Способ стимуляции нефтяного пласта с помощью микроорганизмов и физико-химических методов воздействия

 

Способ заключается в том, что обработку призабойной зоны и очистку внутрискважинного оборудования от парафиноотложений проводят суспензией микроорганизмов в водном растворе питательных веществ при оптимальных для жизнедеятельности микроорганизмов условиях в сочетании с физико-химическими методами воздействия на пласт. В качестве микроорганизмов используют биомассу производства белково-витаминных концентратов с концентрацией клеток 10¹⁰ - 10¹⁸ кл/л (массовая доля сырого протеина не ниже 50% в пересчете на АСВ). Перед обработкой пласта производят перфорацию обсадной колонны в интервале продуктивного пласта. После обработки производят интенсивное дренирование пласта для удаления продуктов кольматации и закупоривающих агентов с помощью имплозионных и свабирующих устройств. Перед проведением перфорационных работ применяют композиции неионогенных поверхностно-активных веществ на углеводородной основе. Предлагаемый способ позволяет усилить микробиологическое воздействие на призабойную зону нефтяного пласта в нужном направлении без существенного увеличения затрат на реагенты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам обработки нефтяного пласта с помощью микроорганизмов и физико-химических методов с целью увеличения нефтеотдачи и восстановления продуктивности призабойной зоны нефтеносного пласта (ПЗП).

Известны способы борьбы с асфальто- и смолопарафиновыми отложениями (АСПО) на внутрискважинном оборудовании и в призабойной зоне пласта (ПЗП) путем закачки в скважину различных растворителей, например на основе толуола, скипидара, оксиэтилированного алкилфенола и газового бензина /1/; бензина, керосина, лигроина, дизтоплива в сочетании с механической обработкой /2/.

Способы /1/ и /2/ предусматривают использование дорогих и пожароопасных реагентов.

Известны также способы увеличения нефтеотдачи пласта путем закачки в него химреагентов, например поверхностно-активных веществ (ПАВ) /3/. Однако применение этих способов сдерживается из-за высокой стоимости реагентов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ обработки нефтяного пласта с помощью микроорганизмов /4/. Способ предусматривает закачку в пласт суспензии углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) в растворе питательных веществ.

Недостатком данного способа является недостаточно высокая эффективность, связанная с относительно низкими нефтеотмывающими свойствами образующихся нефтевытесняющих агентов - продуктов микробиологической деградации части пластовых углеводородов, отсутствием воздействия на призабойную зону добывающих скважин.

Целью предлагаемого способа является повышение эффективности обработки пласта с помощью микроорганизмов путем активной стимуляции призабойной зоны добывающих скважин.

Поставленная цель достигается описываемым способом разработки нефтяного пласта путем закачки суспензии микроорганизмов в растворе питательных веществ и химреагента при оптимальных для жизнедеятельности микроорганизмов условиях.

Особенностью способа является то, что для стимулирования нефтяного пласта в него закачивают водную суспензию биомассы микроорганизмов производства белково-витаминных концентратов с концентрацией клеток 10¹⁰ - 10¹⁸ кл/л (массовая доля сырого протеина в пересчете на ACB не ниже 50%) в сочетании с минеральным удобрением (диаммофес, мочевина).

Кроме того, предварительно перед обработкой пласта производят перфорацию обсадной колонны в интервале продуктивного пласта, а после обработки производят интенсивное дренирование пласта для удаления продуктов кольматации и закупоривающих агентов с помощью имплозионных и свабирующих устройств.

Другим отличием способа является то, что для гидрофобизации поровых каналов призабойной зоны продуктивного пласта перед проведением перфорационных работ применяют композиции неионогенных поверхностно-активных веществ на углеродистой основе.

Преимуществом использования микробной биомассы производства БВК является широкий видовой набор микрофлоры, адаптированность к нефтесодержащим субстратам. В связи с относительно высокой концентрацией микроорганизмов (в расчете на абсолютно сухое вещество) выделение биогаза в процессе сбраживания субстрата в пласте идет более интенсивно, что ведет к повышению нефтеотдачи.

Микробная биомасса БОК нетоксична, способна выдерживать температуру до 90^oC, температура самовоспламенения не превышает 400^oC.

Как показали проведенные лабораторные и промысловые исследования, добавление в среду пласта неионогенных и композиционных ПАВ (НПАВ АФ-6 и АФ -12, МЛ-72, МЛ-80) в концентрации 0,1 - 1,0%, не снижает жизнедеятельности микроорганизмов. В частности, для УОМ, используемых для повышения нефтеотдачи, добавление ПАВ указанных выше типов способствует интенсификации их жизнедеятельности и приводит к усилению общего эффекта, т.к. способствует лучшему отмыванию нефти из пласта и более эффективной очистке призабойной зоны. За счет активизации капиллярных сил как под воздействием ПАВ, так и в результате перестрела пласта микроорганизмы могут проникнуть в ранее неохваченные зоны пласта.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

На добывающей скважине проводятся подготовительные и исследовательские работы, связанные с определением параметров работы пласта, его приемистостью и опрессовкой эксплуатационной колонны. При необходимости проводятся работы по очистке эксплуатационную колонну от АСПО закачкой органического растворителя в объеме скважины и выдержкой скважины в покое на время реагирования в зависимости от типа используемого растворителя (не менее 24 часов).

