Способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов. Технический результат - утилизация отходов производства и выравнивание проницаемости пласта. Способ предусматривает закачку в пласт последовательно изоляционного материала, водной суспензии серного шлама и суспензии резиновой крошки. 1 з.п.ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности, к способам разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов, содержащих сернистые нефти.

Известен способ регулирования фронта заводнения неоднородных по проницаемости нефтяных пластов (1), включающий закачку в пласты водного раствора полиакриламида. Недостатком способа является использование дорогого реагента, а также его деструкция в минерализованных водах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ регулирования фронта заводнения неоднородных по проницаемости нефтяных пластов (2), включающий закачку в пласты водного раствора эфира целлюлозы со сшивателем. В качестве сшивателя используют парабензохинон.

Недостатком способа является использование сравнительно дорогих и дефицитных реагентов.

Целью предлагаемого изобретения является удешевление способа разработки и решение экологических задач.

Поставленная цель решается предлагаемым способом разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов путем закачки изоляционного материала.

Новым в способе является то, что при добыче сернистой нефти после изоляционного материала в пласт закачивают водную суспензию серного шлама, при этом концентрация серного шлама в воде составляет 25 - 40 вес.%, а минерализация воды до 280 г/л и затем закачивают суспензию резиновой крошки.

Другим отличием способа является то, что в качестве серного шлама используют отход процесса очистки сероводородсодержащих газов от сероводорода.

Серный шлам является отходом нефтедобывающей промышленности при очистке газа от сероводорода при жидкофазном окислении его до серы. Минерализованная вода добывается в огромных количествах попутно с нефтью. На сегодняшний день спрос на серу гораздо меньше предложения, также актуальна задача утилизации попутно добываемых вод.

Сущность способа.

Серный шлам представляет собой мелкодисперсную массу, основную долю которой составляют частицы размером 0,02 - 0,08 мм. Эти частицы предлагается использовать как заполнитель высокопроницаемых промытых водой участков пласта - трещин. Однако поскольку в воде эти частицы не разбухают, то для создания в головной части трещины непроницаемого для воды барьера перед закачкой суспензии серного шлама в пласт закачивают изоляционный материал - немного глинистой суспензии, поскольку частицы глины разбухают под действием воды, создавая таким образом как бы пробку в головной части трещины. Для того чтобы частицы серного шлама при эксплуатации скважины под действием давления не выдавливались в скважину, их закрепляют резиновой крошкой. Частицы резиновой крошки, закачиваемой после заполнения основного объема трещины, благодаря способности под давлением сжиматься и деформироваться, а после падения давления расправляться, обеспечивают создание гидроупругого экрана, препятствующего выходу серного шлама в скважину.

Таким образом, в отличие от прототипа, где трещина целиком заполняется дорогостоящим полимером, в предлагаемом способе основную часть трещины заполняют серным шламом - отходом нефтедобывающей промышленности. Это значительно удешевляет способ, не снижая его эффективности, и позволяет одновременно решать задачу утилизации серного шлама.

Поскольку сера из серного шлама частично переходит в нефть, то способ рекомендуется использовать при добыче сернистых нефтей, которые в любом случае для придания им кондиционных качеств перерабатываются для удаления серы.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

На участке нефтяного пласта, пробуренного, как минимум, одной нагнетательной и одной добывающей скважинами, проводят комплекс геофизических и гидродинамических исследований. После определения путей водопритока в зависимости от приемистости пласта рассчитывают необходимые объемы реагентов и количественную рецептуру суспензии серного шлама. На поверхности в специальной емкости готовят суспензии глины и серного шлама. Глинистую суспензию готовят на пресной или сточной воде на устье скважины или в растворных узлах и перевозят на скважину. Содержание глины в суспензии составляет 60 - 300 кг/м³. При содержании глины менее 60 кг/м³ суспензия имеет малую вязкость и низкие изоляционные свойства; при содержании свыше 300 кг/м³ технически трудно осуществить закачку в скважину.

Так как серный шлам обладает гидрофобными свойствами, при простом смешивании сухого серного шлама с водой получается неоднородная суспензия с комками. Во избежание этого предварительно расчетное количество сухого серного шлама тщательно размешивают с небольшим количеством воды до консистенции жидкого теста, затем при перемешивании добавляют остальной объем воды. Поскольку серный шлам с установок очистки газа от сероводорода поступает, как правило, в виде пасты, то к ней при перемешивании сразу добавляют расчетное количество воды, учитывая при этом содержание воды в серной пасте. Выбор воды для приготовления суспензии определяется наличием ее в данном месте в данный момент. Концентрация серного шлама в суспензии составляет 25 - 40%. Суспензии с концентрацией ниже 25% неустойчивы при использовании вод любой минерализации, суспензии с содержанием серного шлама выше 40% трудно закачивать из-за высокой вязкости. С пресной водой устойчивые суспензии получаются в диапазоне 25 - 35%, с пластовой водой при концентрации 30 - 40%. Конкретно концентрацию серного шлама в суспензии и ее объем выбирают в зависимости от результатов геофизических и гидродинамических исследований и минерализации воды.

