Состав для снижения вязкости нефти в условиях низкотемпературных месторождений
Владельцы патента RU 2467050:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составу для снижения вязкости нефти и повышения нефтеотдачи пластов в условиях низкотемпературного нефтяного пласта с применением микроорганизмов. Состав для снижения вязкости нефти в условиях низкотемпературных месторождений на основе нефтевытесняющей композиции, содержащей аммиачную селитру, поверхностно-активное вещество - ПАВ, карбамид и воду, где в композицию добавляют водный экстракт уробактерий, содержащий 800-840 млн кл./мл, полученный при постоянном перемешивании в течение 120 минут массы кизяков в воде в соотношении 10:100 соответственно, при следующем соотношении компонентов, г/л: аммиачная селитра 14-142, неионогенное ПАВ - АФ9-12 или NP-40 или NP-50 4,8-48, анионактивное ПАВ - волгонат или сульфонол 2,4-24, карбамид 28,6-286, указанный водный экстракт уробактерий 20-50 мл/л, вода остальное до 1 л. Технический результат - повышение эффективности нефтеотдачи высоковязкой нефти в условиях нефтяной залежи высоковязкой нефти с низкой пластовой температурой (+10÷+50°С), снижение затрат при исключении паротеплового воздействия. 21 пр., 4 табл., 3 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составу для снижения вязкости нефти и повышения нефтеотдачи в условиях низкотемпературного нефтяного пласта с применением уреазной группы микроорганизмов.
В настоящее время добыча вязкой нефти на месторождениях с низкой пластовой температурой осуществляется, как правило, с применением паротепловых методов или их сочетанием с физико-химическими методами. Так, на пермо-карбоновой залежи высоковязкой нефти Усинского месторождения (республика Коми) осуществляется площадная закачка пара в пласт или пароциклическое воздействие, при этом в пласт под давлением закачивается пар при температуре 300-350°C, что экономически затратно, поскольку связано с установкой паротепловых генераторов.
Известен состав для повышения нефтеотдачи пластов на поздней стадии разработки с применением микроорганизмов (патент РФ №2180396). Состав для повышения нефтеотдачи в качестве источника микроорганизмов содержит активный ил, в качестве питательных веществ, стимулирующих рост и активность микробных клеток, - кубовые остатки производства синтетического глицерина, дополнительно содержит полидиметилдиаллиламмонийхлорид. Указанный состав обладает биохимической активностью с выделением метана и CO2, что способствует снижению вязкости нефти и повышению нефтеотдачи. Применение состава для увеличения нефтеотдачи низкотемпературных месторождений высоковязкой нефти не предусмотрено.
Известен способ добычи высоковязкой нефти, включающий введение в пласт вытесняющего агента и разжижающего состава (патент РФ №2195549). В качестве разжижающего состава используют углеводородокисляющие бактерии с питательными солями в водном растворе. Закачку разжижающего состава производят циклически.
Данный способ недостаточно эффективен вследствие того, что продуктами метаболизма углеводородокисляющих бактерий являются соединения (альдегиды, кетоны, биоПАВ, биополимеры), способствующие десорбции нефти с пористой породы пласта. В этих условиях выделение газообразных продуктов минимально и не способствует снижению вязкости нефти.
Известен микробиологический способ увеличения нефтеотдачи пластов с применением штамма бактерий Erwinia species с высокой деструктивной активностью при контакте с углеводородами нефти, растительным сырьем и отходами животноводства (патент РФ №2103359). Штамм Erwinia species выделен из нефтеносной породы и селекционирован в процессах переработки навоза, птичьего помета в анаэробных и аэробных условиях. Данный штамм способен с высокой скоростью разлагать нефть и нефтепродукты, органические субстраты в растительном сырье и отходах животноводства в аэробных и анаэробных условиях с выделением газообразных продуктов. Недостатком предлагаемого способа является сложный и дорогостоящий процесс селекционирования и накопления биомассы для технологического процесса. Штамм в большей степени селекционирован для разложения органических субстратов в растительном сырье и отходах животноводства. В процессе биодеструкции углеводородов нефти данным штаммом, выделение газообразных продуктов незначительно.
