Способ добычи нефти

 

СОЮЗ CQBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК.Л0 „„123708 (50 4 E 21 В 43/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТ,Ф

-СН,-CHJ

СО

2 (111) -СН СНz

8 8 -60q К

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3455493/22-03 (62) 3320801/05 (22) 01,06.82 (31) Р 3027422.7 (32) 19.07.81 . (33) DE (46) 07,06.86. Бюл. 21 (71) Касселла АГ (0Е) (72) Фридрих Энгельхардт, Херманн Шмитц, Вальтер Гульден и Эрг Хакс (DE) (53) 622 ° 276 (088,8) (56) Патент ФРГ N - 1300481, кл . 5а, -2104, опублик. 1969.

Патент ФРГ N- 2444108, кл. С 09 К 7/02, опублик,1976. (54)(57) l, СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ путем закачки в пласт воды, содержащей добавки, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффектив ности способа за счет высокой устойчивости к электролитам и термостабильности, в качестве добавки используют 0,002-0,57.-ного водорастворимого сополимера, который в статическом распределении состоит иэ 5-60 мас,7 остатков общей формулы из 2-40 мас.7 остатков общей формулы

-СН -СН2

R(1

СО (11) из 38-93 мас.7. остатков общей формулы где Y — непосредственная связь или остаток формулы

-со-ин — с (сн,), -сн,—, Х@- катион.

Если 1 — непосредственная связь, то

R — водород; Rz — водород, метил или этил; если 1 — остаток формупы

-СΠ— Н Н вЂ” С (CH ) — СН вЂ”, то к, — водород, метил или этил; R — водород, метил или этил, или 6,и Р вместе взятые означают триметилен.

2, Способ по п,l, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения количества сополимера, добавка к воде дополнительно содержит борную кислоту в количестве 2,5-35 мас,7 по массе сополимера, . l 237089

Изобретение относится к способу добычи нефти.на нефтяных месторождениях посредством закачки в пласт водных растворов сополимеров.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет высокой устойчивости к электролитам и термостабильности, Сополимеры состоят в статистическом распределении по 5-60 мас.7 иэ остатков формулы (1), 2-40 мас,7 из остатков формулы (11) и по 38-93 мас.7. из остатков формулы (III) или их продуктов гидролиэа, Сополимеры по предлагаемому способу являются еще частично омыленными, В качестве омыляющего средства можно применять каждое водорастворимое основание, сила которого достаточна для реакции с гидролизуемыми группами. Однако предпочитают Ila 011, КОН, NН> или.нейтральные, или кислые соли щелочных металлов (в частности, соли натрия или калия ) и аммониевые соли угольной, борной или фосфорной кислот. Омыляющее средство прибавляют либо уже к раствору мономера, либо перемешивают с полимеризатом, Опыление осуществляют во время экэотермически протекающей полимериэации или путем нагрева по окончании полимеризации, Полученные таким образом сополим ры можно непосредственно растворить в воде после механического измельче-. ния пригодньпчи аппаратами и применять, Однако их также можно получить после удаления воды путем известных процессов высушивания в твердом виде и растворить их в воде лишь при их применении.

В примерах и таблицах дакы следукяцие сокращения: акриламид АМ; винил-N-метилацетамид ВИМА; N -винилпирролидон ВИПИ; 2-акриламидо-2метилпропансульфоновая кислота АМПК; винилацетамид ВА; винилформамид ВФ:

"ц-винилсульфонат натрия ВС °

Для нейтрализации составов применяют следующие основания: NcIOH

КОН 5 1 NHз В диметил-Р-оксиэтил— амин Г

В качестве катализаторов применяют перекись дисульфата аммония ПДА; дибутиламмокийхлорид ДВА, Пример 1, В полимеризационной колбе емкостью 2 л, снабженной

>r

1О

ЗО крьппкой плоской шлифовки, мешалкой, термометром и гаэовводной трубкой, растворяют в 560 мл деиониэированной воды 30г АМПК и нейтрализуют с помощью КОН. Затем прибавляют 160 г АМ, 42 B г К СО и 10 г N -винил-N ìåòèëацетамида и при перемешивании и пропускании азота при 20-21 С растворяют

