Состав многофункционального реагента для физико-химических медотов увеличения нефтеотдачи (мун)


 


Владельцы патента RU 2529975:

Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина" (RU)

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к составам для разработки обводненной нефтяной залежи в неоднородном терригенном коллекторе заводнением. Термотропный гелеобразующий состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи содержит соли алюминия в виде 2,5-20,0 мас.% хлорида или полиоксихлорида алюминия и пресную или минерализованную воду. При этом состав дополнительно содержит соль уксусной кислоты, в качестве которой используется 2,0-10,0 мас.% ацетата натрия, и может содержать 0,0-30,0 мас.% карбамида и 0,0-2,5 мас.% мелкодисперсного полиакриламида с диаметром частиц 40-80 мкм. Техническим результатом является повышение эффективности изоляции водопритока и повышения нефтеотдачи. 1 з.п. ф-лы, 6 пр., 3 табл.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для разработки обводненной нефтяной залежи в неоднородном терригенном коллекторе заводнением.

Известен способ разработки нефтяного месторождения путем закачки в нефтяной пласт гелеобразующего состава на основе солей алюминия и карбамида, причем в качестве солей алюминия используются жидкие алюмосодержащие отходы при следующих соотношениях, масс.%: жидкие алюмосодержащие отходы 20,0-75,0; карбамид 15,0-50,0; вода остальное [Алтунина Л.К., Кувшинов В.А., Стасьева Л.А. Способ разработки нефтяного месторождения. Патент РФ №2120544 (E21B 43/22), опубликован 20.10.1998. - аналог].

Недостатком известного способа является нестабильность качества получаемого геля из-за неоднородности применяемых алюмосодержащих отходов, а также применение высоких концентраций реагентов.

Известен состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи пластов при обработке обводненных скважин заводнением, содержащий соли алюминия, карбамид, полиакриламид и воду при следующем соотношении компонентов, масс.%: полиакриламид 0,5-2,5; хлорид алюминия 0,4-17,0; карбамид 1,5-30,0; вода остальное [Алтунина Л.К., Крылова О.А., Кувшинов В.А. и др. Состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи. Патент РФ №2076202 (E21B 43/22), опубликован 27.03.1997. - прототип].

Недостатком данного термотропного гелеобразующего состава является крупный размер частиц полиакриламида (ПАА) (более 100 мкм), не позволяющий нерастворенным частицам ПАА пройти в поровые каналы, поэтому требуется длительное время на приготовление раствора, связанное с растворением ПАА, которому препятствует низкий pH раствора, поскольку соли алюминия при гидролизе выделяют кислоты; низкие структурно-механические свойства комбинированного геля, состоящего из неорганических частиц гидроокиси алюминия и молекул органического водорастворимого полимера при пластовых температурах выше 80°C; а также недостаточно длительное время гелирования, что существенно ограничивает область применения данного состава.

Изобретение направлено на создание термотропного гелеобразующего состава для разработки обводненной нефтяной залежи в терригенном коллекторе путем закачки в нагнетательные скважины термотропной гелеобразующей композиции, содержащей хлорид или полиоксихлорид алюминия и воду, глубоко проникающей в пласт.

Результат достигается тем, что состав дополнительно содержит водорастворимую соль уксусной кислоты, например, ацетат натрия, и может содержать мочевину и мелкодисперсный ПАА. В результате реакции между хлоридом или полиоксихлоридом алюминия и ацетатом натрия происходит образование ацетата и/или ацетохлорида, и/или гидроксиацетата, и/или гидроксиацетатохлорида алюминия. Продукты реакции хорошо растворимы в холодной воде и гидролизуются при нагреве. В зависимости от соотношения солей гидролиз, возможно, значительно замедлить, вплоть до нескольких суток, что необходимо для удаленного доступа реагента в пласт, а получаемый гель обладает по сравнению с прототипом улучшенными структурно-механическими характеристиками; добавление в состав карбамида позволяет регулировать процесс гелеобразования и придавать ему селективные свойства за счет гидролиза карбамида с образованием аммиака, который хорошо растворим не только в воде, но и в углеводородах, поэтому в нефтенасыщенном пласте, из-за растворения аммиака в нефти, образования геля не происходит [Муляк В.В., Чертенков М.В., Силин М.А., Магадова Л.А. Способ разработки обводненной нефтяной залежи. Патент РФ №2475635 (E21B 43/22), опубл. 20.02.2013], а добавление мелкодисперсного ПАА позволяет использовать состав не только в низкопроницаемых коллекторах, но и в пластах со средней и высокой проницаемостью.

