Способ обработки призабойной зоны скважин, добывающих тяжелые нефти и природные битумы

 

Изобретение относится к области добычи тяжелых нефтей и природных битумов и может быть использовано для обработки призабойных зон добывающих скважин с целью повышения проницаемости пород. Способ заключается в закачке в пласты водной щелочной эмульсии легкой смолы пиролиза с добавками ферромагнитных компонентов и кубовым остатком производства синтетических жирных кислот. В качестве ферромагнитных компонентов используют мелкодисперсную пудру хрома, ванадия, магния, алюминия или гематита, ильменита, гидромагнетита с размерами частиц 5-15 нм с массовой долей в легкой смоле пиролиза 15-25%. Массовое соотношение ферромагнитных компонентов и кубовых остатков синтетических жирных кислот (5-6) : 1. Для создания эмульсии используют водные растворы щелочных компонентов с массовой долей 1-5%, а процесс образования сопровождают воздействием ультразвука с частотой 100-1000 Гц при температуре исходных жидкостей 70-80^oC. Перед образованием эмульсий водные растворы могут быть насыщены воздухом в количестве 1-50 дм³ на 1 м³ раствора. На призабойную зону воздействуют постоянным магнитным полем с градиентом поля более 3·10^-5 Тл/см. Технический результат: повышение проницаемости пород при добыче тяжелых нефтей и природных битумов. 6 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области добычи тяжелых нефтей и природных битумов и может быть использовано для обработки призабойных зон добывающих скважин с целью повышения проницаемости пород.

В процессе эксплуатации, в связи с отложением в призабойной зоне асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО), происходит снижение проницаемости, и, как следствие, понижается дебит нефти. При длительной эксплуатации скважин (5-10 лет) даже мельчайшие поры забиваются АСПО.

Известны способы обработки призабойной зоны добывающих скважин нефтяными растворителями (Зарипов И.З., Мустафин Г.Г., Юсупов И.Г., Горюнов Ю.А. Обработка призабойной зоны пласта нагретым растворителем //Нефтепромысловое дело. -1979. -N 9. -c.8-9; Зарипов И.З., Сивухин А.А., Иванов А.И. Обработка призабойной зоны пластов добывающих скважин растворителем без подъема подземного оборудования// Нефтепромысловое дело. -1981.-N 6. -c.31-32).

Недостатки данных способов заключаются в том, что используется легкий растворитель с плотностью 0,69 г/см³ и низким содержанием ароматических углеводородов (3,5%), а это будет приводить к внутрипластовой деасфальтизации нефтей, содержащих большое количество асфальтенов. Применение легких растворителей увеличивает пожаро- и взрывоопасность при проведении промысловых работ, особенно в летнее время, так как предложенный легкий растворитель имеет очень низкую температуру вспышки (-15^oC). Кроме того, успешность обработки призабойной зоны добывающих скважин легким растворителем составляет всего 50%.

Известен способ обработки призабойной зоны скважин эмульсией (Г.А.Орлова, А.И. Давыдова, М.Х.Мусабиров. Разработка составов обратных эмульсий для глушения скважин и обработки призабойной зоны пласта //Тр./ТатНИПИнефть.- 1985. -Вып.57.-с.31-36).

Недостатки данного способа заключаются в следующем: внешняя среда предлагаемой эмульсии обладает недостаточной растворяющей способностью по отношению к АСПО; предложенная эмульсия обладает недостаточной агрегатной устойчивостью.

Наиболее близким по технологической сущности является способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт углеводородной жидкости с добавками поверхностно-активного вещества и ферромагнитного комплекса с последующим воздействием на пласт магнитным полем (а.с. N 1102904 СССР, МКИ³ E 21 B 43/20; C 09 K 3/00, 1984).

Недостатками данного способа являются: высокое содержание ферромагнитного комплекса в углеводородной жидкости (до 60%); применение дефицитных и дорогостоящих химических соединений - хлористого никеля; хлористого кобальта, тетрахлорида селена; для приготовления ферромагнитного комплекса дополнительно требуется большой объем этиленгликоля; применение химических соединений никеля, кобальта и селена отрицательно сказывается на экологию нефтяного пласта.

Задачей изобретения является повышение эффективности обработки призабойной зоны скважины за счет более полного удаления асфальтеносмолопарафиновых отложений.

Поставленная задача решается с применением в качестве углеводородной жидкости водной щелочной эмульсии легкой смолы пиролиза, а в качестве ферромагнитного компонента используют мелкодисперсную пудру хрома, ванадия, магния, алюминия или гематита, ильменита, гидромагнетита с размерами частиц 5 - 15 нм с массовой долей в легкой смоле пиролиза 15 - 25%. Для стабилизации ферромагнитных частиц в легкой смоле пиролиза в качестве поверхностно-активного вещества применяют кубовый остаток производства синтетических жирных кислот при массовом соотношении ферромагнитный компонент : поверхностно-активное вещество (5 - 6) : 1. Для образования эмульсии легкой смолы пиролиза используют водные растворы силиката натрия, каустической соды, гидрокарбоната натрия, триполифосфата натрия или их смеси с массовой долей щелочных компонентов в воде 1 - 5%. Кроме того, щелочную эмульсию легкой смолы пиролиза готовят воздействием ультразвука с частотой 100 - 1000 Гц при турбулентном перемешивании с температурой исходных компонентов эмульсии 70 - 80^oC, а перед воздействием ультразвуком водные щелочные растворы насыщают воздухом в количестве 1 - 50 дм³ на 1 м³ раствора. Воздействие на пласт постоянным магнитным полем осуществляют при градиенте поля более 3 · 10^-5 Тл/см.

