Способ разработки обводненной нефтяной залежи

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для регулирования разработки нефтяных месторождений, выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и ограничения притока пластовых вод в нефтяных скважинах. Способ разработки обводненной нефтяной залежи включает отбор жидкости из добывающих скважин и периодическую закачку в нагнетательные скважины осадкообразующего реагента щелочного типа, при этом раствор указанного осадкообразующего реагента закачивают в две стадии, первоначально закачивают раствор с концентрацией реагента 0,1-5 мас.%, а затем раствор с концентрацией реагента 5-25 мас.%, после чего дополнительно закачивают раствор хлорида кальция, в качестве осадкообразующего реагента щелочного типа используют фосфат натрия, а соотношение фосфата натрия, закачиваемого на второй стадии, и хлорида кальция составляет 1:0,7-1,3. Технический результат - повышение эффективности разработки обводненной нефтяной залежи за счет увеличения коэффициента нефтевытеснения, перераспределения фильтрационных потоков и подключения к разработке застойных и слабодренируемых зон.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в качестве способа разработки обводненной нефтяной залежи с целью увеличения нефтеотдачи пластов.

Известен способ разработки обводненной нефтяной залежи, включающий закачку фосфата натрия и дополнительную закачку хлорида алюминия с последующей продавкой продуктов осадкообразования в пласт [l] . Способ обеспечивает кольматацию водопромытых высокопроницаемых интервалов пласта и подключение к разработке низкопроницаемых нефтенасыщенных интервалов.

Недостатками способа являются низкая селективность при воздействии на пласт и кольматация ПЗП скважины в результате малой глубины проникновения осадка. Способ не применим на коллекторах малой мощности.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является способ разработки обводненной нефтяной залежи, включающий отбор жидкости из добывающих скважин и периодическую закачку в нагнетательные скважины раствора осадкообразующего реагента щелочного типа, представляющего собой отход производства и содержащего 10-15% гидроксида натрия [2]. Способ обеспечивает увеличение коэффициента нефтевытеснения и перераспределение фильтрационных потоков в объеме пласта за счет щелочных свойств закачиваемого раствора и протекания процесса осадкообразования.

Недостатком способа является низкая эффективность на коллекторах с малой минерализацией пластовых и закачиваемых вод, что обусловлено неполным осадкообразованием и растворимостью осадка в закачиваемой воде. При закачке в пласт пресной или слабоминерализованной воды осадкообразование может не происходить, в этом случае воздействие на пласт осуществляется только за счет щелочных свойств реагента, перераспределение фильтрационных потоков не происходит. При использовании способа на коллекторах с повышенным содержанием солей жесткости в воде его применение также ограничено, так как закачиваемый реагент переходит в пласте в осадок, а его щелочные свойства утрачиваются. Недостатком является также то, что при взаимодействии щелочи и минерализованной пластовой воды образуются осадки гидроксидов щелочноземельных металлов, которые, как правило, высокодисперсны и растворимы в избытке воды. Это существенно снижает эффективность способа при его использовании на высокопроницаемых и трещиноватых коллекторах.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки обводненной нефтяной залежи за счет увеличения коэффициента нефтевытеснения, перераспределения фильтрационных потоков и подключения к разработке застойных и слабодренируемых зон.

Поставленная задача решается путем закачки в нагнетательные скважины раствора осадкообразующего реагента щелочного типа, способствующего увеличению подвижности пластовой нефти и кольматации водопромытых интервалов, и раствора дополнительного реагента, усиливающего процесс осадкообразования, что в целом обеспечивает доотмыв остаточной нефти и увеличение охвата пласта заводнением.

Сущность предлагаемого способа разработки обводненной нефтяной залежи, включающего отбор жидкости из добывающих скважин и периодическую закачку в нагнетательные скважины раствора осадкообразующего реагента щелочного типа, заключается в том, что способ предусматривает закачку раствора указанного осадкообразующего реагента в две стадии, первоначально закачивают раствор с концентрацией реагента 0,1-5 мас.%, а затем закачивают раствор с концентрацией реагента 5-25 маc.%, после чего дополнительно закачивают раствор хлорида кальция, при этом в качестве осадкообразующего реагента щелочного типа используют фосфат натрия, а соотношение фосфата натрия, закачиваемого на второй стадии, и хлорида кальция выбирают равным 1:0,7-1,3.

