Способ разработки нефтяного пласта

 

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений и может найти применение при повышении нефтеотдачи неоднородных по проницаемости пластов. Обеспечивает увеличение выработки продуктивного пласта за счет отключения обводненных зон. Сущность изобретения: при разработке нефтяного пласта ведут отбор нефти через добывающие скважины и закачку через нагнетательные скважины рабочего агента и силиката в водной фазе. В качестве силиката используют частицы силиката-геля, а в качестве водной фазы - раствор полимера в пресной или минерализованной воде. Силикат-гель используют в количестве 0,1-70,0%, а полимер используют в количестве 0,01-2,0%. Закачку суспензии силиката-геля в водном растворе полимера начинают с минимальных концентраций силиката-геля при минимальных давлениях закачки с постепенным увеличением концентрации силиката-геля и давления закачки до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5-3,0 МПа. После этого давление поддерживают постоянным при снижении концентрации компонентов в суспензии.

Изобретение относится к области разработки нефтяных месторождений и может найти применение при повышении нефтеотдачи неоднородных по проницаемости заводненных нефтяных пластов.

Известен способ изоляции притока пластовых вод в нагнетательных и добывающих скважинах, включающий закачку водного раствора или суспензии в воде, содержащей 1-30 мас. % соли многоосновной кислоты или смеси солей многоосновных кислот, приготовленные на воде, содержащей до 20 г/л солей кальция и магния, и последующую закачку водного раствора соли щелочно-земельного металла и одноосновной кислоты, при этом соотношение соли многоосновной кислоты или смеси солей многоосновных кислот и соли щелочно-земельного металла и одноосновной кислоты выбирают в пределах 1: (0,1 -1). В качестве соли многоосновной кислоты используют преимущественно сульфаты, карбонаты, фосфаты, силикаты металлов, а в качестве соли щелочно-земельного металла и одноосновной кислоты хлориды магния, кальция, бария. Способ реализуется путем закачки в пласт раствора или суспензии соли многоосновной кислоты или смеси солей многоосновных кислот в воде, затем закачки буфера воды и последующей закачки раствора соли щелочно-земельного металла и одноосновной кислоты. После этого скважину запускают в работу (патент РФ 2108455, МКИ Е 21 В 43/32, on. 1998.04.10).

Недостатком способа является большая зависимость свойств изоляции от минерализации воды, контролировать которую в пластовых условиях невозможно. Кроме того, для достижения высоких свойств изоляции необходимо поддерживать определенный водородный показатель (рН), изменение которого на 0,2-0,5 единиц приводит к мгновенному или длительному (несколько месяцев) гелеобразованию. Следует учитывать также изменение рН в стволе скважины и в пласте.

При разработке продуктивных нефтяных пластов на нефтеотдачу существенным образом влияет качество получаемых в пласте гелей. За счет нестабильности процесса гелеобразования качественного геля в пластовых условиях достичь невозможно, что приводит к низкой эффективности способа.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ разработки нефтяного пласта, в котором проводят закачку рабочего агента и раствора силиката щелочного металла в минерализованной воде через нагнетательные скважины и отбирают нефть через добывающие скважины. В качестве раствора силиката щелочного металла используют коллоидный раствор силиката в воде с концентрацией 0,05-20 вес.%. В качестве минерализованной воды используют пластовые и сточные воды, содержащие неорганические соли, с минерализацией 2,5-15,0 вес.% (патент РФ 2133825, кл. Е 21 В 43/22, оп. 1999 г.).

Недостатком способа является то, что на поздней стадии разработки нефтяных пластов при их высокой выработке требуются большие объемы закачки. Поэтому эффективность способа резко уменьшается из-за значительных затрат при использовании больших объемов применяемого реагента и длительности осуществления технологического процесса. В результате выработка продуктивного нефтяного пласта снижается.

