Способ разработки нефтяной залежи

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии. Обеспечивает увеличение нефтеотдачи залежи за счет повышения охвата вытеснением нефтенасыщенных пропластков, ранее не задействованных в разработке. Сущность изобретения: при разработке нефтяной залежи производят отбор нефти через добывающие скважины, закачку рабочего агента через нагнетательные скважины и периодическую закачку через по крайней мере одну нагнетательную скважину водной дисперсии, В водной дисперсии в качестве дисперсионной среды используют воду с минерализацией не менее 15 г/л, в качестве дисперсионной фазы используют смесь порошка водорастворимого полимера и порошка гидрата окиси щелочного металла. Водную дисперсию закачивают оторочками. Переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 1 - 30%. В каждой последующей оторочке уменьшают количество порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла. Общее уменьшение порошка водорастворимого полимера лежит в пределах от 1 до 0,05 вес.%, а количества порошка гидрата окиси щелочного металла - в пределах от 5 до 0,5 вес.%. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии.

Известен способ регулирования фронта заводнения неоднородного по проницаемости нефтяного пласта путем последовательной закачки глинистой суспензии с плотностью 1,02-1,08 г/см³, а вслед за ней раствора полимера. В качестве полимера используют эфир целлюлозы с концентрацией 1-3 вес.% [1].

Способ малоэффективен на месторождениях с трещиноватыми породами с высокой неоднородностью пластов, т.к. при осуществлении метода происходит только частичное отключение самых высокопроницаемых зон. Нефтеотдача залежи невелика.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ разработки нефтяной залежи, включающий отбор нефти через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину оторочек водорастворимого полимера и гидрата окиси щелочного металла [2].

Недостатком способа является низкая эффективность, особенно на поздней стадии разработки, т.к. в пористой среде водные растворы компонентов практически не перемешиваются и закачиваемые водные оторочки полимера и глины работают без образования ассоциатов, что не создает эффективного сопротивления течению воды при последующем заводнении. В результате нефтеотдача залежи остается невысокой.

Техническим результатом изобретения является увеличение нефтеотдачи залежи за счет повышения охвата вытеснением нефтенасыщенных пропластков, ранее не задействованных в разработке.

Необходимый технический результат достигается тем, что по способу разработки нефтяной залежи, включающему отбор нефти через добывающие скважины и периодическую закачку через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину оторочек водорастворимого полимера и гидрата окиси щелочного металла, согласно изобретению, водорастворимый полимер и гидрат окиси щелочного металла закачивают в виде водной дисперсии, где их используют в виде смеси порошков в качестве дисперсионной фазы, и с дисперсионной средой - водой с минерализацией не менее 15 г/л, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 1^oC30%, в каждой последующей оторочке уменьшают количество порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла, при этом общее уменьшение количества порошка водорастворимого полимера лежит в пределах от 1 до 0,05 вес.%, количества порошка гидрата окиси щелочного металла - в пределах от 5 до 0,5 вес.%. При толщине пластов более 3 м и приемистости скважины более 500 м³/сутки в составе дисперсионной фазы дополнительно используют наполнитель, в каждой последующей оторочке уменьшают количество наполнителя и/или порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла, при этом общее уменьшение количества наполнителя лежит в пределах от 3,5 до 0,4 вес.%. В качестве наполнителя используют глинистый порошок, порошки бентонита, гашеной извести, карбонатов. В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы.

