Способ увеличения добычи нефти

Название	Способ увеличения добычи нефти
Разработчик (Авторы)	Каушанский Давид Аронович, Демьяновский Владимир Борисович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2656654
Дата регистрации	06.06.2018
Правообладатель	Общество с ограниченной ответственностью Научно-техническая фирма "Атомбиотех"
Область применения (класс МПК)	E21B 43/22 (2006.01) C09K 8/588 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к области нефтедобычи, точнее к разработке нефтяных пластов, разрабатываемых с использованием системы поддержания пластового давления путем закачки воды в пласт. Изобретение может быть использовано для обработки добывающих и нагнетательных скважин в широком интервале пластовых температур.

Закачка воды в нефтяные пласты позволяет увеличить добычу нефти на месторождениях нефти. Однако при длительном применении этого способа происходит падение его эффективности из-за прорывов нагнетаемой в пласт воды от нагнетательных к добывающим скважинам, что приводит к снижению доли нефти в добываемой жидкости. Этот процесс, называемый водопритоком, приводит к удорожанию стоимости добычи нефти за счет нерациональной работы технологического оборудования и снижению уровня ее добычи. Для борьбы с водопритоками в скважинах разработан ряд технологий, но их недостатком является ограниченное применение низкотемпературными пластами.

Проблема водопритоков в добывающих скважинах, как правило, решается путем закачки в добывающие скважины водоизолирующих составов. Для пластов с температурой 60-90°С предложен ряд термотропных составов. Термотропным называется состав, который, будучи при температуре, близкой к нормальной (0-30°С), является текучим, но при попадании в пластовые условия повышает свою вязкость или образует гель. Это позволяет провести закачку в скважину указанного состава и создать в водонасыщенной части пласта непроницаемый для воды экран, но при этом не создается экран для притока нефти к скважине.

Известен способ, в котором используют алюминий с концентрацией 0,4-17,0 мас.%, карбамид с концентрацией 1,5-30,0 мас.%, полиакриламид с концентрацией 0,5-2,5 мас.%, так чтобы вязкость состава была не менее η>10⋅10-3 Па⋅с, и воду до 100%. Исходный состав закачивают в промытые зоны пласта, где под действием высокой температуры образуется гель гидроксида алюминия, вязкость среды при этом возрастает, что приводит к «затуханию» фильтрации флюида через высокопористую зону. Недостатком способа является требование к температуре пласта не менее 90°С, при которой происходит реакция гидролиза карбамида. При снижении температуры время гелеобразования достигает нескольких суток или образования геля может не произойти вообще.

Известен гелеобразующий состав, получаемый смешением полиакриламида, карбамида, соли алюминия и воды, причем в качестве соли алюминия используют пентагидроксохлорид алюминия, а указанное смешение осуществляют путем введения карбамида в полимер-коллоидный комплекс, полученный смешением водного раствора полиакриламида с водным коллоидным раствором пентагидроксохлорида алюминия. Недостаткам состава является низкая селективность водоизоляции вследствие неизбирательного процесса проникновения состава в поры, а также ограничение использования состава на месторождениях нефти исключительно с высокой пластовой температурой.

Наиболее близким по технической сущности является способ повышения добычи нефти, включающий закачку через добывающую скважину в пласт водной суспензии полиакриламида, обработанного ионизирующим излучением совместно с неорганической солью многовалентного металла. Недостатком известного способа является малая продолжительность ограничения притока воды в добывающие скважины из-за ограниченных упругих свойств получаемых полимерных гелей.

Целью изобретения является увеличение добычи нефти за счет увеличения продолжительности эффекта, селективности воздействия на пласт и расширения области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем закачку через добывающую или нагнетательную скважину в пласт водной дисперсии гелей полиакриламида, обработанного ионизирующим излучением совместно с неорганической солью многовалентного металла, при этом гель получают непосредственно перед закачкой в пласт в проточном буферном объеме, например, объеме скважины, путем смешения 100 массовых частей пластовой воды с 0.5-3 массовыми частями порошковой композиции следующего состава:

неорганическая соль алюминия или хрома 1-10%

полиакриламид – остальное,

при содержании, мас.%: указанная композиция 0,5-3, пластовая вода – остальное, и времени контакта указанных композиции и воды в буферном объеме, определяемом условием по формуле

где

t - время контакта композиции и воды в буферном объеме, ч;

Т - время равновесного набухания гелевой дисперсии в буферном объеме;

Q - скорость закачки, м³/ч;

V - буферный объем, м³.

Использование способа становится более удобным, если в качестве сульфатов и хлоридов алюминия и хрома используют их основные соли – основной сульфат хрома и оксихлорид алюминия. Это связано с тем, что эти соли не содержат кристаллизационной воды и поэтому не образуют комков в процессе хранения. Кроме того наличие гидроксильной группы в составе солей дает им важное преимущество по сравнению с другими солями - стабильность в порошкообразном состоянии при хранении на воздухе. Также они имеют более высокую скорость растворения в воде за счет высокой дисперсности порошков, что обеспечивает получение полимерно-гелевых систем со стабильными свойствами.

Сущность изобретения состоит в том, что в пласт закачивают частично набухший гель полиакриламида, обработанного ионизирующим излучением, который дополнительно модифицирован путем добавки к полимеру соли многовалентного металла - алюминия или хрома. Модификация происходит в буферной емкости в зависимости от времени контакта полимера и воды. В качестве буферной емкости при работе непосредственно на скважине используют объем скважины и коммуникации, при этом буферный объем рассчитывается как сумма объема скважины и коммуникаций, находящихся между насосом и забоем скважины. В процессе модификации дисперсный гель, представляющий собой суспензию гелевых частичек в воде размером 1-10 мм, увеличивает свой объем за счет прививки к сшитому полимеру имеющихся в составе полимера линейных макромолекул и увеличению электрического заряда звеньев макромолекулы ПАА за счет замещения однозарядных ионов на многозарядные. Рост величины одноименных зарядов в составе макромолекулы приводит к их отталкиванию и соответственно к увеличению объема, занимаемого гелевой частицей, состоящей из набухшего сшитого ионизирующим излучением ПАА.

Полученная в результате модификации полимерно-гелевая система (суспензия гелей) сохраняет свою дисперсность и, следовательно, сохраняет возможность транспортировки ее по коммуникациям. Также сохраняется возможность движения гелей по пластовым трещинам и неоднородным по проницаемости участкам в пласте. Поэтому данный способ позволяет регулировать потоки воды в пласте как при закачке в пласт через добывающие скважины, так и через нагнетательные скважины.

Проведенные опыты подтверждают возрастание скрин-фактора и объема геля при термической обработке приготовленных полимерно-гелевых систем и позволяют отнести их к типу термотропных гелей.

Изобретение "Способ увеличения добычи нефти" (Каушанский Давид Аронович, Демьяновский Владимир Борисович) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога