Состав для обработки скважин и/или призабойной зоны пласта и способ обработки скважины и/или призабойной зоны пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к обработке скважин и призабойной зоны нефтяного пласта. Целью изобретения является разработка эффективного состава для обработки скважины и/или призабойной зоны пласта и способа обработки скважины и/или призабойной зоны пласта. Состав для обработки скважины и/или призабойной зоны пласта включается, мас.%: биоценоз углеводородокисляющий бактерий 0,08-0,2; соли диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1-0,2 и воду. Для стимуляции роста микроорганизмов состав дополнительно содержит биостимулятор: натрия бикарбонат 0,05-0,1% или аммонийную соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеазу - (8,5-10)·10^-5%. Способ обработки скважины и/или призабойной зоны пласта включает закачку предлагаемого состава. При обработке призабойной зоны пласта после закачки состава проводят выдержку в течение 5-7 дней, а при обработке скважины и призабойной зоны пласта предлагаемый состав циркулирует по системе насосно-компрессорные трубы - затрубное пространство в течение 5-7 сут. Для улучшения жизнедеятельности микроорганизмов состав перед закачкой в скважину и/или призабойную зону пласта предварительно аэрируют. 2 с.п. , 4 з.п.ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к обработке скважин и/или призабойной зоны нефтяного пласта.

Известен способ обработки призабойной зоны пласта, заключающийся в последовательной закачке 10-50% углеводородного раствора бентола и углеводородной эмульсии (авт.свид. СССР N 1592478, 1990).

Недостатком данного способа обработки является его малая эффективность при высоких температурах, а также сложность технологии обработки и токсичность используемых реагентов.

Известен микробиологический способ очистки призабойной зоны пласта (см. "Использование бактерий для удаления асфальто-смоло-парафиновых отложений", Bacteria prey on well- bore paraffin (South west Oil world), 1990, Х-ХI, vol. 37, N 4, p.18-20).

Недостатком известного способа является его неэффективность вследствие того, что закачиваемые микроорганизмы работают лишь для одного температурного уровня (либо 30, либо 40, либо 50^oC), и для их роста необходимо длительное время.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в скважину воды, суспензии клеток Clos- tridium acetobutilicum, затем питательной среды с консервацией скважины на 1-4 недели и последующим возобновлением ее работы.

Недостатком известного способа является его низкая эффективность вследствие того, что закачиваемые микроорганизмы не являются пластовой микрофлорой, выращиваются на поверхности, и после закачки в скважину они плохо приживаются в пластовых условиях и не выдерживают высокую температуру, а также длительность обработки.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки скважины и/или призабойной зоны пласта с использованием предлагаемых составов за счет интенсификации роста и жизнедеятельности микроорганизмов и возможности их работы в условиях перепада температур от 20 до 80^oС.

Это достигается тем, что используется состав для обработки скважины и/или призабойной зоны пласта, включающий бисценоз углеводородокисляющих бактерий (УОБ), соль диаммоний фосфата и ацетата натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас. биоценоз УОБ 0,08-0,2; соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1-0,2; вода остальное.

Для стимуляции роста микроорганизмов и возможности их работы при температуре до 80^oС состав дополнительно содержит биостимулятор.

В качестве биостимулятора используют натрия бикарбонат при следующем соотношении компонентов, мас. биоценод УОБ 0,08-0,2; соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1-0,2; натрия бикарбонат 0,05-0,1; вода остальное.

В качестве биостимулятора используют аммонийную соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеазу при следующем соотношении компонентов, мас. биоценоз УОБ 0,08-0,2; соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1-0,2; аммонийная соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеоза (8,5-10)·10^-5, вода остальное.

Способ обработки призабойной зоны пласта включает закачку предлагаемого состава с биостимулятором и без него с последующей его выдержкой.

Способ обработки скважины и/или призабойной зоны пласта включает закачку предлагаемого состава с биостимулятором или без него с последующей его выдержкой. Для улучшения степени очистки от отложений проводят циркуляцию закаченного состава по системе насосно-компрессорные трубы затрубное пространство.

Предлагаемые составы предварительно аэрируют для улучшения жизнедеятельности микроорганизмов и их роста и тем самым, повышения степени обработки от асфальто-смоло-парафиновых отложений.

В качестве биоценоза углеводородокисляющих бактерий используют УОБ извлечений из призабойной зоны добывающих и нагнетательных скважин, содержащий микробные клетки рода Rhodococcus sp. (см. Э.Биртехер. Нефтяная микробиология. Ленинградское государственное научно-техническое издательство нефтяной и горнотопливной литературы, 1957, с.153), рода Pceudomonas, в частности вида Ps. putida (Розанова Е.П. Кузнецова С.И. Микрофлора нефтяных месторождений. С. Наука, 1974, с. 33,40).

Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия используют по ГОСТу 19651-74 и ГОСТу 2080-76 соответственно.

В качестве биостимулятора используют: натрия бикарбонат, ГОСТ 4201-66; раствор аммонийных солей янтарной и уксусной кислот; ДНКазу S.m. фермент дезоксирибонуклеаза, синтезированная микробными клетками Sarratia marcescens.

Введение биостимулятора наряду с питательными веществами способствует интенсификации роста и жизнедеятельности микроорганизмов, позволяет им работать в условиях перепада температур, что приводит к более эффективному очищению от асфальто-смоло-парафиновых отложений.

После закачки состава в скважину в результате жизнедеятельности УОБ, используемых в качестве углеводородного питания, происходит биодеградация асфальто-смоло-парафиновых отложений с выделением продуктов биодеградации - органических кислот, спиртов, альдегидов, в основном водорастворимых, обладающих поверхностной активностью и способствующих интенсивному отмыву отложений о поверхности оборудования и призабойной зоны пласта.

Технология проведения опытно-промышленных работ заключается в следующем. В непосредственной вблизи от скважины устанавливают автоцистерну типа АУ с 8-10 м³ воды, соответствующую объему затрубного пространства и объему скважины. В воду добавляют 0,5-1,5 кг сухой биомассы клеток из расчета 10⁷-10⁸ кл/мл среды, 5-15 кг соли диаммоний фосфата и 3-8 кг соли ацетата натрия и биостимулятор: натрия бикарбонат 3-8 кг или аммонийную соль янтарной и уксусной кислот 20-30 мл, или дезоксирибонуклеазу 25-30 мг.

Затем полученный состав интенсивно перемешивают в течение 20-30 мин с целью растворения солей и насыщения кислородом.

С помощью насосного агрегата типа ЦА-320 состав закачивают в скважину. Если обрабатывают призабойную зону пласта, то проводится выдержка в течение 5-7 сут, а если обрабатывают скважину и призабойную зону пласта, то проводят циркуляцию закаченного состава по системе скважина затрубное пространство в течение 5-7 сут.

По окончании работ на скважине раствор с культурой микроорганизмов откачивается в ходе эксплуатации скважины.

Эффективность предлагаемого изобретения и изобретения по прототипу определяют в лабораторных условиях.

Пример 1. Были проведены исследования по определению влияния температуры на рост клеток.

Эксперименты проводят в колбах, куда вносят культуры микроорганизмов Rhodococcus sp и Clostridium acetobutilicum и питательную среду. Колбы выдерживались при 30,45,60,80^oС. Через трое суток термостатирования при вышеуказанных температурах из колб делают микробиологические посевы методом предельных разведений. Перерасчет клеток производят по таблице Мак-Креди. Результаты приведены в табл.1. Как видно из представленных данных, клетки микроорганизмов рода Rhodo- coccus sp. (по заявленному способу) выдерживают температуру до 80^oС, в то время как клетки рода Clostridium acetobutili- cum (по известному способу) прекращают рост при температуре до 50^oС.

Пример 2. Для доказательства образования поверхностно-активных веществ в результате жизнедеятельности микроорганизмов, используемых в заявляемом способе и способе по прототипу, были проведены исследования по определению межфазного натяжения на границе с актаном сталлагмометрическим методом согласно РД 39-1-199-79 и РД 39-3-1273-85. Результаты приведены в табл.2. Контрольный образец это смесь питательной среды с нефтью. По заявляемому и известному объектам межфазное натяжение определяют у смеси: питательная среда, нефть и микроорганизмы Rhodococcus sp. и Clostridium aceto- butilicum соответственно.

Как видно из приведенных данных, снижение межфазного натяжения при использовании культуры микроорганизмов по заявляемому способу свидетельствует о выделении в среду поверхностно-активных веществ, способствующих отмыву АСПО о поверхности оборудования и призабойной зоны пласта. В экспериментах по определению межфазного натяжения в качестве питательной среды используют стандартную среду Раймонда, представляющего собой водный раствор солей следующего содержания, г/л: Na₂CO₃ 0,1; СаСl₂·6Н₂О 0,01; МnSO₄·5H₂O 0,02; FeHPO₄·7H₂O 0,01; NaH₂PO₄ 3,0; MgSO₄·7H₂O 0,2; NH₄NO₃ 2,0; NaCl 10,0; КН₂РО₄ 2,0; вода 1 л.