Признаками изобретения являются: 1) отбор нефти через добывающие скважины; 2) закачка рабочего агента через нагнетательные скважины; 3) периодическая закачка через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину водной дисперсии; 4) использование в водной дисперсии в качестве дисперсионной среды воды с минерализацией не менее 15 г/л; 5) использование в водной дисперсии в качестве дисперсионной фазы смеси порошка водорастворимого полимера и порошка гидрата окиси щелочного металла; 6) закачка водной дисперсии оторочками; 7) переход от одной оторочки к другой с возрастанием давления закачки на 1-30%; 8) уменьшение в каждой последующей оторочке количества порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла; 9) общее уменьшение количества порошка водорастворимого полимера в пределах от 1 до 0,05 вес.% и порошка гидрата окиси щелочного металла в пределах от 5 до 0,5 вес.%; 10) при толщине пластов более 3 м и приемистости скважины более 500 м³/сутки дополнительное использование в составе дисперсионной фазы наполнителя; 11) в каждой последующей оторочке уменьшение количества наполнителя и/или порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла; 12) общее уменьшение количества наполнителя лежит в пределах от 3,5 до 0,4 вес.%, порошка водорастворимого полимера - от 1 до 0,05 вес.% и порошка гидрата окиси щелочного металла в пределах от 5 до 0,5 вес.%; 13) использование в качестве наполнителя глинистого порошка, порошка бентонита, гашеной извести, карбонатов.

Признаки 1-3 являются общими с прототипом, признаки 4-9 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 10-13 являются частными признаками изобретения.

При разработке нефтяной залежи вырабатываются в основном высокопроницаемые зоны. Задача извлечения нефти из низкопроницаемых зон решается в данном изобретении.

Задача решается следующей совокупностью действий.

При разработке нефтяной залежи производят отбор нефти через добывающие скважины и закачку рабочего агента через нагнетательные скважины. Периодически закачивают через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину водную дисперсию. В водной дисперсии в качестве дисперсионной среды используют воду с минерализацией не менее 15 г/л, в качестве дисперсионной фазы используют смесь порошка водорастворимого полимера и порошка гидрата окиси щелочного металла или смесь наполнителя, порошка водорастворимого полимера и порошка гидрата окиси щелочного металла. Для осуществления способа готовят первую дисперсию, включающую, вес.%: Порошок водорастворимого полимера - 0,05-1 Порошок гидрата окиси щелочного металла - 0,5-5 Воду с минерализацией не менее 15 г/л - Остальное или вторую дисперсию, включающую, вес.%: Наполнитель - 0,4-3,5 Порошок водорастворимого полимера - 0,05-1 Порошок гидрата окиси щелочного металла - 0,5-5 Воду с минерализацией не менее 15 г/л - Остальное При толщине пластов более 3 м и приемистости скважины более 500 м³/сутки используют вторую дисперсию. Водную дисперсию закачивают оторочками. Переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на устье скважины на 1-30%. В каждой последующей оторочке в составе дисперсии постепенно уменьшают в первую очередь количество порошка водорастворимого полимера, затем порошка гидрата окиси щелочного металла при использовании первой дисперсии или в первую очередь наполнителя, затем порошка водорастворимого полимера и потом порошка гидрата окиси щелочного металла при использовании второй дисперсии до минимальных значений. Общее уменьшение количества наполнителя лежит в пределах от 3,5 до 0,4 вес.%, порошка водорастворимого полимера - в пределах от 1 до 0,05 вес.%, порошка гидрата окиси щелочного металла - в пределах от 5 до 0,5 вес.%.

В качестве наполнителя используют глинистый порошок, порошки бентонита, гашеной извести, карбонатов.

Способ осуществляют следующим образом:
Компоненты дисперсной фазы в сухом виде механически перемешивают, выдерживая дозировку в зависимости от геолого-физических показателей работы скважины, и вводят в закачиваемую воду с минерализацией не менее 15 г/л с последующей закачкой в скважину и продавкой в пласт. Механизм действия компонентов заключается в использовании реакции двух или нескольких компонентов, образующих осадки. Гидрат окиси щелочного металла (натрия или калия) при взаимодействии с водорастворимыми солями поливалентных катионов (закачиваемые сточные воды) образует гидроокиси в виде мелкодисперсной фазы. Водорастворимый полимер, входящий в состав, взаимодействует с гидратом окиси щелочного металла и придает системе вязко-пластичные свойства. При фильтрации по пласту резко уменьшается скорость фильтрации в высокопроницаемых обводненных зонах. При фильтрации вязко-упругой системы в пористой среде под давлением в низкопроницаемые нефтенасыщенные зоны частично отфильтровывается фильтрат, содержащий водорастворимый полимер и гидрат окиси щелочного металла с низкой концентрацией, которые также оказывают положительное влияние на вытеснение. При низкой минерализации воды и высокой проницаемости скважин для рентабельности в состав вводят наполнитель. Образующиеся вязко-пластичные тампоны под давлением проникают на глубину радиуса раскрытия трещин, а фильтрат, содержащий раствор низкой концентрации водорастворимого полимера и гидрата окиси щелочного металла, работает как вязкая и отмывающая остаточную нефть оторочка. Сигналом начала работы состава в пласте является повышение давления закачки, что регистрирует на устье манометром.

В качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид, эфиры целлюлозы.

Оптимальная минерализация воды лежит в пределах 130 г/л, минимальная концентрация - 15 г/л, максимальная - 260 г/л. С изменением количества компонентов в составе изменяется количество осадка и вязкость. Содержание гидрата окиси щелочного металла при минерализации воды от 15 до 260 г/л составляет от 0,4 вес.% до 3,5 вес.%. С увеличением минерализации и количества гидрата окиси щелочного металла увеличивается количество осадка. При минерализации - 260 г/л и 2,5 вес.% гидрата окиси щелочного металла количество осадка достигает 40% через 4 суток, оставаясь в дальнейшем постоянным. Количество осадка и вязкость состава можно изменять в широком интервале в зависимости от содержания компонентов.

Получаемые дисперсии из воды с минерализацией 260 г/л и содержанием гидрата окиси щелочного металла от 1 до 3 вес.% содержат большое количество осадка. Оптимальное время расслоения дисперсии - 1,5 часа. В дальнейшем идет уплотнение осадка. Стабилизация наступает через 4 суток.

Добавка водорастворимого полимера придает составу вязко-ластичные свойства и стабилизирует его. Состав не расслаивается при добавке водорастворимого полимера от 0,05 до 1,0 вес.% в первые 1,5 часа, т.е. в течение времени, достаточном для закачки и продавки состава в пласт.

При уменьшении минерализации воды уменьшается содержание осадка.

Пример 1. Разрабатывают нефтяную залежь со следующими характеристиками, глубина залегания - 1700-1900 м, мощность пластов - 3-6 м, пластовое давление - 15 МПа, пластовая температура - 36^oC, пористость - 18-22%, проницаемость - 300-800 мДс, плотность нефти в поверхностных условиях - 0,8 г/см³, вязкость нефти в поверхностных условиях - 5 мПа·с. Отбирают нефть через 100 добывающих скважин и закачивают рабочий агент через 30 нагнетательных скважин. Для закачки дисперсии выбирают одну нагнетательную скважину. Скважина принимает 300 м³/сутки воды с минерализацией 260 г/л при давлении 8,5 МПа толщина пластов 5 м (три пропластка). По геофизическим исследованиям первый пропласток (2 м) принимает 180 м³/сутки; второй (1 м) - 60 м³/сутки; третий (2 м) - 40 м³/сутки. Третий пласт принимает в интервале 0,5 м.