Известен способ повышения нефтеотдачи при введении в пласт популяции аэробных бактерий (патент WO №9213172). Вода, закачиваемая в пласт под давлением, содержит растворенный кислород и минеральные питательные вещества. Микроорганизмы адаптируются и размножаются, используя нефть в качестве основного источника углерода, растворенный в воде кислород - в качестве основного источника кислорода. При биоокислении углеводородов нефти образуются продукты метаболизма, способствующие десорбции нефти с пористой породы пласта. Данный способ технологичен в условиях залежи легкой нефти.
Известен микробиологический способ повышения извлечения углеводородного сырья (патент GB №2450502). По этому способу в нефтяной пласт вводят необходимое количество биопрепарата, содержащего микроорганизмы, активно утилизирующие углеводородное сырье с образованием продуктов метаболизма, способствующих вытеснению нефти. Данный способ повышения извлечения углеводородного сырья эффективен в течение короткого промежутка времени, поскольку жизнедеятельность микрофлоры не поддерживается введением стимулирующих питательных субстратов. Его применение рассчитано для месторождений легкой нефти.
Известен ферментативный способ снижения вязкости нефти (патент US №5529930). Предлагается способ снижения вязкости нефтяных жидкостей (тяжелых нефтей и битумов) с применением биокатализатора, включающего микроорганизмы Rhodococcus rhodochrous ATCC No.53968 и их энзимы. Благодаря действию биокатализатора разрушаются связи углерод - сера в гетероциклах и образуются новые соединения, способствующие снижению вязкости нефти. Биокаталитический способ снижения вязкости нефти эффективен для нефтей с высокой концентрацией серусодержащих соединений. Спектр действия биотехнологии, основанной на использовании одного штамма, ограничен.
Более близким по составу к предлагаемому изобретению является состав для повышения нефтеотдачи пластов (патент РФ №2361074), содержащий следующие компоненты, мас.%: неионогенное поверхностно-активное вещество 1,0-2,0; ионогенное поверхностно-активное вещество 0,5-1,0; аммиачная селитра 8,0-20,0; аммоний роданистый 0.1-0.5; карбамид 15,0-40,0; вода остальное. Способ разработки залежей высоковязких нефтей путем паротеплового воздействия включает закачку чередующимися оторочками пара и состава для повышения нефтеотдачи, содержащего карбамид, который под действием температуры разлагается с выделением углекислого газа, снижающего вязкость нефти. К основным недостаткам состава следует отнести невозможность его применения для низкотемпературных месторождений вязкой нефти без паротеплового воздействия.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности нефтеотдачи высоковязкой нефти в условиях нефтяной залежи с низкой пластовой температурой (+10÷+50°C), снижение затрат при исключении паротеплового воздействия за счет снижения вязкости нефти при введении в нефтяной пласт экологически безопасного экстракта уробактерий с высокой уреазной активностью с целью его ферментативного гидролиза, одновременно с раствором нефтевытесняющей композиции, содержащей карбамид. Для снижения вязкости нефти и увеличения нефтеотдачи низкотемпературных (20-40°C) залежей вязких нефтей предложено одновременное введение в пласт раствора нефтевытесняющей композиции ПАВ на основе карбамида и фермента, гидролизующего карбамид без теплового воздействия, или экстракта уробактерий, продуцирующих этот фермент. Уробактерии гидролизуют карбамид до аммиака и углекислого газа, суммарная реакция гидролиза: CO(NH2)2+H2O=CO2+2NH3. Эта реакция не имеет энергетического значения и осуществляется ферментом бактерий - уреазой. В процессе ферментативного гидролиза карбамида непосредственно в пласте генерируется аммиачная буферная система и углекислый газ (CO2). Углекислый газ растворяется, в основном, в нефти и снижает ее вязкость без применения теплового воздействия, что способствует лучшему вытеснению ее из пласта. Аммиачная буферная система обеспечивает высокие нефтевытесняющие свойства поверхностно-активных веществ (ПАВ), входящих в состав композиции.
