Состав для повышения нефтеотдачи пластов

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов при их заводнении, а также для обработки призабойной зоны пласта. Техническим результатом является разработка высокоэффективных составов для повышения нефтеотдачи пластов, в особенности, с трудноизвлекаемыми запасами. Состав для повышения нефтеотдачи пластов, включающий жидкий углеводород, водорастворимое неионогенное поверхностно-активное вещество, воду, содержит, мас.%: в качестве водорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества - смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы C_nH_2n+1O(CH₂CH₂О)_mH, где n=12-14, m=10 с молекулярной массой 620-654 - 2-20, в качестве жидкого углеводорода - полиалкилбензольную смолу с молекулярной массой 120-220 - 5-30, воду - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для повышения нефтеотдачи пластов при их заводнении, а также для обработки призабойной зоны нагнетательных скважин.

Известна инвертная микроэмульсия на основе жидкого углеводорода для обработки нефтяного пласта, включающая Нефтенол Н3, хлористый кальций и воду. Жидкий углеводород - гексановая фракция (смесь предельных углеводородов С₆-C₈ и выше) [1. Патент RU №2110675, М. кл. 6 Е 21 В 43/22, опубл. 10.05.98]. В качестве стабилизирующего и моющего компонента здесь использован Нефтенол Н3, дополнительно стабилизирует эмульсию хлористый кальций.

Известен состав для обработки обводненного пласта включающий смесь масло- и водорастворимых неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ), а именно оксиэтилированные алкилфенолы, жидкий углеводород и воду, при следующем соотношении компонентов, об.%: оксиэтилированный алкилфенол со степенью оксиэтилирования 5-7 - 4-9, водорастворимое НПАВ - 0,5-3, жидкий углеводород - 1-10, воду - остальное [2. Авт. св-во RU №1595066, М. кл. 6 Е 21 В 43/22, опубл. 20.01.88].

Нефтенол Н3 и оксиэтилированные алкилфенолы являются компонентами составов, биоразлагаемость которых невысока, порядка 50%.

Известные составы представляют собой эмульсии обратного типа, т.е. дисперсионной средой этих составов является углеводородная фаза. При закачке составов с внешней углеводородной фазой происходит гидрофобизация призабойной зоны нагнетательных скважин, что приводит к снижению их приемистости. В качестве углеводородной фазы обычно используют легкие фракции нефти (бензин, керосин, дизельное топливо).

Составы, приготовленные на основе алкилфенолов с малым содержанием углеводородной фазы (1-5%), обладают невысокой стабильностью и расслаиваются с течением времени. Высокие нефтевытесняющие характеристики составов на основе оксиэтилированных алкилфенолов объясняются, в основном, присутствием в составе дизельной фракции. Гексановая и дизельная фракции, применяемые в качестве углеводородной фазы, являются дорогостоящими компонентами, которые удорожают сам состав.

Задачей изобретения является разработка высокоэффективных составов для повышения нефтеотдачи пластов, в особенности, месторождений с трудноизвлекаемыми запасами (месторождения с высоковязкими нефтями, а также месторождения, находящиеся на поздней стадии разработки).

Поставленная задача решается разработкой и использованием состава для повышения нефтеотдачи пластов, включающего жидкий углеводород, водорастворимое неионогенное поверхностно-активное вещество, воду. Причем в качестве водорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества состав содержит смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы C_nH_2n+1O(CH₂CH₂О)_mH, где n=12-14, m=10 с молекулярной массой 620-654, в качестве жидкого углеводорода - полиалкилбензольную смолу с молекулярной массой 120-220, при следующем соотношении компонентов, мас.%: вышеуказанная смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов - 2-10, полиалкилбензольная смола с молекулярной массой 120-220 - 1-30, вода - остальное.

Результаты по нефтевытеснению приведены в таблицах 1, 2.

Продукт оксиэтилирования спиртов, выпускаемый отечественной промышленностью - Синтанол АЛМ-10 [3. ТУ 6-14-864-88 с изменениями 1, 2, 3, 4], представляет собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов фракции C₁₂-C₁₄ с числом оксиэтильных звеньев 10. Указанное вещество представляет собой пастообразную массу от белого до слегка желтоватого цвета и применяется в качестве эффективного поверхностно-активного вещества в производстве синтетических моющих средств, как обезжириватель сырой шерсти и металлических поверхностей.

Полиалкилбензольная смола (ПАБС) является побочным продуктом производства изопропилбензола. ПАБС состоит из ди-, три-, тетра-изопропилбензолов и других более высокомолекулярных полиалкилбензолов, представляет собой вязкую жидкость темного цвета [4. ТУ 38 10296-83]. По сравнению с углеводородами, применяемыми в известных составах для повышения нефтеотдачи пластов (легкие фракции нефти), ПАБС может эффективно взаимодействовать с капиллярно-удерживаемой нефтью, изменяя структуру нефтяной дисперсной системы (НДС): низкомолекулярная ароматика растворяет сольватный слой сложной структуры НДС, уменьшая ее размер и понижая вязкость нефти.