Затем поднимается подземное оборудование и через колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) закачивается расчетное количество углеводородного раствора (бутилбензольная фр. /ТУ 38-102-97-78/, керосиновая фр. /ТУ 6-01-18-37-78/, гексановая фр. /ТУ 38.103-81-83/, дистиллят нефтяной) с 0,1-1,0% концентрацией ПАВ (Неонол АФ₉-6 или МЛ-80) и продавливается в пласт.

После этого НКТ поднимаются, и скважина подготавливается к перфорации согласно требований прострелочно-взрывных работ. Пласт перестреливается в интервале перфорации с интенсивностью до 10 отверстий на 1 п/метр с целью увеличения совершенства степени вскрытия пласта.

Затем на поверхности в специальных емкостях готовят необходимые объемы микробиологического раствора на пресной воде или технической воде с добавкой питательных веществ, например диаммофоса, концентрацией 0,05-0,1%, туда же добавляют расчетное количество ПАВ (Неонол АФ₉- 12 или МЛ - 80) с 0,1-1,0% концентрацией из расчета: V = πR²hm, где V - объем раствора в м³; R - радиус охваченной воздействием призабойной зоны пласта в м, величина которого принимается, исходя из коллекторских свойств пласта и кратности обработки (1,5+3,5) м, h - перфорированная толщина пласта в м, m - пористость в дол.ед.

Обрабатывающий состав доводится до приема глубинного насоса и продавливается в ПЗП водным раствором ПАВ с 0,1-1,0% (Неонол АФ₉-6 или МЛ - 80) в объеме НКТ.

После этого скважина закрывается на проведение микробиологических процессов на 1...3 суток. При этом ранее закаченный углеводородный раствор служит дополнительным питанием для УОМ, а ПАВ оказывает положительное влияние на десорбцию и дезагрегацию частиц АСПО.

Далее в зависимости от вида скважины и типа применяемого оборудования для очистки пласта от продуктов кольматации и закупоривающих агентов способ осуществляют в двух вариантах: 1. В скважину спускают имплозионное устройство до середины интервала обрабатываемого пласта. Путем повышения давления на устье производится разрыв мембраны или открывается впускной клапан имплозионной камеры с пульта управления исполнительного механизма (в зависимости от типа имплозионного устройства), в результате чего создается глубокая депрессия на пласт. Имплозионное воздействие осуществляется поточечно, через 0,5 м толщины пласта, но не менее 3-х раз, при этом в качестве жидкости разрыва используется водный раствор ПАВ с 0,1% концентрацией ПАВ (Неонол АФ₉-6 или МЛ - 80).

2. В скважину спускается НКТ с обратным клапаном и свабирующим устройством на глубину, согласованную с геологической службой предприятия-заказчика, и производится свабирование скважины. Конструктивно свабирующие устройства могут быть устроены по разному. Основной конструктивный элемент сваба - плунжерная пара с клапанным устройством внизу. При подъеме сваба жидкость над ним транспортируется вверх, одновременно создавая эффект депрессии на перфорированные пласты. В зависимости от дебита скважины освоение ведется до получения пластового флюида или возможности определения дебита скважины.

Обработку завершают спуском подземного оборудования и вводом скважины в эксплуатацию.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет усилить микробиологическое воздействие на призабойную зону нефтяного пласта в нужном направлении без существенного увеличения затрат на реагенты.

Эффективность предлагаемого и известных способов стимуляции скважин определяется по дополнительной добыче нефти в соответствии с утвержденными отраслевыми нормативными документами и методическими руководствами.

В таблице 1 представлены данные по технологической эффективности известных (базовых) методов обработки призабойных зон скважин, прошедших апробацию на нефтяных месторождениях Татарстана. Эти методы или их составные части и принципы воздействия на пласт вошли в предлагаемый комплексный способ стимуляции нефтяного пласта с помощью микроорганизмов и физико-механических методов воздействия, который за счет синергетического эффекта и новых технологических решений должен обладать более высокой технологической эффективностью по сравнению с известными способами стимуляции скважин.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. А.С. СССР N 15624433, E 21 B 37/06.

2. РЖ Горное дело, 1990, 5Г 389.

3. А.С. СССР N 1511375, E 21 B 43/22, 30.09.1989.

4. Патент RU 2078916, E 21 B 43/22, 10.05.97.0

Формула изобретения

1. Способ стимуляции нефтяного пласта путем закачки в пласт химреагента и суспензии микроорганизмов в растворе питательных веществ, отличающийся тем, что предварительно перед обработкой пласта производят перфорацию обсадной колонны в интервале продуктивного пласта, затем в пласт закачивают водную суспензию биомассы микроорганизмов производства белково-витаминных концентратов с концентрацией клеток 10¹⁰ - 10¹⁸ кл/л (массовая доля сырого протеина в пересчете на АСВ не ниже 50%) в сочетании с минеральным удобрением, а затем, после обработки, производят интенсивное дренирование пласта с помощью имплозионных и свабирующих устройств.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве химреагента перед проведением перфорационных работ применяют композиции неионогенных поверхностно-активных веществ на углеводородной основе.

РИСУНКИ

Рисунок 1