Способ регулирования проницаемости неоднородного пласта

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам, снижающим проницаемость обводненных пластов и вовлекающим в разработку менее обводненные пласты. В способе регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающем последовательную закачку щелочного реагента, минерализованной воды и суспензии, в качестве суспензии закачивают водную суспензию мелкого осадка отходов гашения - МОГ - отхода содового производства. Технический результат - повышение эффективности способа за счет снижения проницаемости пласта, стоимости технологии и ее трудоемкости.

Предлагаемое изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам, снижающим проницаемость обводненных пластов и вовлекающим в разработку менее обводненные пласты.

Известен способ изоляции проницаемого пласта путем последовательной закачки жидкого стекла плотностью 1150-1465 кг/м³ и раствора хлористого алюминия плотностью 1200 кг/м³ (патент РФ 1804548, Е 21 В 33/13, 1990 г.).

Данный способ не обеспечивает эффективного снижения проницаемости водопроводящего пласта из-за чрезмерного жесткого сцепления образующегося осадка с породой, полной закупорки зоны фильтрации. При этом не создаются оптимальные условия для отмыва остаточной нефти.

Наиболее близким по технической сути и полученному эффекту к предлагаемому техническому решению является способ разработки нефтяных месторождений, включающий последовательную закачку щелочного реагента, раствора солей поливалентных металлов, минерализованной воды и глинистой суспензии (патент РФ 2086758, МКИ⁶ Е 21 В 43/22).

Данный способ способствует регулированию проницаемости обводненного неоднородного пласта, однако технологическая эффективность способа ограничена недостаточным снижением проницаемости пласта, особенно с опресненной пластовой водой, необходимостью применения реагентов (растворов солей поливалентных металлов), а также трудоемкости.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа за счет снижения проницаемости пласта, снижения стоимости технологии и ее трудоемкости.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающем последовательную закачку щелочного реагента, минерализованной воды и суспензии, в качестве суспензии используют водную суспензию мелкого осадка отходов гашения (МОГ) - отхода содового производства.

В качестве щелочных реагентов могут применяться стекло жидкое натриевое по ГОСТ 13078-81, водорастворимый порошок силиката натрия по ТУ 2145-014-13002578-94, водные растворы силикатов натрия по ТУ 2145-014-13002578-94, едкий натр технический по ГОСТ 2263-79 или 11078-78.

В качестве суспензии используют водную суспензию на основе осадка мелких отходов гашения (МОГ), который является отходом содового производства. МОГ представляет собой сыпучий порошок серо-зеленоватого цвета, без запаха. Влажность - 10%. Насыпная плотность 1200...1220 кг/м³. Размер частиц 0,1...1 мм.

Количественный состав МОГ следующий, %: СаО - Не более 62 СаСО₃ - Не более 25 СаCl₂ - Не более 5 Посторонние твердые частицы - Остальное По классу опасности относится к 4 классу. При транспортировке не требует дополнительных мер безопасности. Экологически безвреден, используется в строительстве.

Водную суспензию МОГ 10-20% готовят перемешиванием порошка МОГ в воде, при этом используют пластовую воду с минерализацией 200...250 г/л или минерализованную воду техногенного происхождения. При перемешивании часть МОГ растворяется и образуется водный раствор хлористого кальция и частично гидроокиси кальция, содержащий взвесь нерастворимых солей кальция СаСО₃, Са(ОН)₂.

В промысловых условиях заявляемый способ предполагает последовательную закачку в неоднородный пласт щелочного реагента и водной суспензии МОГ.

Применение водной суспензии МОГ способствует более эффективному снижению проницаемости неоднородного пласта в результате образования большего объема осадка в высокопроницаемых зонах по сравнению с известным способом. Образование большего объема осадка объясняется наличием в водной суспензии МОГ солей кальция CaCl₂, которые при взаимодействии с щелочным реагентом образуют нерастворимые гелеобразные осадки солей CaSiO₃, СаСО₃ и частично растворимый Са(ОН)₂.