Анализ известных аналогичных решений позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с отличающимися признаками в заявляемом способе, то есть о соответствии заявляемого способа критерию "существенные отличия".

Предлагаемый способ был осуществлен в лабораторных условиях на линейных моделях пласта из нержавеющей стали. Модель готовилась по следующей схеме: набивка модели песком; насыщение пластовой водой; насыщение нефтью; насыщение одного конца модели (добывающая скважина) концентратом асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО). На всех этапах подготовки модели определяется режим фильтрации (до постоянной скорости).

Углеводородные жидкости удерживают в своем объеме определенное количество ферромагнитных компонентов, поэтому для их стабилизации применяют поверхностно-активные вещества. Магнитные жидкости на основе водных углеводородных эмульсий имеют большую магнитную активность, так как микрокапли воды, намагничиваясь в поле постоянного магнитного поля, сообщают дополнительную магнитную активность эмульсии. Нами установлено, что ферромагнитные частицы размером 5 - 15 нм при массовой доле их в легкой смоле пиролиза 15 - 25% хорошо стабилизируются при соотношении с поверхностно-активным веществом при массовом соотношении 1: (5-6). Кроме того, для создания стойкой эмульсии и лучшего диспергирования ферромагнитных частиц использовали ультразвуковое воздействие в области частот 100 - 1000 Гц при турбулентном перемешивании. Образование эмульсии проводят при 70 - 80^oC, так как вязкость легкой смолы пиролиза существенно снижается, что способствует интенсивному образованию стойкой эмульсии. Этот диапазон определен экспериментально. В лабораторных условиях определены также диапазоны щелочного компонента (1 - 5%) и добавки воздуха (1 - 5 дм³ на 1 м³) в воду для образования стойкой эмульсии. Эксперименты показали, что при создании магнитного поля с градиентом более 3 · 10^-5 Тл/см интенсивность извлечения нефти из модели увеличивается в три раза.

В подготовленные модели (в добывающую скважину) нагнетали углеводородные жидкости, магнитные жидкости, магнитные эмульсии на основе углеводородной жидкости, проводили выдержку, а далее модель ставилась на излив (с поддавливанием с противоположного конца модели) без воздействия и с воздействием магнитным полем для интенсификации извлечения растворенных АСПО. Результаты этих опытов представлены в таблице, из которой видно, что наилучший результат по очистке призабойной зоны скважин достигнут по предлагаемому способу.

Для проведения работ на добывающих скважинах на требуется специального промыслового оборудования. Магнитная эмульсия на основе легкой смолы пиролиза имеет вязкость 15 - 25 мПа · с и перекачивается без осложнений агрегатом ЦА-320 через магнитный аппарат. Для создания магнитного поля также применяют промышленное выпускаемое оборудование.

Используемая литература 1. Обработка призабойной зоны пласта нагретым растворителем /И.З.Зарипов, Г.Г.Мустафин, И.Г.Юсупов, Ю.А.Горюнов// Нефтепромысловое дело.-1979.- N 9. - с.8-9.

2. Зарипов И. З. Сивухин А.А., Иванов А.И. Обработка призабойной зоны пластов добывающих скважин растворителем без подъема подземного оборудования //Нефтепромысловое дело.-1981. -N 6. -c.31-32.

3. Орлов Г.А., Давыдова А.И., Мусабиров М.Х. Разработка скважин и обработка призабойной зоны пласта //Тр./ТатНИПИнефть.-1985.-Вып.57.-с.31-36.

4. А. с. 1102904 СССР, МКИ³ E 21 B 43/20; C 09 K 3/00. Способ обработки призабойной зоны пласта /Н.В.Резников, Г.Г.Соломатин, В.Д.Круженкова (СССР). -N 3491483/22-03 Заявл.15.02.82; Опубл.15.07.94.-Бюл.N 26.

Формула изобретения

1. Способ обработки призабойной зоны скважин, добывающих тяжелые нефти и природные битумы, включающий закачку в пласт углеводородной жидкости с добавками ферромагнитных компонентов и поверхностно-активных веществ с последующим воздействием на пласт постоянным магнитным полем, отличающийся тем, что в качестве углеводородной жидкости используют водную щелочную эмульсию легкой смолы пиролиза.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферромагнитных компонентов используют, например, мелкодисперсную пудру хрома, ванадия, магния, алюминия или гематита, ильменита, гидромагнетита с размерами частиц 5 - 15 нм с массовой долей в легкой смоле пиролиза 15 - 25%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активных веществ используют кубовый остаток производства синтетических жирных кислот при массовом соотношении ферромагнитный компонент : поверхностно-активное вещество (5 - 6) : 1.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для образования эмульсии легкой смолы пиролиза используют водные растворы, например, силиката натрия, каустической соды, кальцинированной соды, гидрокарбоната натрия, триполифосфата натрия или их смеси с массовой долей щелочных компонентов в воде 1 - 5%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что водную щелочную эмульсию легковой смолы пиролиза готовят воздействием ультразвука с частотой 100 - 1000 Гц при турбулентном перемешивании с температурой исходных компонентов эмульсии 70 - 80^oC.

6. Способ по п.1, или 4, или 5, отличающийся тем, что перед воздействием ультразвуком водные щелочные растворы насыщают газом, например воздухом, в количестве 1 - 50 дм³ на 1 м³ раствора.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздействие на пласт постоянным магнитным полем осуществляют при градиенте поля более 3 · 10^-5 Тл/см.

РИСУНКИ

Рисунок 1