Признаками изобретения «Состав многофункционального реагента для физико-химических МУН» являются:

1. Соль алюминия.

2. В качестве соли алюминия используется шестиводный хлорид алюминия.

3. В качестве соли алюминия используется полиоксихлорид алюминия - аквааурат.

4. Карбамид.

5.ПАА.

6. В качестве ПАА используется измельченный до 40-60 мкм высокомолекулярный гидролизованный ПАА- Chimeco TR- 1516.

7. В качестве ПАА используется измельченный до 60-80 мкм низкомолекулярный водонабухающий ПАА - АК-639.

8. Уксуснокислая соль.

9. В качестве уксуснокислой соли используется сухой технический ацетат натрия.

10. Пресная или минерализованная вода. Признаки 1-5 и 10 являются общими с прототипом, а признаки 6-9 существенными отличительными признаками изобретения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается термотропный гелеобразующий состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи, содержащий соли алюминия и воду, который дополнительно содержит соль уксусной кислоты, в качестве которой используется ацетат натрия, и может содержать карбамид и мелкодисперсный полиакриламид с диаметром частиц 40-80 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид или полиоксихлорид алюминия 2,5-20,0
Ацетат натрия 2,0-10,0
Карбамид 0,0-30,0
Мелкодисперсный полиакриламид
с диаметром частиц 40-80 мкм 0,0-2,5
Пресная или минерализованная вода остальное

Для исследований использовались:

1. Хлорид алюминия - кристаллический продукт белого или с желтоватым оттенком цвета, гигроскопичен, растворим в воде, спирте, эфире, хлороформе, выпускается по ГОСТ 3759-75.

2. Аквааурат 30 - полиоксихлорид алюминия - кристалический порошок желтоватого цвета, массовая доля оксида алюминия не менее 30%, массовая доля хлора - не менее 35%, выпускается по ТУ 2163-069-00205067-2007.

3. Карбамид - кристаллический продукт белого цвета, массовая доля азота, в пересчете на сухое вещество, не менее 46,2%, выпускается по ГОСТ 2081-92.

4. Ацетат натрия - бесцветное кристаллическое вещество, допускаются оттенки от светло-желтого до светло-коричневого цвета, массовая доля основного вещества - не менее 50%, выпускается по ТУ 2432-043-07510508-2003.

5. ПАА Chimeco TR-1516, ТУ 2216-083-17197708-2003, представляет собой высокомолекулярный частично гидролизованный водорастворимый полимер анионного типа на основе акриламида, молекулярный вес 14,5÷15,5 миллионов у.е, степень гидролиза 13,0÷17,7%, нерастворимый в воде остаток, не более 0,5 мас.%, размер частиц после помола составляет 40-60 мкм.

6. ПАА водопоглощающий, серия АК-639, марка В-415 представляет собой порошок белого или близкого к белому цвета, выпускается по ТУ 2216-016-55373366-2007, показатели качества приведены ниже:

Показатель По ТУ
Массовая доля нелетучих веществ, %, не менее 88
Массовая доля остаточного акриламида, %, не более 0,03
Равновесное поглощение в дистиллированной воде, г/г, не менее 600
Массовая доля растворимой части, %, не более 15

размер частиц после помола составляет 60-100 мкм.

7. Минерализованная вода плотностью 1,211 г/см3, с содержанием катионов Ca++ и Mg++ 25 800 мг/л.

8. Минерализованная вода плотностью 1,012 г/см3, с содержанием катионов Ca++ и Mg++ 1000 мг/л.

9. Пресная вода.

Примеры приготовления термотропной гелеобразующей композиции

Пример 1

В стеклянном стакане на 250 мл в 191,0 г (95,5 мас.%) минерализованной воды плотностью 1,211 г/см3 растворяется 5,0 г (2,5 мас.%) шестиводного хлорида алюминия и 4,0 г (2,0 мас.%) ацетата натрия. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости.

Пример 2

В стеклянном стакане на 250 мл в 174,0 г (87,0 мас.%) пресной воды растворяется 14,0 г (7,0 мас.%) полиоксихлорида алюминия (аквааурата) и 12,0 г (6,0 мас.%) ацетата натрия. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости.

Пример 3

В стеклянном стакане на 250 мл в 162,0 г (81,0 мас.%) минерализованной воды плотностью 1,012 г/см3 растворяется 20,0 г (10,0 мас.%) шестиводного хлорида алюминия, 8,0 г (4,0 мас.%) ацетата натрия и 10,0 г (5,0 мас.%) карбамида. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости.