15 мин, прибавляют 4 г 107-ного раствора дибутиламмонийхлорида, вводят при перемешивании.в течение 15 мин азот, прибавляют 120 мг ПДА, растворенной в 8 г воды, и при пропускании азота перемешивают еще 3 мин при повьппенных числах оборотов. Пропускание

N; заканчивают и удаляют газовую трубку и мешалку. После индукционного периода (приблизительно 45 мик) начинается полимериэация, причем внутренняя температура повьппается до 67 С и раствор превращается в гель стабильной формы, Затем полимсриэат нагревают еще о

12 ч до 80 С, Измеренные вискозиметром Врукфильда при градиенте сдвига

D= 7„3 с 1 вязкости составляют при

?О С: 9> = 42,5 Мпа с в 0,057-ном водном растворе 3,5 J; f =18,7 мПа ° ñ в 0,27-ном водном растворе с содержанием соли 130 г No CC и 10 СаС Р на

1 л.

Известные сополимеры показывают измеренные при тех же условиях вязкости „ до 807. ниже указанных, вязкости в до 6ОЯ ниже укаэанных, Пример 2. В полимеризационной колбе емкостью 2 л, снабженной крьппкой плоской шлифовки, мешалкой, термометром и газовводной трубкой, прибавляют к раствору 23 r 11д 011 в

560 г деиониэированной воды пря охлаждении и перемешивании и пропускании азота по порциям 120 r AIIIIl(, затем 76 г АМ и 4 r ВИМА, Перемешивают приблизительно 15 мин, прибавляют 4 г

107-но-.о раствора дибутиламмонибхлорида,пропускают при дальнейшем перемешивании в течение 15 мин азот, затем прибавляют 120 мг ПСА растворенной в

8 г воды, и при прокускании азс та перемешивают еще 3 мин при повышенных чиспах оборотов. Пропускание > эа4 канчивают и удаляют газовводнук трубку и мешалку, После индукционнсго периода (приблизительно 30 мин) начинается полимеризация, причем внутренняя температура повьппается до 58 С и

3 !237089 раствор превращается в гель стабильной формы, Получают следующие вязкости (темD пература измерения 20 С), мПа с

: = 38,2 : = 17,2, Испытания на применяемость: устойчивость к сдвигу.

1i E2

1,10

l,07

4I

1,09

1,05

I 00

1,04

Растворы с высокими процентами

35 гелевых частиц, которые иногда возI никают с обычными полимеризатами иэ акриламида/акрилата, показывают данные 1,9 и больше и приводят к засо40 рению песчаной набивки, 0,68

0,64

При испытании на пригодность предлагаемого сополимера для приме- Е0 нения при третичной добычи нефти устойчивость к сдвигу является наряду со свободной от остатков растворимостью важным критерием предварительного выбора. 15

Для испытания устойчивости к сдвигу растворяют 500 ч,/милл. сополимера (применяемое количество в расчете на содержание действующего начала) в о пресной воде с жесткостью в 3,5 20 (немецкие градусы жесткости), т,е.

35 мг СаО/л, После этого осуществляют при комнатной температуре первое измерение вязкости (!!) . Затем определенное время раствор перемешивают 25 с помощью быстровращающейся мешалки и снова измеряют вязкость. Частное обоих коэффициентов вязкости фактор (сдвиг) = А1/А является мерой нагружаемости усилиями сдвига промывной .среды при указаннь1х условиях опыта. Для выбора сополимеров установлены следующие факторы (табл.l):

Сополимер (по Фактор (сдвиг) примеру) мации необходим раствор, свободный от твердых веществ и набухающих частиц, Для определения инъецируемости растворов сополимеров стеклянные трубы, наполненные песком, промывают в течение суток при комнатной температуре определенным потоком постоянного объема, При этом определяют давление промывной среды до поступления в промывную трубу через I ч (Р ) и сутки (Р ) .

Фактор (инъецируемость) = P /Р, является мерой инъецируемости промывной среды при укаэанных условиях.

Для этих опытов применяют растворы !