Пример 3. Были проведены экспериментальные исследования по оценке эффективности воздействия предлагаемого и известного составов на АСПО.

Эффективность оценивали по нарастанию микробных клеток через 0,3,7 сут и изменению веса АСПО через 7 сут. Исследования проводили при 30-35^oС. Результаты приведены в табл.3.

Как видно из приведенных данных, с увеличением содержания в составе питательной среды и биостимулятора возрастает количество образующихся микробных клеток и возрастает степень очистки от отложений. Вес АСПО уменьшается через 7 сут после начала обработки по сравнению с прототипом на 0,4-22,4% Пример 4. Для исследования физико-химических свойств АСПО до и после воздействия микроорганизмами берут колбы с различными культурами микроорганизмов с питательной средой. Предварительно на стенки колбочки наносят путем плавления и равномерного обкатывания АСПО. В опытные колбы вносят микробные клетки рода Rhodococcus sp. в концентрации 10⁷ кл/мл и Closbridium acetobutilicum.

Термостатирование колб проводят в течение 14-30 сут при 30-45^oС.

С целью имитации продвижения раствора по скважине колбы время от времени встряхивают и выдерживают в течение суток при различных температурах. После прекращения эксперимента определяют навеску АСПО путем тщательного взвешивания колб.

Далее после соскоба АСПО со стенок колбы исследуют содержание общего органического вещества, асфальто-смолистых веществ, температуру застывания нефти, показатель преломления n²_D⁰. Результаты экспериментов приведены в табл. 4.

Как видно из приведенных данных, при использовании предлагаемого изобретения происходит разрушение фракции нефти С₁₆-С₂₂, затрагивая фракции нефти до С₃₀(см. пп.5 и 8, табл.4), а также образование спирто-бензольных фракций, обладающих поверхностно-активными свойствами и способствующих интенсивному отмыву отложений (см. пп. 6 и 7, табл.4).

В табл. 4 приведены данные по изменению температуры застывания в сторону ее понижения с 62 до 42^oС, в результате чего увеличивается диапазон температур, при которой происходит разрушение АСПО.

Пример 5. Были проведены опытно-промышленные испытания технологии очистки скважины и/или призабойной зоны пласта предлагаемым составом.

В две скважины закачали предлагаемые составы по предложенной технологии. В одной из скважин очистка производилась без циркуляции раствора, в другой с циркуляцией. Обработка проводилась в течение 7 дней. Результаты приведены в табл.5.

Как видно из данных, применение предлагаемого способа очистки приводит к возрастанию дебита скважины, забойного давления, что свидетельствует об очищении призабойной зоны от асфальто-смоло-парафиновых отложений и увеличения притока нефти. Исследование самих отложений, взятых из скважины после проведения обработки, показывают на уменьшение содержания в них парафинов, смол и асфальтенов.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известным позволяет повысить эффективность обработки скважины и/или призабойной зоны пласта; упростить технологию обработки; применить способ обработки при высоких температурах и в условиях перепада температур; увеличить межочистной период в 3-4 раза.

Формула изобретения

1. Состав для обработки скважины и/или призабойной зоны пласта, включающий водный раствор микроорганизмов и питательную среду, отличающийся тем, что в качестве микроорганизмов используют биоценоз углеводородокисляющих бактерий, а в качестве питательной среды соль диаммоний фосфата и ацетата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2 Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2 Вода Остальное.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит биостимулятор натрия бикарбонат при следующем соотношении компонентов, мас.

Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2 Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2 Натрия бикарбонат 0,05 0,1 Вода Остальное 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит биостимулятор аммонийную соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеазу при следующем соотношении компонентов, мас.

Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2 Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2
Аммонийная соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеаза (8,5 10) · 10^-5
Вода Остальное.

4. Способ обработки скважины и/или призабойной зоны пласта, включающий закачку биореагента с последующей выдержкой, отличающийся тем, что в качестве биореагента используют состав, содержащий биоценоз углеводородокисляющих бактерий, соль диаммоний фосфата и ацетата натрия при следующем соотношении компонентов, мас.

Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2
Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2
Вода Остальное
или
Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2
Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2
Натрия бикарбонат 0,05 0,1
Вода Остальное
или
Биоценоз углеводородокисляющих бактерий 0,08 0,2
Соль диаммоний фосфата и ацетата натрия 0,1 0,2
Аммонийная соль янтарной и уксусной кислот или дезоксирибонуклеаза (8,5 10) · 10^-5
Вода Остальное
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что закачивают предварительно аэрированный состав.

6. Способ по пп.4 и 5, отличающийся тем, что после выдержки проводят циркуляцию состава по стволу скважины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6