РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2328596 (13) C2
(51)  МПК

E21B43/22   (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 26.02.2010 - действует

(21), (22) Заявка: 2006130445/03, 23.08.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
23.08.2006

(43) Дата публикации заявки: 27.02.2008

(46) Опубликовано: 10.07.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2167281 С2, 20.05.2001. RU 2159325 С1, 20.11.2000. RU 2164595 С1, 27.03.2001. SU 1663184 А1, 15.07.1991. SU 1669404 A3, 10.06.1999. SU 1710708 А1, 07.02.1992. US 3855067 А, 23.07.1994. ГЛИНКА М.Л. Общая химия. - М.-Л. - Химия, 1965, с.214, 485.

Адрес для переписки:
450078, г.Уфа, ул. Революционная, 96/2, ООО "Сервис-Уфа", пат. пов. М.Б. Сафиной, рег.№ 744

(72) Автор(ы):
Телин Алексей Герольдович (RU),
Исмагилов Тагир Ахметсултанович (RU),
Сингизова Венера Хуппуловна (RU),
Калимуллина Гульнара Зинатулловна (RU),
Игдавлетова Марина Зиевна (RU),
Хлебникова Марина Эдуардовна (RU),
Попов Вячеслав Игоревич (RU),
Кольчугин Олег Станиславович (RU),
Шашель Вадим Александрович (RU),
Рудой Александр Васильевич (RU),
Интяшин Станислав Анатольевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):
ООО "Нефтехимсервис-Самара" (RU),
ООО "Сервис-Уфа" (RU)

(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕОДНОРОДНОГО НЕФТЯНОГО ПЛАСТА

(57) Реферат:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи и снижения обводненности продукции скважин, эксплуатирующих проницаемостно неоднородный пласт. В способе разработки неоднородного нефтяного пласта, включающем закачку в пласт дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе полимера, используют линейный полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%: гель-частицы 0,17-1,0, линейный полимер 0,25-1,8, вода остальное. Технический результат - повышение эффективности разработки за счет увеличения проникающей способности дисперсии в пласт. 4 табл., 6 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к разработке нефтяных месторождений, и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи и снижения обводненности продукции скважин, эксплуатирующих проницаемостно неоднородный пласт.

Известен способ заводнения неоднородного нефтяного пласта и снижения обводненности добывающих скважин (патент РФ №2175383, Е21В 43/22, опубл.27.10.2001), включающий закачку в пласт через нагнетательную скважину водной суспензии сшитого полиакриламида - ПАА, предварительно смешанного с порошкообразным эфиром целлюлозы, а именно карбоксиметилцеллюлозой - КМЦ, со степенью замещения по карбоксиметильным группам 0,65-1,45 и степенью полимеризации 600-1600; причем соотношение КМЦ и ПАА от 1:1 до 2:98.

Недостатком способа является низкая эффективность в связи с недостаточной вязкостью воздействующей на неоднородный нефтяной пласт системы и недостаточными вязкоупругими свойствами.

Известен способ заводнения неоднородного нефтяного пласта с применением добавки к закачиваемой в пласт воде «Темпоскрин» (патент СССР №1669404, Е21В 43/22, опубл. 10.06.1999), представляющей собой радиационнообработанный ионизирующим излучением поглощенной дозой 0,1-7,0 кГр в инертной среде ПАА в виде дисперсии порошка с содержанием влаги не более 10 мас.%. Полученная дисперсия порошка содержит 5-80% гель-фракции.

Недостатком способа является низкая эффективность, обусловленная недостаточными показателями вязкости и вязкоупругих свойств воздействующей на неоднородный нефтяной пласт системы; а также низкими показателями устойчивости «Темпоскрина» при хранении, связанными со способом его получения с применением радиационной обработки ионизирующим излучением.

Прототипом заявляемого способа является способ разработки неоднородного нефтяного пласта (патент РФ №2167281, Е21В 43/22, опубл. 20.05.2001), включающий закачку в пласт водного раствора анионного полимера (например, ПАА) и соли поливалентного катиона (например, хроматов и бихроматов аммония, щелочных металлов), при этом указанный водный раствор является дисперсной средой для полученных химическим путем гель-частиц, набухающих в 100-5000 раз, но не растворимых в воде.

В водном растворе полимеры акрилового ряда:

проявляют свойства анионного полиэлектролита.

Благодаря диссоциации и ионизации полиэлектролита между мономерными звеньями:

возникают силы электростатического отталкивания, что предотвращает свертывание «клубков» и соответственно способствует поддержанию линейного характера связей между мономерными звеньями (например, в кн. Применение полимеров в добыче нефти. М.: Недра, 1978, авт. Г.И.Григоращенко, Ю.В.Зайцев, В.В.Кукин и др. - стр.7-9).

Введение в водный раствор ПАА поливалентных катионов, например хрома, соответственно способствует сшивке линейных олигомерных структур в разветвленные структуры, «клубки» и «сетки» (И.А.Швецов, В.Н.Манырин. Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов. Анализ и проектирование. г.Самара: Самарский университет, 2000, с.76-102).

Недостатком способа-прототипа является недостаточная эффективность, обусловленная низкой проникающей способностью дисперсии гель-частиц в водном растворе сшитого поливалентным катионом полимера в пласт.

Решаемая задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности способа разработки неоднородного нефтяного пласта за счет увеличения проникающей способности дисперсии гель-частиц в водном растворе полимера в пласт.

Поставленная задача решается тем, что способ разработки неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку в пласт дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе полимера, отличается тем, что используют линейный полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гель-частицы0,17-1,0
линейный полимер0,25-1,8
водаостальное.

Способ осуществляется закачкой в пласт приготовленной на поверхности дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе линейного полимера.

Эффективность заявляемого способа тестировалась с применением следующих промышленно выпускаемых реагентов.

Для приготовления дисперсии полученных химическим путем гель-частиц использовались:

1) анионный полимер акриламида водопоглощающий, серия АК-639, марка В-415, производства ООО «Гель-сервис» (г.Саратов), ТУ 6-02-00209912-592003, представляющий собой порошок белого или близкого к белому цвета с адсорбцией в дистиллированной воде не менее 400 г/г,

2) продукт FS-305 по техническому паспорту ООО «СНФ С.А.» (г.Москва), представляющий собой порошок белого цвета с адсорбцией в дистиллированной воде 400 г/г,

3) реагент «Темпоскрин», ТУ 2216-001-05966916-93, представляющий собой порошок светло-желтого или серого цвета с массовой долей гель-фракции 20-80% и набухаемостью не менее 100 мл/г.

В качестве линейного полимера использовались:

1) анионный полимер FP-107 - сополимер акриламида и акрилата натрия, производства ООО «СНФ Балтреагент» (г.Никольское Ленинградской области), представляющий собой белый порошок, который в соответствии с Техническим паспортом характеризуется примерной вязкостью по Брукфилду, сП:

при концентрации 5,0 г/л - 1500

при концентрации 2,5 г/л - 600

при концентрации 1,0 г/л - 140;

2) анионный полимер акриламида, серия АК-642, марка АП-9405, производства ООО «Гель-сервис» (г.Саратов), ТУ 6-02-00209912-65-99, представляющий собой порошок белого или близкого к белому цвета с предельным числом вязкости полимера в 10%-ном растворе NaCl при 25°С 4,4 дл/г.

Использовалась модель пластовой воды с минерализацией 15 г/л и 20 г/л (20% CaCl2 и 80% NaCl) в дистиллированной воде.

Экспериментально установлены синергетический эффект реологических свойств (эффективной вязкости) дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе линейного полимера относительно ее составляющих - водной дисперсии полученных химическим путем гель-частиц и водного раствора линейного полимера, а также более высокая эффективная вязкость дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе линейного полимера относительно водной дисперсии «Темпоскрина» в сопоставимых концентрационных условиях.

Результаты исследований систем приведены на фиг.1-2 и в таблицах 1-2.

На фиг.1 представлены зависимости модуля упругости G от момента силы f как композиций FS-305 (10 г/л) и ПАА линейного строения марки FP-107 (2,5 г/л), так и их исходных составляющих.

На фиг.2 показан эффект улучшения эффективной вязкости дисперсии FS-305 в минерализованной воде за счет добавки FP-107.

Добавка линейного полиакриламида позволяет примерно в два раза повысить модуль упругости G и эффективную вязкость дисперсии (табл.1-2). Увеличение этих параметров неаддитивно, то есть G или для заявляемой смесевой системы выше, чем сумма G или сумма раствора FP-107 и дисперсии FS 305 по отдельности, что говорит о структурообразовании за счет флокулирующих свойств полиакриламида.

Таблица 1
Упругие свойства (исследование проводилось на реометре Carry-Med CSL2 производства компании ТА Instruments)
Композиция, в водеМинерализация, г/лТемпература измерения, °СМодуль упругости G (Па) при моменте силы f 5 мН·м
1% FS-30520200,56
0,25% FP-10720200,08
1% FS-305 + 0,25% FP-10720201,06

Таблица 2
Вязкостные свойства (исследование проводилось на реометре Carry-Med CSL2 производства компании ТА Instruments)
Композиция, в водеМинерализация, г/лТемпература измерения, °СЭффективная вязкость (Па·с) при скорости сдвига , сек-1
0,31,614,5
1% FS-30520200,510,090,01
0,25% FP-10720200,110,070,04
1% FS-305 + 0,25% FP-10720201,030,340,1

На сравнительной фигуре 3 представлены кривые эффективной вязкости водополимерных систем: композиций гель-частиц АК-639 с ПАА линейного строения АК-642, а также их исходных составляющих. Как видим, увеличение эффективной вязкости композиции во всем диапазоне измерения неаддитивно, то есть значение эффективной вязкости композиции выше, чем сумма эффективных вязкостей исходного раствора АК-642 и дисперсии АК-639.