По трубам НКТ закачивают сначала глинистую суспензию, затем суспензию серного шлама, осуществляя контроль по давлению закачки. При достижении кратного увеличения давления закачивают резиновую крошку. После определения приемистости и проведения геофизических исследований делают освоение скважины известными способами.

Пример конкретного выполнения способа.

В лабораторных условиях проводили испытания предлагаемого способа. При этом были использованы следующие материалы: 1. Серный шлам, получаемый на Ямашинской установке сероочистки при обезвреживании газов. Серная паста, получаемая на установке очистки, соответствует нормам ТУ 6-06-43-82.

В табл. 1 приводится компонентный состав этого серного шлама.

В табл.2 приведен фракционный состав серного щлама.

Как видно из табл. 2, серный шлам является сравнительно однородной мелкодисперсной массой, основную долю которой составляют частицы размером 0,02 - 0,08 мм.

2. Вода пресная р. Кама, используемая для закачки в нефтяные пласты РТ.

3. Вода пластовая девонского горизонта плотностью 1,18 г/см³. Разбавлением пластовой воды пресной получали воду промежуточной минерализации.

4. Нефть вязкостью 7 - 8 мПа.с.

На первом этапе готовили суспензию серного шлама в воде различной минерализации при разных концентрациях серного шлама и замеряли на Реотесте вязкость получающихся составов.

Результаты приведены в табл. 3.

Как видно из приведенных данных, с увеличением содержания в воде солей снижается вязкость и устойчивость получающихся суспензий, при этом с пресной водой (плотность 1,02 г/см³) устойчивые суспензии получаются при концентрации серного шлама 25 - 35%, со сточной водой (плотность 1,08 г/см³) при концентрации 25 - 40%, с пластовой водой (плотность 1,17 г/см³) при концентрации 30 - 40%. В общем для суспензий, приготовленных на водах минерализацией от 10 до 270 г/л, можно рекомендовать диапазон концентрацией серного шлама от 25 до 40%.

Поскольку применение суспензии серного шлама для повышения нефтеотдачи основано на повышении охвата пласта вытеснением, то изучение фильтрационных и нефтевытесняющих свойств этих дисперсий проводили с использованием физических моделей слоисто-неоднородных пористых сред с непроницаемыми границами раздела.

Лабораторные модели представляли собой две одинаковые трубки из нержавеющей стали длиной 150 - 170 см и внутренним диаметром 1,8 - 2,7 см с общим входом и раздельными выходами, плотно заполненные кварцевым песком. При этом одна трубка модели содержала песок, проницаемость которого по нефти в 4 - 6 раз превышала проницаемость в песка в другой трубке.

Закачку дисперсии серного шлама (предлагаемый способ) и водного раствора эфира целлюлозы концентрацией 0,2% с парабензохиноном концентрацией 0,01% (прототип) в модель проводили после достижения при первичном вытеснении обводненности 95 - 100%. Результаты проведенных опытов представлены в табл. 4.

В качестве нефтевытесняющего параметра использовали коэффициент нефтеотдачи после первичного вытеснения нефти водой (K') и после закачки дисперсии серного шлама (K''), в качестве фильтрационного параметра - отношения коэффициентов подвижности (ОКП) в "высокопроницаемой" и "низкопроницаемой" трубке до (ОКП') и после (ОКП'') вытеснения оторочкой дисперсии.

Как видно из приведенных в табл. 4 данных, в результате закачки в модель нефтяного пласта оторочек выравнивается проницаемость: трубок, если по предлагаемому способу до закачки она различалась в среднем 10,7 раза, то после закачки различие составляет 3,2 раза; прирост коэффициента нефтеотдачи при этом равен 6,9%; по прототипу проницаемость, различающаяся до закачки оторочки в 10,2 раза, выравнялась до 3,1 раза; прирост коэффициента нефтеотдачи составил 7,0%. Таким образом, по эффективности оба способа - известный и предлагаемый сопоставимы между собой.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа заключается в том, что его использование позволяет заменить дорогостоящие реагенты (стоимость 1 т ПАА - 5,7 млн.руб., 1 т глинопорошка - 18 тыс.руб) на отходы производства и наряду с выравниванием проницаемости пласта решить задачу утилизации этих отходов, исключая загрязнение окружающей среды.

Источники информации 1. М. Л. Сургучев. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. М.: Недра, 1985.

2. Способ регулирования фронта заводнения неоднородных по проницаемости нефтяных пластов, а.с. N 1582726, E 21 B 43/22.

Формула изобретения

1. Способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов путем закачки изоляционного материала, отличающийся тем, что при добыче сернистой нефти после изоляционного материала в пласт закачивают водную суспензию серного шлама, при этом концентрация серного шлама в воде составляет 25 - 40 вес.%, а минерализация воды до 280 г/л и затем закачивают суспензию резиновой крошки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве серного шлама используют отход производства очистки сероводородсодержащих газов от сероводорода.

РИСУНКИ

Рисунок 1