Эффективность способа определялась экспериментально по нижеописанным методикам.

Пример 1 (по прототипу). В мерной пробирке смешали 10 мл жидкого стекла, 10 мл 20%-ной глинистой суспензии, 5 мл 23%-ного раствора хлористого алюминия и 10 мл минерализованной воды плотностью 1120 кг/м³. Объем образовавшегося осадка составил 70% смеси. Наблюдали за процессом отложения осадков ("старения") в течение 20 суток. Изменение объема осадка прекратилось через 10 суток, объем уменьшился на 5%.

Пример 2 (по предлагаемому способу). Смешали в мерной пробирке 10 мл жидкого стекла, 10 мл 20%-ной концентрации МОГ, 10 мл минерализованной воды плотностью 1120 кг/м³. Объем образовавшегося гелеобразного осадка составил 95% объема смеси. Объем осадка через 10 суток уменьшился на 5%.

Таким образом, в результате применения композиции по предлагаемому способу объем образовавшегося гелеобразного осадка больше на 23%. Объем осадка по истечение 10 суток уменьшился на 5%, как и в первом примере.

Эффективность снижения проницаемости обводненного пласта предлагаемым и известным способами определялась лабораторными опытами по фильтрации применяемых растворов через образец искусственного керна.

Пример 3 (по прототипу). Для фильтрации взят образец, представляющий собой сцементированный кварцевый песок диаметром 40 мм и длиной 60 мм. Объем порового пространства составляет 15 см³. Образец помещают в кернодержатель и насыщают пластовой водой с плотностью 1100 кг/м³. Определяют начальную проницаемость при постоянном перепаде давления, равном 0,01 МПа. Опыты проводят при температуре 20^oС и постоянной скорости фильтрации 0,5 м/сутки.

Далее через образец фильтруют чередующиеся оторочки 6 мл жидкого стекла, 6 мл глинистой суспензии 12%-ной концентрации, 6 мл алюмохлорида и 6 мл сточной воды плотностью 1100 кг/м³. Состав продавливают в модель минерализованной пластовой водой. Остаточную проницаемость определяют при фильтрации сточной воды в прямом и обратном направлении. Начальная проницаемость образца - 3,78 мкм², конечная - 1,06 мкм². Степень снижения проницаемости образца характеризует эффективность применяемого способа. В данном примере снижение проницаемости составило 72%.

Пример 4 (по предлагаемому способу). Через образец керна (аналогично примеру, использованному в прототипе) при той же температуре 20^oС и скорости фильтрации 0,5 м/сутки закачивают 6 мл жидкого стекла, 6 мл водной суспензии МОГ 12%-ной концентрации и 6 мл сточной воды плотностью 1100 кг/м³. Состав продавливают минерализованной пластовой водой. В ходе закачки существенно вырос перепад давления с 0,01 до 0,1 МПа. Аналогично примеру 3 определили остаточную проницаемость образца. Начальная проницаемость образца - 3,54 мкм², конечная - 0,39 мкм². Результаты опытов показывают, что начальная проницаемость пласта снизилась на 89%, т.е. на 17% больше, чем по известному способу.

Полученные результаты опытов свидетельствуют о том, что осадкообразующий состав по заявленному способу проявляет более эффективные водоизолирующие свойства.

Таким образом, применение заявляемого способа в нефтедобывающей промышленности способствует более эффективному регулированию проницаемости неоднородного пласта, повышению охвата пласта заводнением, что в конечном итоге увеличивает нефтеотдачу пласта. Квалифицированное использование отходов нефтехимических производств позволяет снизить затраты на водоизоляционные работы в неоднородных коллекторах и способствует охране окружающей среды.

Формула изобретения

Способ регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающий последовательную закачку щелочного реагента, минерализованной воды и суспензии, отличающийся тем, что в качестве суспензии закачивают водную суспензию мелкого осадка отходов гашения - МОГ - отхода содового производства.