Скважину промывают, спускают насосно-компрессорные трубы на глубину, не достигающую забоя 2 м. К закачке подготовят первую и вторую дисперсию. Для первой дисперсии смешивают 5 т порошка гидрата окиси натрия и 1 т порошка оксиэтилцеллюлозы. Для второй дисперсии смешивают 0,5 т порошка гидрата окиси натрия и 0,05 т порошка оксиэтилцеллюлозы. В подаваемую воду через смеситель дозируют смесь с концентрацией 5 вес.% порошка гидрата окиси натрия и 1 вес. % порошка оксиэтилцеллюлозы. После закачки 150 м³ дисперсии давление с 8,5 МПа начало увеличиваться и при закачке 200 м³ достигло 11,0 МПа. Прекращают подачу первой дисперсии и продолжают закачку второй дисперсии с дозировкой 0,5 вес.% гидрата окиси натрия и 0,05 т оксиэтилцеллюлозы. Давление закачки медленно увеличивается и достигает 14,0 МПа после закачки 100 м³ дисперсии. Закачку прекращают. Продавливают дисперсию в пласт водой до давления 11,0 МПа. Подключают скважину к кустовой станции и закачивают рабочий агент. Через 10 дней проводят геофизические исследования. Выявляют, что первый пласт принимает 0,8 м - 35 м³/сутки; второй - изменений нет; третий во всем интервале перфорации - 155 м³/сутки. Общая приемистость - 250 м³/сутки при давлении 10,0 МПа. Результаты исследований показывают, что произошло перераспределение закачиваемой воды по пластам. В результате работ нефтеотдача залежи увеличивается на 0,4%.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Выбирают скважину, которая принимает 800 м³/сутки воды с минерализацией 15 г/л при давлении 9,5 МПа. Толщина перфорированной зоны 10 м (3 пласта "а", "в", "г"). По геофизическим исследованиям: пласт "а" (4 м) принимает 310 м³/сутки в интервале 3,5 м; пласт "в" (2 м) - не принимает; пласт "г" (4 м) - принимает 490 м³/сутки. К закачке подготовят первую, вторую и третью дисперсию. Для первой дисперсии смешивают 3,5 вес. % суббентонита и 1 вес.% порошка оксиэтилцеллюлозы и 5 вес.% порошка гидрата окиси калия. После закачки 300 м дисперсии давление закачки увеличилось до 11,5 МПа, после продавки состава водой давление стабилизировалось на 10,5 МПа. Для второй дисперсии смешивают 1,5 вес.% суббентонита, 0,4 вес.% порошка оксиэтилцеллюлозы и 2 вес.% порошка гидрата окиси натрия. Дисперсию закачивают в объеме 200 м³. При закачке давление медленно увеличивалось. При давлении 14,0 МПа проводят продавку дисперсии водой в пласт. Давление продавки стабилизировалось на 12,0 МПа. Для третьей дисперсии смешивают 0,4 вес. % суббентонита, 0,05 вес.% порошка оксиэтилцеллюлозы и 0,5 вес. % порошка гидрата окиси натрия, дисперсию закачивают в объеме 150 м³. Подключают заводнение. Через 10 суток проводят геофизические исследования. По результатам исследований приемистость уменьшилась до 450 м³/сутки при давлении 11,0 МПа. Пласт "а" стал принимать 150 м³/сутки, в работу подключился пласт "в" с приемистостью 110 м³/сутки, пласт "г" принимает 190 м³/сутки. Исследования подтверждают перераспределение заводнения по пластам и ограничение приемистости. Нефтеотдача залежи увеличилась на 0,5%.

Применение предложенного способа позволит повысить нефтеотдачу залежи.

Источники информации
1. SU 1758217 A1, 30.08.92.

2. RU 2004782 C1, 15.12.93.

Формула изобретения

1. Способ разработки нефтяной залежи, включающий отбор нефти через добывающие скважины и периодическую закачку через, по крайней мере, одну нагнетательную скважину оторочек водорастворимого полимера и гидрата окиси щелочного металла, отличающийся тем, что водорастворимый полимер и гидрат окиси щелочного металла закачивают в виде водной дисперсии, где их используют в виде смеси порошков в качестве дисперсионной фазы, и с дисперсионной средой - водой с минерализацией не менее 15 г/л, переход от одной оторочки к другой осуществляют с возрастанием давления закачки на 1 ^oC 30%, в каждой последующей оторочке уменьшают количество порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла, при этом общее уменьшение количества порошка водорастворимого полимера лежит в пределах от 1 до 0,05 вес.%, а количества порошка гидрата окиси щелочного металла - в пределах от 5 до 0,5 вес.%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при толщине пластов более 3 м и приемистости скважины более 500 м³/сут в составе дисперсионной фазы дополнительно используют наполнитель, в каждой последующей оторочке уменьшают количество наполнителя и/или порошка водорастворимого полимера и/или порошка гидрата окиси щелочного металла, при этом общее уменьшение количества наполнителя лежит в пределах от 3,5 до 0,4 вес.%.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют глинистый порошок, порошки бентонита, гашеной извести, карбонатов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве водорастворимого полимера используют полиакриламид или эфиры целлюлозы.