Целью изобретения является увеличение выработки продуктивного нефтяного пласта за счет отключения из разработки обводненных высокопроницаемых зон и подключения в работу, ранее незадействованных вытеснением нефтенасыщенных зон, и снижение затрат на осуществление способа.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки нефтяного пласта, включающем отбор нефти через добывающие скважины и закачку через нагнетательные скважины рабочего агента и силиката в водной фазе, согласно изобретению в качестве силиката используют частицы силиката-геля, а в качестве водной фазы - раствор полимера в пресной или минерализованной воде, при этом силикат-гель используют в количестве 0,1-70,0%, а полимер используют в количестве 0,01-2,0%, закачку суспензии силиката-геля в водном растворе полимера начинают с минимальных концентраций силиката-геля при минимальных давлениях закачки с постепенным увеличением концентрации силиката-геля и давления закачки до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5-3,0 МПа, после чего давление поддерживают постоянным при снижении концентрации компонентов в суспензии.

Признаками изобретения являются: 1. отбор нефти через добывающие скважины; 2. закачка через нагнетательные скважины рабочего агента; 3. закачка через нагнетательные скважины силиката в водной фазе; 4. использование в качестве силиката частиц силиката-геля; 5. использование в качестве водной фазы раствора полимера в пресной или минерализованной воде; 6. использование силиката-геля в количестве 0,1-70,0%; 7. использование полимера в количестве 0,01-2,0%; 8. закачка суспензии силиката-геля в водном растворе полимера, начиная с минимальных концентраций силиката-геля при минимальных давлениях закачки с постепенным увеличением концентрации силиката-геля и давления закачки до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5-3,0 МПа; 9. поддержание давления постоянным при снижении концентрации компонентов в суспензии.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-9 являются существенными отличительными признаками изобретения.

Сущность изобретения
При разработке нефтяного пласта вырабатываются, в основном, высокопроницаемые зоны. Для изоляции высокопроницаемых зон используют материалы на основе силикатов щелочных металлов, растворы полимеров и т.п. Однако при этом эффективность изоляции, а следовательно, и выработка пласта оказывается невысокой. Для увеличения выработки пласта проводят ряд мероприятий. В наземных условиях готовят силикат-гель. Смешивают жидкое стекло (силикаты натрия с модулем более 2,5) и гелеобразующий компонент (неорганические и органические кислоты, щелочные реагенты, моно- и олигосахариды и др.). Добиваются перевода жидкого стекла в затвердевшее состояние, т. е. получают силикат-гель. Затем его дробят до размера частиц от 5 мм до нескольких микрон.

Для получения силиката-геля целесообразно использовать силикат натрия в количестве от 1 до 10%, соляную кислоту в количестве от 0,4 до 5,0% и воду остальное. Возможно применение прочих композиций.

Готовят суспензию частиц силиката-геля в растворе полимера в пресной или минерализованной воде. В качестве полимера используют полиакриламид, оксиэтилцеллюлозу, полиоксиэтилен, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и т. п. Суспензию закачивают в скважину насосным агрегатом Закачку суспензии начинают с минимальной концентрацией силиката-геля 0,1% из расчета не менее 50 м³ на 1 м активно работающей мощности пласта. Затем концентрацию силиката-геля увеличивают через 1-5% в зависимости от увеличения фактического давления закачки. Увеличение давления закачки между порциями (оторочками) производят на 5-20%. Увеличение давления закачки ведут до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5-3,0 МПа.