В таблице 3 также представлены результаты исследований свойств водной дисперсии гель-частиц АК-639 в «носителях» - растворах полимеров линейного строения АК-642, которые показали синергетический эффект улучшения эффективной вязкости по сравнению с дисперсией АК-639 и раствором АК-642 в минерализованной воде.

Таблица 3
Значения эффективной вязкости (исследование проводилось на реометре RheoStress-1 «Haake», Германия)
Композиция, в водеМинерализация, г/лТемпература измерения, °СЭффективная вязкость (Па·с) при скорости сдвига , сек-1
0,351,9115,71
0,5%АК-639 + 1,5% АК-64215200,190,170,13
1,5%АК-64215200,120,10,13
0,5% АК-63915200,0020,00050,0002
1% АК-639 + 1,5% АК-64215200,390,350,26
1,5% АК-64215200,120,10,08
1% АК-63915200,030,020,009
0,5% АК-639 + 1,8% АК-64215200,400,370,27
1,8% АК-64215200,150,140,12
0,5% АК-63915200,0020,00050,0002
1% АК-639 + 1,8% АК-64215201,31,10,67
1,8% АК-64215200,150,140,12
1% АК-63915200,030,0170,009

Для сопоставительных исследований с «Темпоскрином» были приготовлены следующие композиции в воде:

- 0,25% FS-305 + 0,25% FP-107

- 0,17% FS-305 + 0,33% FP-107

Сравнение проводили с 0,5%-ной водной дисперсией «Темпоскрина».

Методика приготовления композиций следующая: в модельной воде при комнатной температуре одновременно растворяются навески ПАА и гель-частиц.

На фиг.4 и в табл.4 приведены зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига для приготовленных композиций.

Таблица 4
Значения эффективной вязкости (исследование проводилось на реометре RheoStress-1 «Haake», Германия)
Композиция, в водеМинерализация, г/лТемпература измерения, °СЭффективная вязкость (Па·с) при скорости сдвига , сек-1
0,541,9115,71
0,5% Темпоскрин15200,030,020,01
0,17% FS-305 + 0,33% FP-10715200,110,080,04
0,25% FS-305 + 0,25% FP-10715200,050,040,02

Доказана более высокая эффективная вязкость дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе линейного полимера относительно водной дисперсии «Темпоскрина» (аналог) в сопоставимых концентрационных условиях.

К преимуществам заявляемого способа относительно «Темпоскрина» относится применение гель-частиц, полученных химическим путем.

На фиг.5 представлено подтверждение снижения показателя эффективной вязкости водных дисперсий образца «Темпоскрина» по мере его хранения.

Так, 0,25%-ная дисперсия одного и того же образца «Темпоскрина» при скорости сдвига 0,7 с-1 имела следующие показатели эффективной вязкости:

в 2003 году - 0,49 Па·с,

в 2005 году - 0,20 Па·c,

в 2006 году - 0,01 Па·с.

В отличие от «Темпоскрина» полученные химическим путем гель-частицы не подвергаются деструкции при хранении (фиг.6).

К преимуществам применения полученных химическим путем гель-частиц относится также возможность размола материала для получения дисперсии гель-частиц со степенью помола в зависимости от проницаемости суперколлекторов и/или трещин.

Эффективность способа доказана в промысловых условиях.

Пример. В две выбранные по карте текущих отборов нагнетательные скважины пласта БС9 месторождения «А» закачано по 400 м3 оторочки дисперсии гель-частиц в водном растворе полимера (ПАА). Концентрация дисперсии гель-частиц в оторочке составила 0,5 мас.%, концентрация водного раствора ПАА - 0,12 мас%.

Анализировалась динамика показателей работы скважин участка до и после воздействия по заявляемой технологии.

Анализ показал, что после воздействия обводненность снизилась с 57% до 50%, увеличилась добыча нефти. Расчет технологического эффекта по интегральной характеристике вытеснения (Гайсин; Vн/Vж=1.2113Е+0-7.5372Е-7·Vн) показал, что в результате обработок двух скважин дополнительно добыто 2,4 тыс.т нефти. Продолжительность эффекта составила 8 месяцев.

Заявляемый способ разработки неоднородного нефтяного пласта эффективнее способа-прототипа за счет увеличения глубины проникновения рабочих агентов в пласт; относительно аналога - «Темпоскрина» - заявляемый способ эффективнее за счет улучшения показателей вязкости и вязкоупругих свойств воздействующей на неоднородный нефтяной пласт системы, а также обеспечения увеличенных сроков хранения исходных материалов.


Формула изобретения

Способ разработки неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку в пласт дисперсии полученных химическим путем гель-частиц в водном растворе полимера, отличающийся тем, что используют линейный полимер при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гель-частицы0,17-1,0
Линейный полимер0,25-1,8
ВодаОстальное

РИСУНКИ