Способ повышения нефтеотдачи
Владельцы патента RU 2772808:
Общество с ограниченной ответственностью «Газпромнефть-Технологические партнерства» (ООО «Газпромнефть-Технологические партнерства») (RU)
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и повышении нефтеотдачи нефтяных пластов способами, которые включают этап полимерного заводнения. Техническим результатом является повышение эффективности полимерного заводнения, экономия полимера, при закачке, сохранение эффективности повышения нефтеотдачи. Способ повышения нефтеотдачи включает этап полимерного заводнения путем последовательной закачки в пласт по меньшей мере двух оторочек полимера с разной концентрацией полимера. Оторочка меньшей вязкости закачивается после оторочки большей вязкости. Концентрацию полимера, объем и время закачки оторочек определяют с использованием следующих последовательных стадий. Получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт первой полимерной оторочки не должен быть разрушен, и фиксация n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2. Определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера. Определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки. Получение зависимости концентрации полимера от времени закачки. Определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение. Определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера. Также заявлен способ определения характеристик полимерных оторочек для способа повышения нефтеотдачи, система определения характеристик полимерных оторочек и машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек. 4 н. и 38 з.п. ф-лы, 15 табл., 12 ил.
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и повышении нефтеотдачи нефтяных пластов способами, которые включают этап полимерного заводнения.
Особый интерес в последнее время вызывают различные способы повышения нефтеотдачи, в связи с достаточно высокими значениями остаточной нефтенасыщенности месторождений. Причинами высокой доли нефти, оставшейся в пласте, являются в том числе действие капиллярных сил, не позволяющих вытеснить нефть из пор (капиллярно-защемленная нефть), низкопроницаемые области-коллекторы, не охватываемые вытесняющим агентом, или образование прорывов нагнетаемой воды от нагнетательной к добывающей скважине. Один из способов устранения этих эффектов — применение третичных методов увеличения нефтеотдачи, в том числе химических.
В процессе разработки месторождений с использованием третичных методов увеличения нефтеотдачи с целью экономии полимера закачка химических агентов производится оторочками: слоями фиксированного объема и концентрации, вытесняющими дополнительную нефть. Сами же оторочки вытесняются закачиваемой следом водой. Чаще всего соответствующая закачка химии разбивается на этапы, последний из которых (а иногда и единственный), состоит в закачке оторочки полимера. При этом «опасный» скачок вязкости появляется на границе полимерной оторочки и проталкивающей ее воды. Опасность этого скачка проявляется в образовании «вязкими пальцами» в оторочках быстро растущей зоны смешивания, снижающей в случае прорыва эффективность вытеснения нефти. В целях экономии полимера и для снижения риска преждевременного прорыва оторочка закачивается несколькими более тонкими слоями с постепенно снижающейся концентрацией полимера (подоторочками).
Для исключения преждевременного прорыва оторочки необходимо аргументированно рассчитать требуемый объем полимера и его вязкость, а также провести оптимизацию размеров и концентраций составляющих подоторчек.
На эффективность процесса вытеснения оказывает также влияние процесса адсорбции закачиваемого раствора полимера в пласте, который приводит к снижению концентрации полимерной оторочки и снижению эффективности способа повышения нефтеотдачи.
Известен способ повышения извлечения нефти с использованием полимерного заводнения (заявка WO 2020030996, опубл. 13.02.2020, МПК: E21B 43/16, CO9K 8/588), в котором определение концентрации полимерных оторочек проводят в зависимости от солености воды для снижения влияния процесса адсорбции полимера в пласте. В связи с чем согласно известному способу определяют соленость и соответствующую ей концентрацию полимера в первой оторочке, вторую соленость и соответствующую ей концентрацию полимера во второй оторочке, проводят закачку первой оторочки в скважину и закачку второй оторочки полимера сразу за первой.
Общими признаками известного и заявляемого способов является определение концентрации полимера в последовательно закачиваемых оторочках.
Однако, в известном способе предлагается определение концентрации каждой оторочки в зависимости от солености используемой воды для снижения адсорбции полимера, но не учитывается скорость движения границ смешивания, что не исключает возможности прорыва и будет приводить к снижению эффективности способа. При этом адсорбция должна снижаться, но при этом не учитывается остаточная адсорбция полимера.