Пример 4

В стеклянном стакане на 250 мл в 130,0 г (65,0 мас.%) пресной воды растворяется 20,0 г (10,0 мас.%) полиоксихлорида алюминия (аквааурата), 8,0 г (4,0 мас.%) ацетата натрия и 40,0 г (20,0 мас.%) карбамида. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке вводится 2,0 г (1,0 мас.%) мелкодисперсного ПАА Chimeco TR-1516, полученный состав перемешивается до однородности.

Пример 5

В стеклянном стакане на 250 мл в 75,0 г (37,5 мас.%) минерализованной воды плотностью 1,012 г/см3 растворяется 40,0 г (20,0 мас.%) шестиводного хлорида алюминия, 20 г (10,0 мас.%) ацетата натрия, 60 г (30,0 мас.%) карбамида. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке вводится 5,0 г (2,5 мас.%) мелкодисперсного АК-639, полученный состав перемешивается до однородности.

Пример 6 (по прототипу)

В стеклянном стакане на 250 мл в 138,0 г (69,0 мас.%) пресной воды растворяется 20,0 г (10,0 мас.%) полиоксихлорида алюминия (аквааурата) и 40,0 г (20,0 мас.%) карбамида. В результате смешиваемые реагенты полностью растворяются в воде, при этом получается однородный полупрозрачный раствор низкой вязкости. В полученный раствор при перемешивании на лопастной мешалке вводится 2,0 г (1,0 мас.%) ПАА Chimeco TR-1516, полученный состав перемешивается до однородности.

Однородность приготовленных составов оценивалась визуально. Оценка размеров частиц ПАА, в мкм, в растворе проводилась при температуре 20°C при помощи микроскопа Микромед 2. Для исследования приготовленный состав, содержащий ПАА, выдерживался в течение 30 мин.

Приготовленные составы нагревались в термошкафу в закрытых тефлоновых стаканах при температуре 90°C. Консистентность полученного геля оценивалась по классификатору консистентности, представленному в таблице 1.

Результаты физико-химических исследований термотропных составов представлены в таблице 2.

Таблица 1
Классификатор консистентности гелеобразующей композиции
Структурные характеристики композиции Код
Исходный раствор A
Вязкий раствор B
Очень пластичный, высокоподвижный гель C
Очень пластичный, подвижный гель D
Очень пластичный, умеренно подвижный гель E
Пластичный, подвижный гель F
Пластичный, умеренно подвижный гель G
Пластичный, малоподвижный гель H
Высокодеформируемый, неподвижный гель I
Умеренно деформируемый, неподвижный гель J
Малодеформируемый, неподвижный гель K
Твердый гель L
Таблица 2
Результаты физико-химических исследований термотропных составов
№ п/п Компоненты составов / №№ примеров Содержание в термотропном составе, мас.%
1 2 3 4 5 6 Прототип
1 Вода пресная - 87,0 - 65,0 - 69,0
2 Вода минерализованная, ρ20°C=1,012 г/см3 - - 81,0 - 37,5 -
3 Вода минерализованная, ρ20°C=1,211 г/см3 95,5 - - - - -
4 Оксихлорид алюминия - 7,0 - 10,0 - 10,0
5 Хлорид алюминия шестиводный 2,5 10,0 20,0
6 Ацетат натрия 2,0 6,0 4,0 4,0 10,0 -
7 Карбамид - - 5,0 20,0 30,0 20,0
8 ПААТК-1516 - - - 1,0 - 1,0
9 ПАА АК-639 - - - - 2,5 -
Исследования геля при 20°C
Однородность (да/нет) да да да да да нет
Размер набухших частиц ПАА менее 100
мкм
менее 100
мкм
более 100 мкм
Исследования геля при 90°C
Время образования геля, час 12 4 48 5 8 4
Консистентность геля по класификатору консистенции D L L L L I

Нижний предел концентрации реагентов определялся способностью образовывать гель, а верхний - экономической целесообразностью.

Время гелеобразования при одинаковой температуре исследования зависит от концентрации реагентов. Из таблицы 1 следует, что для состава 4 и состава по прототипу (состав 6) с одинаковой концентрацией хлорида алюминия и карбамида, время образования геля также одинаково.

Образование геля объясняется реакцией гидролиза карбамида при температуре выше 60°C:

(NH2)2-CO+H2O→2NH↑+CO↑

МНз+H2O ->• NH40H

3NH4OH+AlCl3→3NH4Cl+Al(OH)3

Однако состав 4, дополнительно содержащий ацетат натрия, имеет более прочную структуру геля, так консистентность состава 4 по классификатору консистенции - L (твердый гель), в то время как гель по прототипу имеет консистенцию I (высокодеформируемый, неподвижный гель).