В состав композиции входит карбамид, аммиачная селитра и смесь взаимозаменяемых неионогенного (НПАВ) и анионактивного (АПАВ) в соотношении 2:1. В качестве АПАВ применяли волгонат или сульфонол, НПАВ - неонол АФ 9-12 или NP-40, или NP-50 с различной степенью оксиэтилирования общей формулы RArO(CH2CH2O)nH, где Ar - бензольное кольцо, R - длинный углеводородный радикал C9), n - среднее число оксиэтильных групп в молекуле НПАВ (степень оксиэтилирования), структурная формула:
- НПАВ производства РФ неонол АФ 9-12 - оксиэтилированные изононилфенолы на основе триммеров пропилена со степенью оксиэтилирования 12;
- НПАВ производства КНР - NP-40, NP-50 - оксиэтилированные изононилфенолы со степенью оксиэтилирования 40, 50, соответственно.
- АПАВ производства РФ волгонат - алкилсульфонат натрия, химическая формула R-SO2ONa с длиной цепи алкильного радикала C11-C18, полученного из н-парафинов.
- АПАВ производства РФ сульфонол - натриевая соль алкилбензолсульфокислоты, химическая формула RC6H4SO3Na.
Технический результат достигается тем, что состав для повышения нефтеотдачи пластов, содержащий карбамид, аммиачную селитру, смесь НПАВ - АФ 9-12, или NP-40, или NP-50 и АПАВ - волгонат или сульфонол и воду, дополнительно содержит экстракт уробактерий, содержащий 800-840 млн кл./мл, полученный при постоянном перемешивании в течение 120 минут массы кизяков в воде в соотношении 10:100 соответственно при следующем соотношении компонентов, г/л:
| 1. Аммиачная селитра | 14-142 |
| 2. Неионогенное ПАВ (АФ9-12, или NP-40, или NP-50) | 4.8-48 |
| 3. Анионактивное ПАВ (волгонат или сульфанол) | 2.4-24 |
| 4. Карбамид | 28.6-286 |
| 5. Вода | до 1000 мл |
| 6. Водный экстракт уробактерий, содержащий | |
| 800-840 млн кл./мл, полученный при постоянном | |
| перемешивании в течение 120 минут в соотношении | |
| кизяк:вода 10:100 | 20-50 мл/л |
Водный экстракт уробактерий для гидролиза карбамида получают из отходов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных (кизяки, навоз) при разной концентрации массы кизяков (3, 6 и 10%) в воде и времени механического перемешивания (30, 60 и 120 мин). Величина pH исходного раствора - 6.4. В процессе гидролиза карбамида, который в небольшом количестве содержится в кизяках, pH экстракта в первые сутки увеличивается от 6.4 до 8.1. Максимальная величина pH на 30 сутки составляет 8.3 при концентрации кизяка 10% и времени перемешивания - 120 мин (таблица 1).
Как следует из таблицы 1, численность уробактерий в экстракте зависит от массы вносимого кизяка и, в большей степени, от времени перемешивания. Максимальная численность микроорганизмов 800-840 млн кл./см3 получена при соотношении кизяк: вода 10:100, времени перемешивания - 120 мин.
При одновременном введении в нефтяной пласт экстракта уробактерий и нефтевытесняющей композиции, содержащей ПАВ и карбамид, непосредственно в пласте в результате действия уреазы, продуцируемой уробактериями, генерируется углекислый газ CO2 и аммиак. Растворяясь в нефти, CO2 снижает ее вязкость, что способствует вытеснению нефти из пласта. Аммиак, растворяясь в воде, образует аммиачную буферную систему с повышением pH до 8.4-9.6 ед., что увеличивает моющие свойства композиции и также способствует вытеснению нефти из пласта. Таким образом, увеличение нефтеотдачи вязкой нефти низкотемпературной залежи достигается за счет двух эффектов: снижения вязкости нефти и увеличения моющих свойств нефтевытесняющей композиции.
Ферментативный гидролиз карбамида группой уробактерий с выделением аммиака и углекислого газа является ключевым процессом снижения вязкости нефти в условиях нефтяной залежи с низкой пластовой температурой (10÷50°C).
Примеры конкретного выполнения
Пример 1. Гидролиз карбамида (286 г/л) проводят при 30°C в составе 50%-ного раствора композиции, содержащей взаимозаменяемые АПАВ (волгонат) и НПАВ (АФ 9-12) и добавлении 20 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 800 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Состав 50%-ного раствора нефтевытесняющей композиции, г/л: НПАВ (АФ 9-12, или NP-40, или NP-50) - 48, АПАВ (волгонат или сульфанол) - 24, аммиачная селитра - 142, карбамид - 286, вода - 500. Результаты приведены в таблице 2.