000 ч./мнлл. сополимера в морской воде, состоящей иэ 130 г Иа СР и 10 г

СаС (на 1 л. Для выбора сололимера установлены следующие факторы:

Сополимер (по Фактор (инъепримеру) цируемос ть) 0,73

47

0,63

54

0,72

Данные для остальных сополимеров находятся в том же порядке величины.

Стандартные сополимеры из акриламида и акриловой кислоты дают при тех же условиях опыта данные для фактора (сдвига) от 0,55 до 0,40 и ниже, Измерение вязкости осуществляют вискозиметром.

Инъецируемость. Дпя нагнетания 55 промывной среды через зону для инъек" ции в месторождение и для безупречного процесса промывания внутри форВязкость. Решающим критерием экономичности добавки средства промывания является высота его вязкости в данной, часто солевой среде месторождения и промывной воде при соответствующей температуре месторождения. При применении акриламидсодержащих полимеров их вязкость определяется присутствием двухвалентньж катионов (в частности ионы кальция и магния).

Определяют следующие коэффициенты вязкости в вискозиметре, Brook field при градиенте сдвига D =7,3 с при

85 С для водных, содержащих

2000 ч./милл. сополимера, солевых растворов (130 г НаС!, и 10 r CaCPz на 1 л), 1237089

Сополимер (по примеру) Вязкость, мПа с

6,3

7э7

5,4

4I б,0

5,3

3,3

4,9

Стандартные сополимеры показывают при тех же условиях значительно более низкие данные.

Термостабильность. Другим важным критерием оценки полимеризатов для третичной добычи является долговременная стабильность растворов при термическом нагружении. При этом вязкость промывных сред не должна значительно уменьшаться и они не должны иметь склонность к коагуляции. Водные растворы, содержащие 2000 ч./милл. сополимера, 130 r ХаСВ и 10 г СаСЯ хранят для испытания термостабильности при повышенной температуре, В определенные интервалы времени отбирают пробы, охлаждают до комнатной З0 температуры и затем измеряют вязкость. Измеренные коэффициенты вязкости относятся к данным, получаемым до начала хранения, Таким образом, 1007 означает полное сохранение вязкости.

Как следует из данньгх табл.2, предлагаемые сополимеры в виде. водных солевых растворов показьгвают хорошие или даже очень хорошие стабиль-40 ности. кости и склонны к осаждению водонерастворимых осадков. 50

Подвижность. Происходящее многократное обезмасливание при промывании маслосодержащих пористых горных и песчаных слоев с применением водорастворимых полимеров исследуют ла- 55 бораторными опытами. Проводимые при этих испытаниях промывания осуществляют в промывных трубках с песчаной

Растворы остаются чистыми и прозрачными за исключением раствора с сополимером примера 41, который покаэьгвает слабое помутнение, Стандартные сополимеры показьгвают при одинаковых условиях испытания значительно более сильное снижение вяз5

f5

20 набивкой, которые наполнены обезгазованным маслом данного месторождения, т.е, мертвым маслом. Аппаратура для промывания состоит иэ баков для хранения различных промывных "ред, автоматического самопишущего манометра, насоса для подачи промывной среды, промывной трубы, а также автоматического сборника для улав.гивания элюатов.

С помощью насоса перекачивают промывные среды с постоянньгм объемным расходом иэ резервуаров в песчаную набивку, насьпценную нефтью и нагретую до 85 С, В параллельно проходящем слепом" опыте промывают исключительно синтетической пластовой водой, В дополнительно включенном сборнике элюаты после их прохождения через песчаную набивку отдельно улавливают и определяют по объему. Сравнение полученньгх количеств нефти в сборнике из опытов промывания различными предлагаемыми сополимерами в качестве добавок к средствам промывания с теми без полимерной добавки дсказывает повышение количества извлеченной нефти при использовании предлаraemrx соединений.

Основой промывных сред слул:ит соленая вода, содержащая 130 r h g0f и

1О г CaCf< íà I л, которую применяют либо с указанными добавками, либо без них. В качестве сопоставительного прод гкта используют частичный гидролиэат примера 2, а в качестве предлагаемого продукта-сополимерпримера1.