Составы, не содержащие карбамид (составы 1-2) также образуют гели: в результате реакции между хлоридом или полиоксихлоридом алюминия и ацетатом натрия происходит образование ацетата и/или ацетохлорида, и/или гидроксиацетата, и/или гидроксиацетатохлорида алюминия, продукты реакции гидролизуются при нагреве с образованием геля гидроксида алюминия и дигидроксиацетата алюминия. Наличие в составе геля дигидроксиацетата алюминия увеличивает консистенцию геля по сравнению с гелем гидроксида алюминия, это наблюдается также и в составах, содержащих и ацетат натрия и карбамид (составы 3-5).

Предлагаемые составы, содержащие ПАА, отличаются от прототипа тем, что полученные суспензии однородны, подвижны, имеют малый размер частиц (менее 100 мкм) и могут быть закачены в высокопроницаемый, в т.ч. трещиноватый терригенный коллектор, в то время как в составе по прототипу набухшие частицы имеют размер, значительно превышающий 100 мкм, что создаст проблемы при закачке суспензии, а растворение ПАА в кислой минеральной среде потребует значительного времени.

Для оценки тампонирующих свойств термотропных гелеобразующих составов были проведены фильтрационные исследования.

Для выполнения фильтрационных экспериментов была использована фильтрационная установка высокого давления HP-CFS и наполненные песком термостатированные насыпные модели пласта (длина моделей составляла 47,5 см; диаметр 3,09 см; площадь поперечного сечения 7,5 см2).

В таблице 3 представлены результаты фильтрационных исследований на водонасыщенных моделях терригенного пласта по оценке тампонирующего эффекта термотропного гелеобразующего состава.

Опыты были проведены при температуре 90°C, для оценки тампонирующих свойств в водонасыщенные модели было закачено по 2 Vпор гелеобразующего состава (составы 4 и 6 и из таблицы 2).

Таблица 3
Результаты фильтрационных исследований
№ п/п Состав жидкости воздействия Количество компонента Проницаемость образца по пластовой воде, ℘=1,012 г/см3, мкм
до воздействия после воздействия
2.
3.
Закачка состава 4 (таблица 1)
Закачка состава 6 (таблица 1)
2 объема пор
2 объема пор
1,850
1,790
0,053
0,235

Как следует из таблицы, предлагаемый состав обладает большим тампонирующим эффектом, чем состав по прототипу.

1. Термотропный гелеобразующий состав для изоляции водопритока к скважинам и повышения нефтеотдачи, содержащий соли алюминия и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит соль уксусной кислоты, в качестве которой используется ацетат натрия, и может содержать карбамид и мелкодисперсный полиакриламид с диаметром частиц 40-80 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хлорид или
полиоксихлорид алюминия 2,5-20,0
Ацетат натрия 2,0-10,0
Карбамид 0,0-30,0
Мелкодисперсный полиакриламид
с диаметром частиц 40-80 мкм 0,0-2,5
Пресная или минерализованная вода остальное

2. Состав по п.1 отличающийся тем, что в зависимости от соотношения солей процесс гидролиза значительно замедляется, вплоть до нескольких суток, что необходимо для удаленного доступа реагента в пласт.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при разработке нефтяных и газовых залежей с неоднородными, высокобводненными, пористыми и трещиновато-пористыми, низко- и высокотемпературными продуктивными пластами.
Изобретение относится к водным пенообразующим композициям, используемым в нефтяной промышленности. Композиция для получения устойчивой пены с высокой совместимостью с углеводородами включает водную жидкость, по меньшей мере, один растворимый или диспергируемый в воде пенообразователь - кремнийсодержащий простой полиэфир, содержащийся в водной жидкости, и неводную жидкость, где водная жидкость включает воду и солевой раствор, неводная жидкость включает жидкие углеводороды.

В настоящем изобретении предложены способы обработки углеводородных текучих сред с целью уменьшения кажущейся вязкости углеводородных текучих сред, встречающихся в операциях с нефтью, уменьшения количества отложений в затрубном пространстве скважины или в трубопроводе.