Пример 2. Гидролиз карбамида (286 г/л) проводят при 30°C в составе 50%-ного раствора композиции, содержащей в качестве АПАВ (сульфанол) - 24 г/л, НПАВ (АФ 9-12) - 48 г/л при добавлении 50 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 820 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 1.
Пример 3. Гидролиз карбамида проводят при 30°C в составе 50%-ного раствора композиции, содержащей АПАВ (сульфанол) - 24 г/л, НПАВ ((NP-40) - 48 г/л при добавлении 40 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 830 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 1.
Пример 4. Гидролиз карбамида проводят при 30°C в составе 50%-ного раствора композиции, содержащей взаимозаменяемые АПАВ (волгонат) - 24 г/л, НПАВ ((NP-50) - 48 г/л при добавлении 30 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 840 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 1.
Пример 5. Для проведения следующих экспериментов композицию разбавляют в 2 раза. Гидролиз карбамида проводят при 30°C в составе 25%-ного раствора композиции, содержащей, г/л: карбамида - 143, аммиачной селитры - 71, взаимозаменяемые АПАВ (волгонат) - 12, НПАВ (АФ 9-12) - 24 при добавлении 20 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 800 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Результаты приведены в таблице 2.
Примеры 6. Гидролиз карбамида (143 г/л) проводят в составе 25%-ного раствора композиции, содержащей АПАВ - волгонат, НПАВ - NP-40 при добавлении 30 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 820 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 при 30°C (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 5.
Пример 7. Гидролиз карбамида (143 г/л) проводят в составе 25%-ного раствора композиции содержащей в качестве АПАВ - сульфанол и НПАВ - АФ 9-12 при добавлении 50 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 840 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Эксперимент проводят при 30°C (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 5.
Пример 8. Гидролиз карбамида (143 г/л) проводят в составе 25%-ного раствора композиции с взаимозаменяемыми АПАВ - сульфанол и НПАВ - NP-50 при добавлении 40 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 830 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Эксперимент проводят при 30°C (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 5.
Пример 9. Для проведения следующих экспериментов 50%-ный раствор композиции разбавляют в 5 раз. Гидролиз карбамида проводят в составе 10%-ного раствора композиции, содержащей, г/л: карбамид - 57.2, аммиачную селитру 28.4, АПАВ (волгонат) - 4.8 и НПАВ (АФ 9-12) - 9.6 при добавлении 20 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 840 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Результаты приведены в таблице 2. Как следует из данных таблицы 2, повышение pH за счет гидролиза карбамида отмечено уже через 2 часа, к 20-ым суткам значение pH достигает максимальной величины 9.6.
Пример 10. Гидролиз карбамида (57.2 г/л) проводят в составе 10%-ного раствора композиции, содержащей взаимозаменяемые АПАВ (волгонат) и НПАВ (NP-40) в соотношении 1:2 при добавлении 50 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 830 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 9.
Пример 11. Гидролиз карбамида (57.2 г/л) проводят в составе 10%-ного раствора композиции, содержащей в качестве взаимозаменяемых АПАВ (сульфонол) и НПАВ (АФ 9-12) при добавлении 30 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 800 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 9.
Пример 12. Гидролиз карбамида (57.2 г/л) проводят в составе 10%-ного раствора композиции, содержащей взаимозаменяемые АПАВ (сульфонол) и НПАВ (NP-50) при добавлении 40 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 820 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 9.
Пример 13. Для проведения следующих экспериментов 50%-ный раствор композиции разбавляют в 10 раз. Гидролиз карбамида проводят в составе 5%-ного раствора композиции, содержащей г/л: карбамид - 28.6, аммиачную селитру - 14.2, взаимозаменяемых АПАВ (волгонат) - 2.4 и НПАВ (АФ 9-12) - 4.8 при добавлении 20 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 840 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100. Результаты приведены в таблице 2.
Пример 14. Гидролиз карбамида (28.6 г/л) проводят в составе 5%-ного раствора композиции, содержащего АПАВ (волгонат) и НПАВ (NP-40) при добавлении 50 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 800 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 13.
