Способ крепления нефтеносных рыхлых песчаных пород

 

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для крепления пород на месторождениях с продуктивными пластами, сложенными рыхлыми песками. Цель - повышение эффективности крепления за счет повышения прочности обработанной породы. Способ заключается в закачивании в укрепляемую зону пласта смеси, содержащей (мас.ч) формальдегид 35-45

серную кислоту 60-65

воду 60-65, в количестве не менее 2 молей в пересчете на содержание формальдегида на 1 моль пластовой нефти с последующим прогревом этой зоны при 110-300°С в течение 2-72 ч. Способ наиболее эффективен при креплении песчаных пород, содержащих высоковязкие нефти, и обеспечивает равномерное крепление обработанного участка. Способ позволяет проводить надежное крепление нефтенасыщенных рыхлых пород и сократить затраты на проведение технологических операций. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1585500 А 1 щ) 5 E 21 Б 33/138

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4453261/24-03 (22) 30.06.88. (46) 15.08.90. Бюл. Р 30 (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти (72) Б.Н. Ершов, Н.А. Сушкова и kI К. Скиба (53) 622.245.4 (088.8) (56) Патент Великобритании

Ф 1414721, кл. Е 21 В 33/138, опублик ° 1975.

Патент CIIIA М 4564059, кл. 166-288, опублик. 1986. (54) СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ НЕФТЕНОСНЫХ

РЫХЛЪ|Х ПЕСЧАНЫХ ПОРОЛ (57) Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для крепления пород на месторождениях с продуктивными пластами, сложенными

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано на месторождениях с продуктивными пластами, сложенными слабосцементированними песчаниками или рыхлыми песками.

Целью изобретения является повышение эффективности крепления за счет повышения прочности обработанной породы.

Способ заключается в закачивании в укрепляемую зону пласта смеси содержащей, мас.ч.: формальдегид 3545, серная кислота 60-65, вода 60-65, в количестве не менее 2 моль в пересчете на содержание формальдегида на

1 моль пластовой нефти с последую2 рыхлыми песками. Цель — повьппение эффективности крепления за счет повышения прочности обработанной породы. Способ заключается в закачивании в укрепляемую зону пласта, смеси, содержащей, мас.ч.. формальдегид 3545, серная кислота 60-65, вода 60-65, в количестве не менее 2 моль в пересчете на содержание формальдегида на

1 моль пластовой нефти с последука1им прогревом этой зоны при 110-300 С в течение 2-72 ч. Способ наиболее эф-, фективен при креплении песчаных пород, содержащих высоковязкие нефти и обеспечивает равномерное крепление обработанного участка, Способ позволяет проводить надежное крепление нефтенасыщенных рыхлых пород и сократить затраты на проведение технологических операций. 1 табл. щим прогревом этой зоны при 110-300 С в течение 2-72 ч.

Способ рекомендуется для крепления рыхлых песчаных пород, содержащих . ° высоковязкие нефти, поскольку прочность укрепленных пород прямо пропорциональна содержанию в нефтях смол и асфальтенов. Крепление рыхлых по-r род обработанных согласно способу, происходит вследствие взаимодействия высокомолеКулярных соединений (смол, асфальтенов), содержащихся в нефти, с формальдегидом с образованием твердых продуктов конденсации, скрепляющих мелкие фракции породы. Способ . обеспечивает равномерное по прочнос1585500

55 ти крепление обработанного участка призабойной зоны.

Влияние соотношения компонентов в реагенте и условий прогрева обработанных реагентом образцов на конечную прочность скрепленной породы: приведено в таблице.

Прочностные испытания проводили н на образце песчаной породы, пропитанной нефтью следующего физико-хими-, ческого состава:

Вязкость, мПа с 360

Плотность, г/см 0,945

Коксуемость, % 5,0

fex,ïðèMåñH. % О, 012

Селикагелевые смолы и асфальтены, Х, 13,49

Средняя молекулярная масса 500

Представленные в таблице данные позволяют сделать вывод о высокой эффективности крепления рыхлых пород, а также о том, что молярное соотношение формальдегида к пластовой нефти равное 2;1, является оптимальным, так при соотношении, равном 1: 1, прочность образцов снижается, а использование формальдегида к пластовой нефти при молярном соотношении, равном 3,:1, нецелесообразно из-за увеличения расхода формальдегида, поскольку увеличения прочности образ" цов при этом не происходит.

При.использовании в качестве катализатора 40Х-ного водного раствора серной кислоты прочность образцов на сжатие снижается по сравнению с прочностью образцов, приготовленньвс с применением в качестве катализатора 50 -ного водного раствора серной кислоты. Использование 60Х-ного водного раствора серной кислоты нецеле-, сообразно из-sa увеличения расхода кислоты.