Предложенная совокупность признаков нового способа разработки обводненной нефтяной залежи обеспечивает эффективный доотмыв остаточной нефти из водопромытых интервалов и подключение к разработке застойных и слабодренируемых нефтенасыщенных зон пласта.

Воздействие на пласт при использовании предложенного способа разработки обводненной нефтяной залежи осуществляется за счет предусмотренной процедуры закачки растворов реагентов и протекания определенных физико-химических процессов, обеспечивающих увеличение подвижности пластовой нефти.

Водные растворы фосфата натрия имеют щелочную среду и способны эффективно снижать межфазное натяжение на границе нефть-вода. Первоначально в пласт закачивают раствор фосфата натрия с концентрацией 0,1-5 маc.% Это обеспечивает увеличение коэффициента вытеснения нефти из водопромытых интервалов, при этом осадкообразование в объеме пласта минимально и происходит за счет взаимодействия фосфата натрия и солей кальция и магния, содержащихся в минерализованной воде. Затем закачивают раствор фосфата натрия с концентрацией 5-25 маc. %, что способствует доотмыву остаточной нефти из обработанных интервалов и дополнительному осадкообразованию. В результате последующей закачки раствора хлорида кальция происходит усиление процесса осадкообразования и количественное выделение кристаллического осадка фосфата кальция. Осадок кольматирует водопромытые интервалы и обеспечивает перераспределение фильтрационных потоков в объеме пласта, что улучшает процесс разработки обводненной нефтянной залежи в целом.

Существенными отличительными признаками разработанного способа являются: 1. Закачка осадкообразующего реагента щелочного типа в две стадии. На первой стадии закачки реагента происходит увеличение коэффициента нефтевытеснения из водопромытых интервалов и снижение минерализации пластовой воды в этих интервалах. На второй стадии закачки реагента обеспечивается доотмыв остаточной нефти и перераспределение фильтрационных потоков за счет интенсивного осадкообразования.

2. Первоначальная закачка раствора осадкообразующего реагента щелочного типа с концентрацией 0,1-5 маc.%. При закачке реагента такой концентрации осадкообразование в пласте минимально, что обеспечивает сохранение проницаемости пористой среды и максимальную эффективность вытеснения остаточной нефти за счет щелочных свойств раствора.

3. Последующая закачка раствора осадкообразующего реагента щелочного типа с концентрацией 5-25 маc.%. При закачке реагента с такой концентрацией происходит доотмыв остаточной нефти и создаются условия для интенсивного осадкообразования, обеспечивающего перераспределение фильтрационных потоков в объеме пласта.

4. Использование в качестве осадкообразующего реагента щелочного типа фосфата натрия. Фосфат натрия в воде гидролизуется и создает щелочную среду. Вместе с тем фосфат натрия при взаимодействии с хлоридом кальция, содержащимся в пластовой или закачиваемой воде, образует нерастворимый осадок фосфата кальция. Такое сочетание свойств фосфата натрия при его использовании обеспечивает эффективный доотмыв остаточной нефти за счет щелочных свойств растворов реагента и кольматацию водопромытых высокопроницаемых зон и интервалов пласта за счет формирования нерастворимого кристаллического осадка.

5. Дополнительная закачка после второй стадии раствора хлорида кальция. Хлорид кальция при взаимодействии с осадкообразующим реагентом (фосфатом натрия) образует нерастворимый кристаллический осадок фосфата кальция, который снижает проницаемость водопромытых интервалов и способствует перераспределению фильтрационных потоков.

6. Закачка осадкообразующего реагента на второй стадии и хлорида кальция в соотношении 1:0,7-1,3. Указанное соотношение реагентов обеспечивает частичное или полное осаждение фосфата кальция в пласте. При закачке недостатка хлорида кальция осадок образуется медленнее и его формирование заканчивается глубоко в объеме пласта за счет поливалентных катионов, содержащихся в минерализованной воде. При закачке эквивалентного количества или избытка хлорида кальция полное осаждение фосфата кальция возможно как в объеме пласта, так и в близи ПЗП скважины. Использование такого соотношения реагентов эффективно при применении способа на высокопроницаемых и трещиноватых коллекторах.

Таким образом, предложенная совокупность отличительных признаков предлагаемого способа обеспечивает эффективную разработку обводненной нефтяной залежи за счет доотмыва остаточной нефти, перераспределения фильтрационных потоков в объеме пласта и подключения к разработке застойных и слабодренируемых зон. Это достигается в результате применения выбранной процедуры воздействия на пласт и использования реагента, обладающего выраженными щелочными и осадкообразующими свойствами.