Пример 15. Гидролиз карбамида (28.6 г/л) проводят в составе 5%-ного раствора композиции, содержащего АПАВ (сульфонол) и НПАВ (АФ 9-12) при добавлении 30 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 820 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 13.
Пример 16. Гидролиз карбамида (28.6 г/л) проводят в составе 5%-ного раствора композиции, содержащего АПАВ (сульфонол) и НПАВ (NP-50) при добавлении 40 мл/л водного экстракта уробактерий, содержащего 830 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 (Таблица 2). Полученные результаты аналогичны данным примера 13.
Пример 17. Более подробно параметры ферментативного гидролиза карбамида в составе 10%-ного раствора нефтевытесняющей композиции, проведенного в процессе термостатирования в течение 30 суток при 30°C с добавлением 50 мл/л экстракта уробактерий, содержащего 800-840 млн кл./мл, полученного при соотношении кизяк: вода 10:100, представлены в таблице 3.
Состав 10%-ного раствора композиции, г/л: НПАВ (АФ 9-12) - 9.6, АПАВ (волгонат) - 4.8, аммиачная селитра - 28.4, карбамид - 57.2, вода - 900.
Из данных таблицы следует, что культивирование уробактерий в растворе композиции, содержащей 57.2 г карбамида, при 30°C сопровождается увеличением численности уробактерий, активной утилизацией (99.9%) карбамида, накоплением ионов аммония и CO2, повышением pH среды до 9.6 ед. на 4-е сутки (таблица 3).
Исследование влияния продуктов ферментативного гидролиза карбамида на изменение вязкости нефтей низкотемпературных месторождений Тамсагбулаг (Монголия) и Усинского (Россия) проводили методом вибрационной вискозиметрии с использованием вибрационного вискозиметра «Реокинетика» с камертонным датчиком. Исследуемые вязкие нефти представляют собой коллоидно-дисперсную систему с заметно выраженными неньютоновскими свойствами, которые ослабевают после контакта с уробактериями в растворе композиции.
Пример 18. Влияние продуктов ферментативного гидролиза карбамида на вязкость нефти месторождения Тамсагбулаг, Монголия исследуют в процессе термостатирования нефти в контакте с экстрактом уробактерий, добавленных в 10%-ный раствор нефтевытесняющей композиции, содержащей, г/л: карбамида - 57.2, аммиачной селитры - 28.4, АПАВ (волгонат) - 4.8 и НПАВ (АФ 9-12) - 9.6, pH - 6.4. Для этого в термостатируемую ячейку вносят 100 мл 10%-ного раствора композиции, добавляют 50 мл/л экстракта уробактерий, содержащего 830 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин в соотношении кизяк:вода 10:100 и 10 мл исследуемой нефти. Термостатирование проводят в течение 60 суток при температуре 40°C, близкой к пластовой. Вязкость нефти снижается после термостатирования в 1.5 раза. Результаты исследования приведены в таблице 4.
Пример 19. Влияние продуктов ферментативного гидролиза карбамида на вязкость нефти месторождения Тамсагбулаг, Монголия исследуют в процессе термостатирования нефти в контакте с экстрактом уробактерий, добавленных в 50%-ный раствор нефтевытесняющей композиции, содержащей, г/л: карбамида - 286, аммиачной селитры - 142, АПАВ (сульфанол) - 24 и НПАВ (NP-40) - 48. Для этого в термостатируемую ячейку вносят 100 мл 50%-ного раствора композиции, добавляют 30 мл/л экстракта уробактерий, содержащего 800 млн кл./мл, полученного при соотношении кизяк:вода 10:100 и перемешивании 120 мин и 10 мл исследуемой нефти. Термостатирование проводят в течение 60 суток при температуре 40°C, близкой к пластовой. Вязкость нефти снижается после термостатирования в 1.3 раза. Результаты исследования приведены в таблице 4.
Пример 20. Влияние продуктов ферментативного гидролиза карбамида на вязкость нефти Усинского месторождения исследуют в процессе термостатирования нефти в контакте с экстрактом уробактерий, добавленных в 25%-ный раствор нефтевытесняющей композиции, содержащей карбамида - 143, аммиачной селитры - 71, АПАВ (волгонат) - 12 и НПАВ (NP-50) - 24 г/л. Для этого в термостатируемую ячейку вносят 100 мл 25%-ного раствора композиции, добавляют 40 мл/л экстракта уробактерий, содержащего 820 млн кл./мл, полученного при перемешивании 120 мин кизяк:вода в соотношении 10:100 и 10 мл нефти. Термостатирование проводят в течение 60 суток при температуре 40°C, близкой к пластовой. Вязкость нефти снижается после термостатирования в 1.6 раза. Результаты исследования приведены в таблице 4.