Анализ«экспериментальных данных, приведенных в таблице, позволяет сделать вывод, что температура 110 С является минимальной температурой отверждения крепителя, при которой получают образцы достаточной прочности (0,4 мПа). При увеличении температуры прочность образцов увеличивается.

Предельной температурой реакции, при которой образующиеся продукты конденсации сохраняются, является температура 300 С.

Способ осуществляют следующим образомм.

Готовят смесь 357-ного формалина с серной кислотой из расчета, что молярное соотношение формальдегида к пластовой нефти равно 2:1, а водный раствор серной кислоты 507-ный (с учетом воды в формалине), Приготовленную смесь закачивают в эакрепляемый участок. Затем нагнетают нагретый воздух в течение времени, необходимого для прогрева закрепляемого участка до температуры 110-300 С в радиусе 0,5 м.

Количество молей нефти, на которое рассчитывается требуемое количество формальдегида выбирается исходя из отношения массы нефти в эакрепляемом участке породы или образце к ее средней молекулярной массе. Выбор количества молей нефти при креплении приэабойной эоны проводят по формуле:

Р где n — число молей нефти; я5 г„,г < — внутренний и наружный радиусы закрепляемого участка, Mt

m — порист ос т ь пласта;

g — нефтенасыпЕнностьь;

30 — плотность нефти, кг/м ;

p — масса одного моля, г;

h — высота закрепляемого участка, м.

Например, если радиус закрепляемой призабойной зоны 0,5 м, высота

10.м, то при пористости породы 30, нефтенасьпценности 607. и плотности нефти 945 кг/м, объем нефти в закрепляемом участке составит 1,356 м, 40 .а масса 1381 кг. Отсюда при средней молекулярной массе нефти, равной

500 у.е., число молей составит

1381000/500 = 2762.

Исходными данными для расчета расхода воздуха (q ) и времени его пов дачи (t) для прогрева эакрепляемого участка до 110-300 С являются эффективная толщина пласта (h), пластовая температура (Т ), пористость пп пласта (m) объемное содержание реагентов (S ), диаметр скважины (й „ ), задаваемый диаметр зоны крепления (11з ), мощность электронагревателя (N), температура обработки (Т ).

Иэ справочника берут данные теплофизических величин: объемные теплоем-. кость скелета пласта (С ), воздуха ск (С ), нефти (С„), кровли-подошвы пласта (h ц,-). f585500 мени прогрева эакрепляемого участка. при котором d и

Таким образом способ позволяет проводить надежное крепление нефтенасыщенных рыхлых пород и значительно сократить затраты на технологические операции вследствие низкой стоимости используемых компонентов, Расход воздуха определяют по формуле

М

Ч

С,(т,— Tn„) Дпя определения времени прогрева эакрепляемого участка сначала задаются временем t и по формулам

10 формула изобретения

Способ крепления нефтеносных рыхлых песчаных пород, включающий эаканчивание в укрепляемую зону пласта реагента, вступающего во взаимодействие с пластовой нефтью с образованием крепящего материала, и прогрев этой зоны, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности крепления за счет повышения обработанных пород, прогрев укрепляемой эоны пласта производят при 110300 С в течение 2-72 ч после закачивания реагента, вступающего во взаимодействие с пластовой нефтью, а в качестве реагента, вступающего во взаимодействие с пластовой нефтью используют смесь, содержащую 3540 мас.ч. формальдегида, 60-65 мас.ч. серной кислоты и .60-65 мас.ч. воды, причем смесь закачивают в количестве не менее 2 моль в пересчете на содержание формальдегида на 1 моль пластовой нефти. .1 () = (ехр() f () + 2()0 5 ф

2 кл

У =

Ст . h -Мка п

Лкп

e(= — — S = m(1-S ) 8 P

СК определяют диаметр эоны крепления (d) при заданном времени прогрева (t), сравнивают его с задаваемым диаметром эоны крепления (d ) и если

d d>» то задаются другим большим временем прогрева закрепляемого участка и расчитывают диаметр зоны крепления. Выбирают то значение времперат прогр образ

ОС

1 I

П р и м е ч а н и е. Соотношение содержания воды и серной кислоты в реагенте составляло 1:1.

1 ,2

4

6

8

11

12

1:1

2:1

3:1

4:1

5:1

5:1

5:1

5:1

2:1

2:1

2: I

2:1

2:1

300

16 0,25

16 0,45

16 0,45

16 0,45

16 0,40

16 0,43

16 0,45

16 0,45

72 0,40

96 0

14 0,50

9 0,59

2 2,89