Известен способ повышения нефтеотдачи (патент RU 2432455, опубл. 27.10.2011, МПК: E21B 43/22), который включает закачку в нагнетательные скважины оторочки водного раствора полимера, отличающийся тем, что концентрацию полимера подбирают из условия перехода фильтрационного течения раствора полимера в пласте в режим эластической турбулентности при выполнении неравенства
D/U<10 θ,
где U - линейная скорость продвижения оторочки в межскважинном пространстве,
D - усредненный диаметр зерен пористой среды,
θ - время релаксации упругих напряжений,
при этом θ выбирают из предварительно полученной зависимости времени релаксации от концентрации выбранного полимера.
Общими признаками известного и заявляемого способов являются определение концентрации полимерной оторочки с учетом скорости продвижения оторочки.
Однако, в известном способе не учитываются последовательно закачиваемые оторочки, обеспечивающие постепенное снижение вязкости при определении концентрации полимера, что будет приводить к скачкам вязкости на границе смешивания и возможности прорыва и, соответственно, к снижению эффективности полимерного заводнения. Также в данном случае не обеспечивается сокращение объема полимера, использующегося для закачки в скважину, и не учитывается адсорбция полимера в пласте.
Ближайшим аналогом (прототипом) выбран способ определения полимерных оторочек для использования в способе повышения нефтеотдачи с использованием полимерного заводнения, раскрытый в препринте «Optimal polymer slugs injection profiles» (F. Bakharev, A. Enin, K. Kalinin, Yu. Petrova, N. Rastegaev, S. Tikhomirov. https://arxiv.org/abs/2012.03114). В публикации проанализированы возможные математические модели для определения количества, размера и концентрации полимерных оторочек, и их преимущества.
Общими признаками известного и заявляемого способов являются учет скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания при определении характеристик оторочек, схожий математический аппарат для учета скоростей роста зоны смешивания и для определения размеров оторочек.
Однако, в известном способе раскрыты общие подходы к возможности определения характеристик полимерных оторочек, но не раскрыто каким образом предлагается использовать данные подходы для определения конкретных характеристик (размера и концентраций полимерных оторочек), т.е. последовательность стадий, при которых будет достигаться технический результат, также в известном способе не отражено каким образом может быть учтена адсорбция полимера, которая происходит в пласте при полимерном заводнении, т.е. известный способ не является технически применимым.
Техническим результатом является повышение эффективности полимерного заводнения, экономия полимера, использующегося при закачке, одновременно с сохранением эффективности способа повышения нефтеотдачи, а также возможность учитывать адсорбцию полимера, которая происходит в процессе полимерного заводнения.
Технический результат для способа повышения нефтеотдачи, который включает этап полимерного заводнения путем последовательной закачки в пласт по меньшей мере двух оторочек полимера с разной концентрацией полимера, при этом оторочка меньшей вязкости закачивается после оторочки большей вязкости, а концентрацию полимера, объем и время закачки оторочек определяют с использованием следующих последовательных стадий:
- получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт первой полимерной оторочки не должен быть разрушен, и фиксация n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2;
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера;
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки;
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки;
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение;
- определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
Технический результат достигается за счет закачки полимерной оторочки несколькими тонкими (несколькими n) оторочками с постепенно снижающейся концентрацией и, соответственно, вязкостью полимерной оторочки. Это позволяет снизить риск, вызванный резким скачком вязкости между водой и полимерной оторочкой, и исключить преждевременный прорыв «вязких пальцев», которые снижают эффективность вытеснения, а также позволяет снизить объем использующегося полимера. При этом исключение преждевременного прорыва связано со строгой (точной) оценкой скоростей роста зон смешивания и их учете при последовательном, в соответствии с заявленным способом, определении концентрации полимера в оторочках, а также времени закачки и размера (объема) оторочек полимера.
При определении характеристик полимерных оторочек учитывается условие непрорывания оторочек, в которое входят значения скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания и времена начала закачки оторочек. Это позволяет исключить прорыв «вязких пальцев».
Количество оторочек может быть выбрано различным и их количество может быть выбрано экспертным путем либо аналитически. Предпочтительно проводить расчет характеристик оторочек полимера для разных чисел n и определять количество оторочек (n) в зависимости от данных по экономии полимера, которую возможно получить, с учетом технических возможностей по закачке полимера и исходя из экономических факторов.