Пример 21. Влияние продуктов ферментативного гидролиза карбамида на вязкость нефти Усинского месторождения исследуют в процессе термостатирования нефти в контакте с экстрактом уробактерий, добавленных в 5%-ный раствор нефтевытесняющей композиции, содержащей карбамида - 28.6, аммиачной селитры - 12.4, АПАВ (сульфанол) - 2.4 и НПАВ (АФ 9-12) - 4.8 г/л. Для этого в термостатируемую ячейку вносят 100 мл 5%-ного раствора композиции, добавляют 20 мл/л экстракта уробактерий, содержащего 840 млн кл./мл, полученного при соотношении кизяк:вода 10:100 и перемешивании 120 мин и 10 мл исследуемой нефти. Термостатирование проводят в течение 60 суток при температуре 40°C, близкой к пластовой. Вязкость нефти снижается после термостатирования в 1.8 раза. Результаты исследования приведены в таблице 4.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет снизить вязкость нефти в 1.3-1.8 раз без применения паротеплового воздействия за счет продуктов гидролиза карбамида при введении в нефтяной пласт экологически безопасного экстракта уробактерий с высокой уреазной активностью одновременно с нефтевытесняющей композицией, содержащей ПАВ и карбамид.
| Таблица 1 | |||||
| Условия получения водного экстракта уробактерий из кизяков | |||||
| № пробы | Концентрация кизяка в воде, % | Изменение pH в течение опыта | Число экстрагированных уробактерий, млн кл./мл | ||
| 1 сут | 10 сут | 30 сут | |||
| Время перемешивания 30 минут | |||||
| 1 | 3 | 7.7 | 7.9 | 7.9 | 120-200 |
| 2 | 6 | 7.7 | 8.0 | 8.0 | 200-250 |
| 3 | 10 | 7.8 | 8.0 | 8.1 | 300-360 |
| Время перемешивания 60 минут | |||||
| 4 | 3 | 8.0 | 8.2 | 8.2 | 380-420 |
| 5 | 6 | 7.9 | 8.1 | 8.1 | 450-480 |
| 6 | 10 | 8.1 | 8.2 | 8.2 | 480-520 |
| Время перемешивания 120 минут | |||||
| 1 | 3 | 8.0 | 8.1 | 8.2 | 700-730 |
| 8 | 6 | 7.7 | 8.2 | 8.2 | 750-800 |
| 9 | 10 | 8.1 | 8.2 | 8.3 | 800-840 |
| Таблица 2 | ||||||||||
| Гидролиз карбамида в составе нефтевытесняющих композиций разной концентрации, содержащих разные ПАВ при добавлении экстракта уробактерий | ||||||||||
| При- мер |
Состав | Концентрация компонен- тов, г/л |
Число клеток в экстракте, млн кл./мл | Объем экстракта, мл | Изменение рН в процессе гидролиза | |||||
| Исх. | 2 часа | 1 сут | 5 сут | 10 сут | 20 сут | |||||
| 50%-ный раствор композиции | ||||||||||
| 1 | Карбамид | 286 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 142 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 24 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 48 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.4 | |||
| Вода, мл | 500 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 800 | 20 | ||||||||
| 2 | Карбамид | 286 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 142 | |||||||||
| АПАВ (сульфонол) | 24 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 48 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.6 | |||
| Вода, мл | 500 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 820 | 50 | ||||||||
| 3 | Карбамид | 286 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.8 | ||
| аммиачная селитра | 142 | |||||||||
| АПАВ (сульфонол) | 24 | |||||||||
| НПАВ (NP-40) | 48 | |||||||||
| Вода, мл | 500 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 830 | 40 | ||||||||
| 4 | Карбамид | 286 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 142 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 24 | |||||||||
| НПАВ (NP-50) | 48 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.6 | |||