Изобретение относится к извлечению нефти и к методу повышенного извлечения нефти. Способ извлечения нефти из подземного пласта включает закачивание в этот пласт водной композиции, содержащей в качестве поверхностно-активного вещества алкил- или алкенилолигогликозида указанной общей формулы и дополнительное поверхностно-активное вещество - ПАВ, где в качестве дополнительного ПАВ водная композиция содержит анионные ПАВ, выбранные из алкоксилированных алк(ен)илсульфатов, при этом содержание алкил- или алкенилолигогликозида составляет 0,01-6% масс., весовое соотношение алкил- или алкенилолигогликозида формулы (I) и указанного дополнительного ПАВ равно от 10:90 до 90:10, а вода в указанной водной композиции имеет полный уровень растворенных солей вплоть до около 200000 ч./млн.
Изобретение относится к усовершенствованному способу добычи нефти. Способ добычи нефти вторичным методом в нефтеносном пласте, имеющем зоны высокой проницаемости, образующие предпочтительные проходы для нагнетаемой жидкости, содержащий следующие стадии: а) блокирование предпочтительных проходов посредством нагнетания в пласт водного раствора, основанного на водорастворимых полимерах с концентрацией, обеспечивающей большую вязкость водного раствора по сравнению с вязкостью нефти, б) по завершении стадии а) нагнетание водного раствора, имеющего состав, идентичный составу, использованному на стадии а), с более низкой концентрацией полимера.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке неоднородной обводненной нефтяной залежи. Обеспечивает повышение нефтеотдачи залежи за счет эффективного использования полимердисперсной системы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности освоения нефтяных и газовых скважин и увеличение их продуктивности.

Изобретение относится к жидкостям для технического обслуживания ствола скважин. Способ включает: введение в ствол скважины жидкости для технического обслуживания ствола скважины, содержащей катионный полимер, минерализованный раствор и твердое вещество, причем указанный катионный полимер имеет молекулярную массу от 300000 дальтон до 10000000 дальтон, минерализованный раствор присутствует в указанной жидкости в количестве от 95 об.% до 99,8 об.% относительно ее общего объема, а твердое вещество представляет собой утяжелитель, выбранный из карбоната железа, карбоната магния, карбоната кальция или комбинаций барита, гематита, ильменита и карбоната железа, карбоната магния и карбоната кальция, причем указанная жидкость демонстрирует снижение вязкости при сдвиге при скорости сдвига от 3 сек-1 до 300 сек-1 и температуре от 24°С (75°F) до 260°С (500°F).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для повышения нефтеотдачи нефтяных месторождений путем регулирования разработки неоднородных пластов.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Технический результат - повышение добычи углеводородов и обеспечение бесперебойной работы скважин без остановок добычи на время ремонтов.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для изоляции притока пластовых вод в скважинах, расположенных в сильно обводненных зонах при проведении капитального ремонта скважин (КРС) в условиях аномально низких пластовых давлений (АНПД).

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам, используемым для изоляции притока воды в добывающие нефтяные скважины. Состав для изоляции притока воды в добывающие нефтяные скважины включает амиды жирных кислот и пресную воду.

Группа изобретений относится к способам, которые могут быть применимыми в обработке подземных пластов, и, более конкретно, к усовершенствованным способам размещения и/или отклонения обрабатывающих текучих сред в подземных пластах.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для ликвидации межпластовых перетоков флюидов, ограничения водопритоков и поглощений как при строительстве, так и эксплуатации скважин.

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение нефтеотдачи пласта, снижение обводненности продукции, уменьшение объемов закачки вытесняющего агента, поддержание пластового давления и температуры в стволе добывающей скважины.

Изобретение относится к горной и нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для проведения изоляционных работ при строительстве скважины. Способ изоляции водопроявляющих пластов при строительстве скважины включает вскрытие бурением водопроявляющих пластов.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для изоляции водопритока в скважине. Состав для изоляции водопритока в скважине включает 17-59 мас.% реагента «Витам», 20-40 мас.% силиката натрия, 1-3 мас.% древесной муки и 20-40 мас.% 10%-ного раствора полиалюминия хлорида.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам ограничения водопритока в скважину с использованием жидкого стекла (силиката натрия), и может быть использовано при проведении водоизоляционных работ в скважине.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к области ремонта и ликвидации скважин в условиях соленосных отложений с присутствием сероводорода, а именно при креплении обсадных колонн, установки отсекающих мостов и создании флюидоупорных изоляционных покрышек.

Изобретение относится к строительству нефтяных и газовых скважин, в частности к тампонажным смесям, предназначенным для крепления обсадных колонн, разобщения водоносных, нефтегазоносных пластов и изоляции зон интенсивного (полного) поглощения в скважинах с высоким содержанием сероводорода.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для увеличения нефтеотдачи пластов с карбонатным коллектором. Технический результат - повышение нефтевытесняющих свойств состава, увеличение проницаемости карбонатного коллектора пласта как с высокой пластовой температурой или при паротепловом воздействии, так и с низкой пластовой температурой.
Наверх