При закачке силикат-гелевой суспензии с увеличением давления силикат-гелевая частица разрушается до более мелких, соизмеряемых с величиной пор, которые фильтруются в высокопроницаемые зоны, принимая размеры пор и, тем самым, их блокируя или ограничивая проницаемость. Закачку ведут на низких концентрациях для того, чтобы резко не перекрыть фильтрационные каналы в призабойной зоне, а доставить частицы силиката-геля вглубь пласта. Кроме того, созревание геля от начала гелеобразования идет в течение 1 - 2 суток, в процессе чего происходит увеличение прочности структуры, что также положительно влияет на процесс закупорки пор, поскольку силикат-гель готовят перед закачкой. Используют суспензию со следующим соотношением компонентов, вес.%:
Силикат-гель - 0,1 - 70,0
Полимер - 0,01 - 2,0
Вода (пресная или минерализованная) - Остальное
Отличительной положительной особенностью заявляемого способа является и то, что силикат-гель и его суспензию готовят в полном объеме в наземных условиях с последующим использованием, а не в порах пласта, где регулировать концентрацию водородных ионов (рН) проблематично, а следовательно, и получение геля эпизодично. Кроме того, силикат-гель в конечном итоге (через 3-5 лет) перейдет в аналогичную породе частицу типа SiO₂, не отключая навечно от разработки пористую среду, как в случае с глинистыми частицами. Такая обработка не требует значительных затрат и проста в осуществлении.

Перед возобновлением заводнения желательно в нагнетательную скважину закачать поверхностно-активное вещество типа деэмульгатора, чтобы подключить в разработку ранее изолированные нефтенасыщенные зоны и тем самым увеличить охват пласта вытеснением.

Применение предлагаемого способа позволит за счет отключения промытых зон силикат-гелевыми частицами расширить область применения способа, изменить гидродинамику вытеснения нефти из пористой среды, что приведет к увеличению нефтеотдачи пластов.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Способ реализуют в лабораторных условиях на модели пласта. Модель пласта представляет собой 3 металлические трубки (диаметр трубки 33 мм, длина -1000 мм), заполненные песком различных фракций.

Модель пласта насыщают пластовой водой после предварительного вакуумирования, а затем ее замещают нефтью. На первом этапе нефть из модели пласта вытесняют водой до обводненности не менее 99,0% и стабилизации скорости фильтрации. При этом коэффициент вытеснения нефти из пористой среды трубок различен в зависимости от проницаемости. Затем закачивают в модель пласта силикат-гелевую суспензию в 0,01%-ном растворе полиакриламида в пресной воде Закачку суспензии начинают с минимальных концентраций силиката-геля 0,1% при минимальных давлениях закачки Для получения силиката-геля используют композицию, включающую, вес %: силикат натрия 5%, соляную кислоту 3% и воду остальное. Постепенно увеличивают концентрацию силиката-геля до 70% и давление закачки до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента - воды - на 3,0 МПа. Далее давление поддерживают постоянным при снижении концентрации компонентов в суспензии до 25% силиката-геля Проводят нагнетание воды (заводнение) до нового прорыва и обводненности не менее 99% Такая закачка рекомендует повторные обработки нагнетательных скважин через определенный промежуток времени с целью дальнейшего увеличения нефтеотдачи.

Нефтеотдача по данному примеру оценивается в 80%.

Пример 2. Выполняют, как пример 1. В качестве раствора полимера используют 2%-ный раствор оксиэтилцеллюлозы в минерализованной воде При увеличении концентраци силиката-геля и давления закачки доводят давление закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5 МПа.

Нефтеотдача по данному примеру оценивается в 90%.

Применение предложенного способа позволит повысить эффективность способа, увеличить нефтеотдачу продуктивного пласта.

Формула изобретения

Способ разработки нефтяного пласта, включающий отбор нефти через добывающие скважины и закачку через нагнетательные скважины рабочего агента и силиката в водной фазе, отличающийся тем, что в качестве силиката используют частицы силиката-геля, а в качестве водной фазы - раствор полимера в пресной или минерализованной воде, при этом силикат-гель используют в количестве 0,1-70,0%, а полимер используют в количестве 0,01-2,0%, закачку суспензии силиката-геля в водном растворе полимера начинают с минимальных концентраций силиката-геля при минимальных давлениях закачки с постепенным увеличением концентрации силиката-геля и давления закачки до достижения давления закачки, превышающего устьевое давление нагнетания рабочего агента на 0,5-3,0 МПа, после чего давление поддерживают постоянным при снижении концентрации компонентов в суспензии.