| Вода, мл | 500 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 840 | 30 |
| Продолжение таблицы 2 | ||||||||||
| При- мер |
Состав | Концентрация компонентов, г/л | Число клеток в экстракте, млн кл./мл | Объем экстракта, мл | Изменение рН в процессе гидролиза | |||||
| Исх. | 2 часа | 1 сут | 5 сут | 10 сут | 20 сут | |||||
| 25%-ный раствор композиции | ||||||||||
| 5 | Карбамид | 143 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 71 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 12 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 24 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.8 | |||
| Вода, мл | 750 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий кизяк:вода 10:100) | 800 | 20 | ||||||||
| 6 | Карбамид | 143 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 71 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 12 | |||||||||
| НПАВ (NP-40) | 24 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.8 | |||
| Вода, мл | 750 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий кизяк:вода 10:100) | 820 | 30 | ||||||||
| 7 | Карбамид | 143 | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.4 | ||
| Аммиачная селитра | 71 | |||||||||
| АПАВ (сульфанол) | 12 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 24 | |||||||||
| Вода, мл | 750 | |||||||||
| Водный | ||||||||||
| экстракт уробактерий | 840 | 50 | ||||||||
| кизяк:вода 10:100) | ||||||||||
| 8 | Карбамид | 143 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 71 | |||||||||
| АПАВ | 12 | |||||||||
| (сульфонол) | 6.4 | 7.6 | 7.9 | 8.0 | 8.2 | 8.6 | ||||
| НПАВ (NP-50) | 24 | |||||||||
| Вода, мл | 750 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк: вода 10:100) | 830 | 40 |
| Продолжение таблицы 2 | ||||||||||
| При- мер |
Состав | Концентра- ция компонен- тов, г/л |
Число клеток в экстракте, млн кл./мл | Объем экстракта, мл | Изменение pH в процессе гидролиза | |||||
| Исх. | 2 часа | 1 сут | 5 сут | 10 сут | 20 сут | |||||
| 10%-ный раствор композиции | ||||||||||
| 9 | Карбамид | 57.2 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 28.4 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 4.8 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 9.6 | 6.4 | 9.0 | 9.2 | 9.4 | 9.6 | 9.6 | |||
| Вода, мл | 900 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий кизяк: вода 10:100) | 840 | 20 | ||||||||
| 10 | Карбамид | 57.2 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 28.4 | |||||||||
| АПАВ волгонат) | 4.8 | |||||||||
| НПАВ (NP-40) | 9.6 | 6.4 | 9.0 | 9.2 | 9.4 | 9.6 | 9.6 | |||
| Вода, мл | 900 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий кизяк:вода 10:100) | 830 | 50 | ||||||||
| 11 | Карбамид | 57.2 | 6.4 | 9.0 | 9.2 | 9.4 | 9.6 | 9.6 | ||
| Аммиачная селитра | 28.4 | |||||||||
| АПАВ (сульфонол) | 4.8 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 9.6 | |||||||||
| Вода, мл | 900 | |||||||||
| Водный | ||||||||||
| экстракт уробактерий | 800 | 30 | ||||||||
| кизяк:вода 10:100) | ||||||||||
| 12 | Карбамид | 57.2 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 28.4 | |||||||||
| АПАВ | 4.8 | |||||||||
| (сульфонол) | ||||||||||
| НПАВ (NP-50) | 9.6 | 6.4 | 9.0 | 9.2 | 9.4 | 9.6 | 9.6 | |||
| Вода, мл | 900 | |||||||||
| Водный | ||||||||||
| экстракт уробактерий | 820 | 40 | ||||||||
| (кизяк:вода 10:100) |
| Продолжение таблицы 2 | ||||||||||
| При- мер |
Состав | Концентра- ция компонен- тов, г/л |
Число клеток в экстракте, млн кл./мл | Объем экстракта, мл | Изменение рН в процессе гидролиза | |||||