При добавлении 0,002-0;5% предлагаемого сополимера к жидкостям для третичной добычи нефти можно вымывать из нефтеносной породы выше 907 нефти, даже высоковязкой нефти, которая встречается, например, в Венесуэле, Таким образом, при дальнейшем повьшгении количества добавок не достигают значительного повышегия количества вымытой нефти, так:<ак нельзя вымывать более чем 1007 нефти, Дальнейшее повьппение колич ства добавок приводит к повышению расходов НВ, процесс вымывания беэ соответствующего повьппения выхода нефти (табл.5).

При применении свежеизготовг:енных растворов полимера для corrocTaEHTeëüных продуктов А и Б образуется общее обезмасливание в 85 и 827 соответственно.

7 (237089

При хранении в течение 8 дн. при

85 С у сопоставительных продуктов о степень обеэмасливания пони1кается, до.

61 — 62 Х, в то время как у про- кения. дуктов способу остается

Таблица

Состав иоиоиеров Х

Г йриMQP а r а у нПа с мПа с

Катализ

Другие добавки

1расч.на оба. кол.ионоиеров)

Х снотор ие ф ПДА/ДБА

Ь ПДА/ДВА

В ПДА/ДБА

ПДА/ДБА

ПДА/ДБА

ПДА

5 8

l3,9

Н 30

К СО 24,8 г к,со, ã2,1

II,,,,co le,О

Во,со, 16,6

t98

lO

3 . 70

4 93

5 85

56,4

16,!

15 2

55,6

14 4

45,4

6 90 5

38,5

14,9

7 ВЭ

8 83

9 85

10 80

I I 65

12,7

50,7

34,4

К СО» 22 ° 7 Б ПДА/ДБА

Н Воз t9 А ПДА

t3,O

tt,9

Si ° 5

25,7

9,2

Й ВО 2,8

ЭО

8,0

28,8

Идвоз 5, 2 A ПДА

12 60 5

ВозСОз 19 ° t 11 ПДА/ДБА . 4 5 ° О

12,6

12 80

14 85

I5 85

16 38

17 78

3I Ф5

5 1О

10,0 и,во, го,з

Н ВО 20,4

A tQA

ПДА/ДБА

А ПДА

ПДА

ПДА

Л ПДА

А ПДА/ДБА

Л . ЙДА

А ПДА/ДБА

А ДДА

Л IQA/ÄÁA

A ПДА/Щи

Л ПДА/ДВА

Л ПДА!

3,2

St 0

7,7

2 60

20,0

33,9 t l I

Во Сог 20,6 иo со гг,2

Н1ВО) 8,5

9,9

18 83 2

31 ° О!

9 65

20 90

21 72

22 30

I I Ô6

40,5

13е4

SI,9 и,во, г1,5

31 ° 8

Н ВО 12,6 з

10,2

14,8

3,3

6,4

10

23 60 5

16,4

2,6

35 извоз

11,8

5,0

24 55 25 50

1О 40

6,9

18,3

le,8

2,4

26 45 !5 .27 60 10

4,6

l3i4

ПВО 52 н во з,з

28 75

29 65

30 75

25,0 10,0

30

9,Э

В ПДА/ДБА

A ПДА

Л ПДА

18 Э

7 НВО 65

Э1,2

31 15 7

11,0

22,2

9,8

ВЗВОЮ

И ВО

32 10

7 ° Э

l3 6

6 1

10

АМ ВИИА АИПК ВС- В ВгаИ согласно предлагаемому степень обеэмаслнвания фактически беэ иэмеl237089

1О

Продопжение табч

F4 Ра у иПа с иПа-с

Катали тор но9,8

29,3 н,во, 21,8 н,во, Н,ВО, 5п9

Н ВО 16,3

Н ВО 15,3 н,во, !9,9

НЗВО!!

33 Вэ

34 80

35 68

20,2! о !о

2 30

l0 20

5 25

2 IS

2 20

2 25

I 0%! I

26,0

Д ПДА

15, 1

36 70.

37 70

12,2

20,2

38 83

39 78

4О 73

4I 7О

42 40

I I Р9

37,6

II,О

29,5 з1,3

l2 О

Н ВО1 6,4

l5 0

44,8 н,во, 1г,г

11,2

20,6

ПДА/ДБА

ПДА/ДБА

13Ф4

8 9

7,6

10,7

20

10,2

4,8

7 5

16,2

11,5

Н воа 22,4

81,0

10,3

IIa СО, 17

46,2

НтВОа 21 1

S2 5

11,0

II!80, !

