что закачка в пласт через добывающую скважину полимергелевой системы позволяет создать гидроизолирующий экран для проникновения пластовых вод к добывающей скважине, что снижает обводненность добываемой продукции, а закачка в пласт через нагнетательную скважину 0,05%-ного водного раствора НПАВ приводит к более эффективному отмыву нефти из низкопроницаемых нефтенасыщенных зон пласта.

Недостатком данного способа являются небольшая глубина проникновения и возможность проникать только в высокопроницаемые интервалы призабойной зоны пласта дисперсии сшитого полимера, что не исключает рост обводнения добываемой продукции в результате огибания водой незначительного по размеру изолирующего гельполимерного экрана и кратковременность нефтеотмывающего действия 0,05%-ного водного раствора неонола-12 в результате адсорбции молекул НПАВ на развитой поверхности пласта.

Задачей изобретения является повышение нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов за счет увеличения охвата пласта заводнением путем изоляции высокопроницаемых участков пласта и более полного вытеснения нефти из низкопроницаемых нефтенасыщенных участков пласта с последующей гидрофобизацией промытых участков пласта.

Указанная задача решается тем, что в способе повышения нефтеотдачи пласта, включающем чередующуюся закачку через нагнетательную скважину в различный по проницаемости пласт водного раствора частично гидролизованного полиакриламида – ЧГПАА и маловязкого рабочего агента, обладающего нефтеотмывающим действием, и воды, водный раствор ЧГПАА содержит дополнительно сшиватель – ацетат хрома, а в качестве маловязкого рабочего агента используют эмульсионно-дисперсную систему, самопроизвольно образующуюся при добавлении в пресную или минерализованную воду 0,5-5,0 мас.% реагента для добычи нефти РДН-1.

Используемый реагент РДН-1 выпускается по ТУ 2458-001-21166006-97, представляет собой состав для добычи нефти, содержащий, мас.%:
НПАВ 15-25, тяжелую асфальто-смолистую нефть 50-70 и растворитель-регулятор 15-25.

В предложенном способе повышения нефтеотдачи пласта при добавлении в воду реагента РДН-1 самопроизвольно образуется маловязкая, сложная по своему составу эмульсионно-дисперсная система ЭДС, в которой дисперсионной средой является вода, а дисперсную фазу представляют коллоидно-пептизированные в воде полярные компоненты нефти – порфирины, асфальтены, смолы и др., ассоциированные с молекулами НПАВ, и микрокапли – глобулы с размером менее 1 мкм раствора тяжелой нефти в регуляторе – ароматическом или галопроизводном растворителе. ЭДС в отличие от водных растворов НПАВ при равной концентрации НПАВ в системе, как это следует из экспериментальных данных, приведенных в таблице 1, обладает не только большей -в 1,5 раза нефтевытесняющей способностью, но и придает промытой породе пласта определенные гидрофобные свойства за счет адгезии – прилипания коллоидно-дисперсных компонентов нефти. Это обстоятельство, а также способность молекул НПАВ образовывать с полярными металлопорфириновыми и асфальто-смолистыми компонентами нефти ассоциаты, приводит к тому, что при закачке в пласт ЭДС адсорбция молекул НПАВ из объема ЭДС на твердой поверхности пласта оказывается значительно ниже, чем адсорбция молекул НПАВ из водного раствора. Последнее позволяет ЭДС, полученному на основе реагента РДН-1, в пластовых условиях более длительное время, чем водные растворы НПАВ, сохранять высокие нефтевытесняющие свойства.

Закачка и продавливание в пласт водой через нагнетательную скважину 0,5-5,0%-ной ЭДС, после предварительной закачки потокоотклоняющей оторочки СПС, способствует за счет высокой фильтрующей способности ЭДС повышать эффективность вытеснения нефти из низкопроницаемых участков пласта, а гидрофобизация промытых участков пласта полярными, коллоидно-пептизированными порфириновыми и асфальто-смолистыми компонентами нефти способствует, наряду с созданием в высокопроницаемых участках пласта СПС гельполимерных изолирующих экранов, появлению дополнительного фактора сопротивления фильтрации воды, что в свою очередь, способствует выравниванию профиля приемистости нагнетательных скважин, снижению темпов роста обводненности добываемой продукции и повышению нефтеотдачи пласта.

Предлагаемый способ повышения нефтеотдачи пласта путем использования закачки через нагнетательную скважину в пласт СПС, активного маловязкого агента, представляющего собой водную эмульсионно-дисперсную систему (ЭДС), самопроизвольно образующуюся при добавлении в воду 0,5-5,0 мас.% реагента РДН-1 (ТУ 2458-001-21166006-97), и воды и отбор нефти через добывающую скважину позволяет, по сравнению с известным способом, получить следующие преимущества: увеличить нефтеотдачу пласта и сократить расход дорогостоящего НПАВ.

Предложенный способ повышения нефтеотдачи пласта был смоделирован в лабораторных условиях. Для этого была собрана двумерная модель процесса заводнения неоднородного по проницаемости нефтяного пласта. Модель пласта представляла собой две металлические трубки диаметром 22 мм и длиной 800 мм, заполненные кварцевым песком. Одна с проницаемостью 1 мкм² имитировала малопроницаемый участок, другая с проницаемостью 10 мкм², имитировала высокопроницаемый участок. В каждом опыте участки пласта насыщали нефтью с вязкостью 8 мПас. Для каждого участка весовым методом определяли предельное насыщение пласта нефтью.