Состав готовят растворением НПАВ в воде и последующим введением необходимого количества углеводородной фазы. Для получения стабильного состава с максимальным содержанием внутренней углеводородной фазы используют, обычно, повышенную температуру для снижения разности плотностей смешивающихся компонентов и увеличения растворяющей способности ПАВ.

Исследование нефтевытесняющей способности составов, стабилизированных заявляемым продуктом, проводилось на нефти Бурейкинского месторождения (тяжелая нефть) и нефти Азнакаевской площади Ромашкинского месторождения (легкая нефть).

Нефтевытесняющую способность состава определяли на моделях пласта длиной 350 мм и диаметром 25 мм, заполненных дезинтегрированным керном, следующего гранулометрического состава, %:

Фракция >0,63 мм 2,81

Фракция 0,63-0,315 мм 15,52

Фракция 0,315-0,14 мм 58,65

Фракция <0,14 мм 23,02

Образцы пористой среды под вакуумом насыщали пластовой водой. Проницаемость насыпной модели 1,3 мкм². Затем под вакуумом образцы пласта насыщали нефтью, вязкостью 220 мПа·с (тяжелая нефть) и 6,2 мПа·с (легкая нефть). При вертикальном положении из модели пласта вытесняли нефть водой при ее объемном расходе 0,28 см²/с до полной обводненности выходящих проб жидкости из модели пласта. Затем в модель закачивали состав, в количестве, равном одному поровому объему пласта, и проталкивали его водой до полной обводненности выходящих из модели проб жидкости. Эффективность составов определяли по дополнительно извлеченной нефти. Полученные в результате экспериментов данные приведены в таблицах 1, 2.

Высокая эффективность состава обусловлена тем, что водный раствор Синтанола АЛМ-10 и углеводородная фаза (ПАБС) образуют прямую эмульсию, обладающую высокой стабильностью за счет нового стабилизатора (при 20°С - 1500 часов), также обладающую хорошими отмывающими свойствами за счет эффективного снижения межфазного натяжения на границе раздела фаз и способности вбирать внутрь мицелл большее количество отмытой с поверхности породы нефть (эффект солюбилизации). Мицелла, содержащая во внутренней части углеводород, может "разбухать", вбирая в себя нефть. Введение ПАБС способствует большему растворению отмытой нефти внутри мицелл вследствие большего сродства ПАБС с высокомолекулярными компонентами нефти, образующими ядро и сольватную оболочку нефтяной дисперсной системы (НДС).

При закачке состава в пласт наблюдается принцип смешивающегося вытеснения и снижение вязкости вытесняемого водонефтяного потока, наблюдается увеличение скорости прохождения раствора в пласте, что, в свою очередь, способствует повышению нефтеизвлекающей способности состава.

Закачка составов с внешней водной фазой позволяет увеличить приемистость нагнетательных скважин за счет гидрофилизации призабойной зоны (удаления с поверхности породы углеводородных компонентов).

Предлагаемый состав пожаробезопасен, так как происходит образование прямой эмульсии, где углеводородная составляющая находится во внутренней дисперсной фазе. Биоразлагаемость одного из компонентов - Синтанола АЛМ-10 - составляет 85%, что повышает экологичность предлагаемого состава для повышения нефтеотдачи пластов [3].

Стабильность состава в пластовых условиях обусловливает устойчивость используемых ПАВ в минерализованных водах.

Исследование нефтевытесняющей способности предлагаемого состава показали, что использование в качестве углеводородной фазы ПАБС вместо гексановой и дизельной фракции позволяет достичь большей нефтеизвлекающей способности при удешевлении затрат на компоненты состава.

Выявлено также, что при нагреве извлеченной водонефтяной эмульсии с содержанием предлагаемого состава до температуры 50°С происходит расслоение эмульсии на водную и нефтяную фазы без дополнительного использования деэмульгаторов, что обычно предполагается на данном этапе. Это позволяет снизить затраты на подготовку нефти.

Снижение концентрации углеводородной фазы (ПАБС) ниже 2% приводит к снижению нефтевытесняющей способности, увеличение содержания ПАБС выше 30 мас.% при заданной концентрации ПАВ приводит к снижению агрегативной устойчивости раствора. Содержание ПАВ менее 0,5% не стабилизирует эмульсию и не обеспечивает необходимых нефтевытесняющих свойств. Увеличение концентрации Синтанола АЛМ-10 более 20% не рационально.

Формула изобретения

Состав для повышения нефтеотдачи пласта, включающий жидкий углеводород, неионогенное поверхностно-активное вещество, воду, отличающийся тем, что в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших жирных спиртов общей формулы C_nH_2n+1O(CH₂CH₂О)_mH, где n=12-14, m=10, с молекулярной массой 620-654, в качестве жидкого углеводорода - полиалкилбензольную смолу с молекулярной массой 120-220 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Смесь оксиэтилированных жирных спиртов общей формулы

C_nH_2n+1O(CH₂CH₂О)_mH, где n=12-14, m=10,

с молекулярной массой 620-654 2-20

Полиалкилбензольная смола с молекулярной

массой 120-220 5-30

Вода Остальное

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2