| Исх. | 2 часа | 1 сут | 5 сут | 10 сут | 20 сут | |||||
| 5%-ный pacтвор композиции | ||||||||||
| 13 | Карбамид | 28.6 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 12.4 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 2.4 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 4.8 | 6.4 | 9.0 | 9.3 | 9.6 | 9.6 | 9.6 | |||
| Вода, мл | 950 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 840 | 20 | ||||||||
| 14 | Карбамид | 28.6 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 12.4 | |||||||||
| АПАВ (волгонат) | 2.4 | |||||||||
| НПАВ (NP-40) | 4.8 | |||||||||
| Вода, мл | 950 | 6.4 | 9.0 | 9.3 | 9.6 | 9.6 | 9.4 | |||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 800 | 50 | ||||||||
| 15 | Карбамид | 28.6 | 6.4 | 9.0 | 9.3 | 9.6 | 9.6 | 9.6 | ||
| Аммиачная селитра | 12.4 | |||||||||
| АПАВ (сульфонол) | 2.4 | |||||||||
| НПАВ (АФ 9-12) | 4.8 | |||||||||
| Вода, мл | 950 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 820 | 30 | ||||||||
| 16 | Карбамид | 28.6 | ||||||||
| Аммиачная селитра | 12.4 | |||||||||
| АПАВ (сульфонол) | 2.4 | |||||||||
| НПАВ (NP-50) | 4.8 | 6.4 | 9.0 | 9.3 | 9.6 | 9.6 | 9.6 | |||
| Вода, мл | 950 | |||||||||
| Водный экстракт уробактерий (кизяк:вода 10:100) | 830 | 40 |
| Таблица 3 | |||||
| Параметры ферментативного гидролиза карбамида в составе 10%-ного раствора композиции | |||||
| Исследуемые параметры | Время эксперимента, сут | ||||
| исх. | 1 | 4 | 10 | 25 | |
| Число микроорганизмов, млн кл./мл | 60 | 100 | 450 | 840 | 800 |
| Концентрация карбамида, г/л | 57.2 | 13.3 | 0.53 | 0.28 | 0.07 |
| Утилизация карбамида, % | - | 76.8 | 99.1 | 99.5 | 99.9 |
| Концентрация NH4 +, г/л | 6.9 | 7.7 | 20.3 | 22.0 | 28.5 |
| Концентрация CO2, л/л | 0 | 0.37 | 5.04 | 12.17 | 22.6 |
| pH | 6.4 | 9.3 | 9.6 | 9.6 | 9.6 |
| Таблица 4 | ||||||||
| Влияние продуктов ферментативного гидролиза карбамида в составе нефтевытесняющей композиции на изменение вязкости нефти | ||||||||
| При- мер |
Концентра- ция компози- ции, % |
НПАВ/АПАВ | Изменение параметров в процессе гидролиза | |||||
| pH | плотность нефти, кг/м3 при 20°С | вязкость нефти, мПа·с при 20°С | ||||||
| до | после | до | после | до | после | |||
| Нефть месторождения Тамсагбулаг, Монголия | ||||||||
| 18 | 50 | сульфанол/NP-40 | 6.4 | 8.8 | 0.847 | 0.847 | 2180 | 1677 |
| 19 | 10 | волгонат/АФ 9-12 | 6.4 | 9.6 | 0.847 | 0.845 | 2180 | 1453 |
| Нефть Усинского месторождения | ||||||||
| 20 | 25 | волгонат/NP-5 0 | 6.4 | 9.0 | 0.965 | 0.955 | 12800 | 8000 |
| 21 | 5 | сульфанол/АФ 9-12 | 6.4 | 9.6 | 0.965 | 0.955 | 12800 | 7110 |
Состав для снижения вязкости нефти в условиях низкотемпературных месторождений на основе нефтевытесняющей композиции, содержащей аммиачную селитру, поверхностно-активное вещество - ПАВ, карбамид и воду, отличающийся тем, что в композицию добавляют водный экстракт уробактерий, содержащий 800-840 млн кл./мл, полученный при постоянном перемешивании в течение 120 мин массы кизяков в воде в соотношении 10:100 соответственно, при следующих соотношениях компонентов, г/л:
| Аммиачная селитра | 14-142 |
| Неионогенное ПАВ - АФ9-12 или NP-40 или NP-50 | 4,8-48 |
| Анионактивное ПАВ - волгонат или сульфонол | 2,4-24 |
| Карбамид | 28,6-286 |
| Водный экстракт уробактерий, содержащий | |
| 800-840 млн кл./мл, полученный при постоянном | |
| перемешивании в течение 120 мин в соотношении | |
| кизяк:вода 10:100 | 20-50 мл/л |
| Вода | остальное до 1 л |