Для реализации разработанного способа используют товарные реагенты и вторичные продукты с содержанием основного вещества не менее 70%: -натрия фосфат (ортофосфат натрия, пирофосфат натрия, метафосфат натрия) и его кристаллогидраты; -кальция хлорид.

Предлагаемый способ разработки обводненной нефтяной залежи иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Нефтяное месторождение разрабатывается заводнением. Опытный участок характеризуется высокой обводненностью добываемой продукции и низкими дебитами эксплутационных скважин по нефти, что вызвано прорывами нагнетаемых в пласт вод по высокопроницаемым интервалам.

В нагнетательной скважине с приемистостью 740 м³/сут по результатам геолого-физических исследований установлено наличие высокопроницаемых интервалов, принимающих 75% закачиваемой воды. В скважину последовательно закачивают 300 м³ 1%-го раствора фосфата натрия и буфер воды, затем 150 м³ 10%-го раствора фосфата натрия и далее 100 м³ 10,7%-го раствора хлорида кальция (соотношение реагентов 1:0,7). После этого определяют профиль приемистости скважины и запускают скважину в работу. По результатам повторных геолого-физических исследований установлено снижение приемистости наиболее проницаемых интервалов и увеличение приемистости низкопроницаемых интервалов. В добывающих скважинах наблюдается снижение обводненности и увеличение дебитов по нефти.

Пример 2. Нефтяное месторождение имеет сложное геологическое строение и характеризуется высокой неоднородностью продуктивных коллекторов. Месторождение разрабатываются заводнением. Опытный участок характеризуется кинжальными прорывами воды, снижением дебитов добывающих скважин по нефти и низкой выработкой запасов.

В нагнетательной скважине с приемистостью 530 м³/сут по результатам геолого-физических исследований установлено наличие высокопроводящих интервалов, принимающих до 90% закачиваемой воды. В скважину последовательно закачивают 100 м³ 3%-го раствора фосфата натрия и буфер воды, затем закачивают 100 м³ 10%-го раствора фосфата натрия и далее 100 м³ 13,2%-го раствора хлорида кальция (соотношение реагентов 1:1,3). После этого определяют профиль приемистости и запускают скважину в работу. По результатам повторных геолого-физических исследований установлено снижение приемистости высокопроводящих интервалов и скважины в целом и подключение к разработке низкопроницаемых интервалов. После снижения обводненности в реагирующих добывающих скважинах в нагнетательную скважину дополнительно закачивают оторочку соляной кислоты для восстановления ее приемистости.

При использовании способа по прототипу достигаемые результаты (выравнивание профиля приемистости, увеличение дебитов добывающих скважин по нефти, прирост коэффициента нефтеотдачи) значительно ниже, чем при использовании разработанного способа. Это обусловлено тем, что известный способ позволяет предпочтительно извлечь нефть из водопромытых интервалов и не обеспечивает эффективное перераспределение фильтрационных потоков. Способ не целесообразно использовать на коллекторах с кинжальными прорывами воды, так как не образующийся осадок не обладает достаточной устойчивостью и стабильностью в пластовых условиях.

Таким образом использование предлагаемого способа позволяет эффективно регулировать разработку обводненной нефтянной залежи с целью снижения обводненности добываемой продукции и увеличения нефтеотдачи пластов. Способ может быть использован для воздействия на пласты с различными геолого-физическими, включая трещиноватые, и нефтями с различными физико-химическими свойствами. Способ предусматривает повторную обработку нагнетательных скважин путем закачки растворов реагентов после снижения или прекращения технологического эффекта на опытном участке.

Источники информации 1. Пат. РФ 2094599, кл. Е 21 В 43/20.

2. Пат. РФ 2103489, кл. Е 21 В 43/22 - прототип.

Формула изобретения

Способ разработки обводненной нефтяной залежи, включающий отбор жидкости из добывающих скважин и периодическую закачку в нагнетательные скважины раствора осадкообразующего реагента щелочного типа, отличающийся тем, что раствор указанного осадкообразующего реагента закачивают в две стадии, первоначально закачивают раствор с концентрацией реагента 0,1-5 маc. %, а затем раствор с концентрацией реагента 5-25 маc. %, после чего дополнительно закачивают раствор хлорида кальция, при этом в качестве осадкообразующего реагента щелочного типа используют фосфат натрия, а соотношение фосфата натрия, закачиваемого на второй стадии, и хлорида кальция составляет 1: 0,7-1,3.