50,4

9,8

36,3

Н>ВО> 3,5!

2,0

ПДА/ДБА

7I 0

25,0

22,3

10,0

Н ВО 17„9

25,Э

8 5

ПДА

ПДА

4 ПДА

4 ПДА

ПДА н,во, 7

42,4

9,5

15 и ВО 16,7

8,8

31,7

10,4

Н ВО !5

26,0

3,6

Н ВО 2,8

3,8

2 8

5рг

H ВO

6! 70

3,0

ПДА

Э,О

l5 3

62 75!

3,2

8,5

6,9

3,0, 4,1

39,1

К СО 21 4

l793

43 50 5

44 68

45 73

46 70

47 80

48 93

49 85

50 88

51 85

52 80

53 70

54 57

55 75

56 80

57 70

58 80

59 65

60 60

63 70 5

64 73 2 е

65 80

Другие добаак (раич.на общ, аол.моаоиероа

lIa НСО3 22,2

Н ВО 19,Э

А ПДА

А ПДА

8 ПЛА

ПДА/ДБА ДА/ДВА

В ПДА/ДБА

20,5, 6,0!

237089!

Продолжение табл. !

Пример

1аз I в мПа-с мПа с

Ка талие а711 тор

4Н ВННА иаП ВС- В 818111

4 ПД4/ДВА

15,2

37,0

5 2

14,7

41 ° Э

lO н,во, 3,3

15,3

62,2

15

6О

7С 50 15 35

ПДА н,во, 2,5

71 50 10

72 45 10 45

Н,ВО, 8

1О

73 65 15

В примерах II, 20 и 51 вместо ВИИА используют Вф, в примерах

13, 14, 31, 53 и 62 - ВА, в примере 69 - =В;винилев метилФормамнд, в примере 70 - «М=винилацетамид, в примере 71 - хМевинилевеатипацетамид, в примере 72 — =амид=а"винил=11сметил-пропионововхислотм, в примере 73 " хамид=всвиннл-пропиоиовопхислотм.

П р и и е х а н и е.

Таблица 2

Продолжение табл.2

Сополнмер по примеру

Сохранение вязкости, 3, при времени хранения

Сохранение вязкости, 7, нри времени хранения

Сополимер по примеру

10 дней 30 дней!

0 дней 30 дней

97 95

100 99

100

Гель-полимеризат

47

100

Ф

100

96

100 54

100

90

Таблица 3

Колнчест- Месторожде- Вязкость

1 во добав- ние мм /с ки, X

Добавка к промывной среде продукта

Степень

9,0

Африка

9,0

0,002

Сопоставительный

То же

1 °

9,0

О, 002

Предлагаемый

9,0

0,02

Сопоставительный и

9,0

Предлагаемый

0,2

25,0

Венесуэла

66 38 2

67. .80 3

68 70 5

69 30 10

Другие добав (раса,на общ хол,моиомеро

ЛД4/ДВ4

lI jIA /ДВА

4 IIIIA извлечения нефти, 7

I237089

11родолжение табл.3

Степень

Вязкость, мм /с

Месторожде. !обавка к промывной среде продукта ние

Венесуэла

25,0

0,2

Сопоставительный

25,0

0,2

Предлагаемый

25,0

Сопоставительный

25,0

0,5

Предлагаемый

Та блица 4

Состав сополимера,7

Количество добавляеКоличес.тво

Степень обезмаслимого по лимера, % количество веса полимера, 7.

АМ 45; ВИМА 25;

АМПК 30

0,2

0,16

0 16

92

0,15

9I,2

AM 55; ВИПИ 20;

АМПК 25

0,2

90,2

0,2

2,5

91,0

0,18

Составитель И. Лопакова

Редактор Н, Гунько Техред 0.Сопко Корректор В,Синицкая

Заказ 3102/60 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул, Проектная, 4

Количество добавки, % добавляемого бората в пересчете на извлечения неф— ти, 7 вания (венесуэльская нефть), %