На первом этапе эксперимента проводили одновременное вытеснение нефти пресной водой из обеих участков до достижения 100% обводненности вытесняемой жидкости, получаемой из высокопроницаемого участка пласта. При этом фиксировали коэффициент вытеснения нефти водой как в целом для модели пласта, так и отдельно для высокопроницаемого и малопроницаемого участков пласта. После чего в двухмерную модель пласта закачивали в количестве 0,1 объема пор оторочку сшивающей полимерной системы в виде водного раствора, содержащего 0,5% полиакриламида (марки Mylock-310) и 0,03% ацетата хрома. Для осуществления процесса гелеобразования систему выдерживали в покое в течение 24 ч. Затем через двухмерную модель пласта закачивали 0,3 поровых объема эмульсионно-дисперсной системы (ЭДС), самопроизвольно образующуейся при введении в воду заданной в диапазоне от 0 до 5,0 мас.% концентрации реагента РДН-1 (ТУ 2458-001-2166006-97). После чего закачивали в двухмерную модель пресную воду до тех пор, пока снова не получали 100%-ную обводненность жидкости из высокопроницаемого участка пласта. На основании полученных данных рассчитывали конечный (средневзвешенный) коэффициент вытеснения нефти в целом для двухмерной модели пласта и отдельно конечные коэффициенты нефтевытеснения как для высоко-, так и малопроницаемых участков модели пласта.

По аналогии были поставлены опыты по вытеснению нефти из вышеуказанной модели пласта известным способом (SU 1724859, A1) и способом по прототипу (с предварительной закачкой для высокопроницаемого участка пласта со стороны отбора нефти 0,1 порового объема полимерногелевой системы, содержащей 99,5% пресной воды и 0,5% порошка сшитого полиакриламида. После чего в обе модели пласта со стороны закачки воды нагнетали 0,3 поровых объема 0,05% водного раствора неонола-12 и далее вели вытеснение нефти пресной водой до 100% обводненности вытесняемой жидкости из высокопроницаемой модели пласта).

Результаты представлены в таблице 2.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый способ повышения нефтеотдачи пластов, включающий циклическую закачку через нагнетательную скважину СПС, ЭДС и воды и извлечение нефти через добывающую скважину при заявляемых параметрах содержания реагента РДН-1 в ЭДС, работоспособен и выгодно отличается от известного способа повышения нефтеотдачи пластов и способа, взятого в качестве прототипа.

Заявляемый способ повышения нефтеотдачи пластов, именуемый ниже как технология водоэмульсионного воздействия (ВЭДВ) в комбинации с воздействием на высокопроницаемые участки пласта сшивающимися полимерными составами (СПС), был испытан на месторождении Дружное ТПП “Когалым-нефтегаз”, ООО “ЛУКойл-Западная Сибирь”.

В качестве объекта испытания был взят неоднородный по проницаемости пласт БС 2/10. По заявляемому способу были обработаны две нагнетательные скважины. Сформированный участок насчитывал 15 добывающих скважин. Характер расположения и номера нагнетательных и добывающих скважин по сформированному участку и объемы закачиваемых систем приведены на чертеже. Там же приведены данные, характеризующие эффективность промысловых испытаний заявляемого способа повышения нефтеотдачи пластов.

Вначале перед заводнением пласта в каждую из нагнетательных скважин последовательно закачивали заданные объемы ВЭДВ и СПС. При этом в качестве ВЭДВ применяли эмульсионно-дисперсную систему, содержащую в пластовой (сеноманской) воде от 0,5 до 2,5 мас.% реагента РДН-1, а СПС представлял собой водный раствор, содержащий от 0,25 до 0,5 мас.% ЧГПАА марки РДА и от 0,03 до 0,05 мас.% сшивателя – ацетата хрома.

Расчет технологической эффективности проводился в соответствии с РД 153-39.1-004-96 “Методическое руководство по оценке технологической эффективности применения методов увеличения нефтеотдачи пластов”, М.: 1966.

Как следует из приведенных данных, опытно-промысловые испытания предложенного способа повышения нефтеотдачи пластов на выбранном участке позволили дополнительно добыть 10600 т нефти при средней продолжительности эффекта по добывающим скважинам около 9 месяцев.

Формула изобретения

Способ повышения нефтеотдачи пласта, включающий чередующуюся закачку через нагнетательную скважину в различный по проницаемости пласт водного раствора частично гидролизованного полиакриламида – ЧГПАА и маловязкого рабочего агента, обладающего нефтеотмывающим действием, и воды, отличающийся тем, что водный раствор ЧГПАА содержит дополнительно сшиватель – ацетат хрома, а в качестве маловязкого рабочего агента используют эмульсионнодисперсную систему, самопроизвольно образующуюся при добавлении в пресную или минерализованную воду 0,5 – 5,0 мас.% реагента для добычи нефти РДН-1.

РИСУНКИ

PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 32-2001

(73) Патентообладатель:

ОАО “Ойл Технолоджи Оверсиз” (RU)

Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 09.08.2001 № 12910

Извещение опубликовано: 20.11.2001