При определении времени прокачки полимера необходимо учитывать адсорбцию, а именно характер адсорбции полимера в пласте (см., например, монографии Bedrikovetsky, Pavel, и Gren Rowan. Mathematical Theory of Oil and Gas Recovery: With Applications to Ex-USSR Oil and Gas Fields, 1993. https://doi.org/10.1007/978-94-017-2205-6., или Lake, Larry W., и Society of Petroleum Engineers of AIME, ред. Fundamentals of enhanced oil recovery. Second edition. Richardson, Texas: Society of Petroleum Engineers, 2014.), что является понятным для специалиста. Адсорбция полимера замедляет движение полимерного фронта, например, согласно общей теории, изложенной в указанных монографиях, в случае чисто полимерного заводнения с адсорбцией время 
увеличивается в 
раз по сравнению с аналогичным временем при полимерном заводнении без адсорбции. При этом следует иметь в виду, более высокого уровня вытеснения, также происходит и пересчет поровых объемов, на основании параметров функции Баклея-Леверетта (см. те же монографии). При этом учет адсорбции происходит не только при определении суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, но и при определении скоростей движения заднего и переднего края зоны смешивания, чтобы обеспечить сохранение условия непрорывания.
Технический результат достигается при использовании способа определения характеристик полимерных оторочек для способа повышения нефтеотдачи, при котором оторочка меньшей вязкости проталкивает оторочку большей вязкости, который включает следующие стадии: получение начальных значений максимальной закачиваемой концентрации полимера, которую надо задать на переднем крае первой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен, фиксация n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2, определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера, определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки, получение зависимости концентрации полимера от времени закачки, определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение, определение по полученным значениям концентраций полимера соответствующих им значений объема полимера и времени закачки.
Стартовая (максимальная) концентрация полимера первой оторочки может быть определена путем сравнения подвижностей полимера и вытесняемого им флюида и требований к стабильности вытесняющего фронта, что является известным для специалиста (см., например, Hagoort, J., et al.: Displacement stability of water drives in water-wet connate-water-bearing reservoirs. Soc. Pet. Eng. J. 14(1), 63 (1974)).
Суммарное время прокачки (закачки) полимера может быть определено, исходя из скорости движения полимера и параметров пласта. Время может быть приведено к безразмерному или может быть измерено в прокаченных поровых объемах.
(2)
(1)
Относительные скорости движения переднего и заднего края зоны смешивания могут быть определены из лабораторных экспериментов, полевых исследований либо исходя из численного моделирования. В одном из вариантов реализации способа они могут быть оценены аналитически:
,
относительная скорость переднего края зоны смешивания,
относительная скорость заднего края зоны смешивания,
зависимость вязкости от концентрации полимера,
– концентрация в оторочке большей вязкости,
– концентрация в оторочке меньшей вязкости.
Для специалиста известно, что концентрация полимера в оторочке большей вязкости больше по сравнению с концентрацией полимера в оторочке с меньшей вязкостью.
При аналитическом определении скоростей в зависимости от вязкости полимера данные могут быть получены сразу для всей зависимости значений вязкости полимера от концентрации.
(3)
Определение скоростей учитывает адсорбцию полимера, например, путем определения нормированной изотермы адсорбции. Определение нормированной изотермы адсорбции полимера 
может быть проведено с использованием уравнения:
, где
– изотерма адсорбции;
– плотность воды;
– плотность породы;
– пористость пласта.
При определении скоростей из лабораторных экспериментов – также учитывается адсорбция полимера. Способы определения адсорбции полимера в лабораторных условиях являются известными для специалиста.
(4)
Определение времени 
начала закачки каждой из n оторочек проводят, исходя из условия непрорывания оторочек, которое выражается неравенством 4:
для 
, где
– концентрация в j-ой оторочке (
);
– время начала закачки (j+1)-ой оторочки с концентрацией 
– суммарное время прокачки всей полимерной оторочки, включая финальную закачку чистой воды, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен зонами смешивания;
– относительная скорость движения заднего края j-ой зоны смешивания между оторочками с концентрациями 
;
– относительная скорость движения переднего края (j+1)-ой зоны смешивания между оторочками с концентрациями ;
при этом 
– относительная скорость движения переднего фронта первой полимерной оторочки с 
.
Оптимальный дизайн из n оторочек выделяется тем, что все неравенства (1) обращаются в равенства.
(5)
Наиболее предпочтительно определять времена закачки 
как решение соответствующей системы линейных уравнений и выраженных формулой:
где 
- суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен.
В случае, если данные о скоростях движения получены аналитически – времена начала закачки также будут представлять собой аналитическую зависимость.
С учетом полученных (аналитически либо экспериментально) данных о времени закачки получают зависимость концентрации полимера на нагнетательной скважине от времени, т.е. может быть получена кривая закачки полимера. В случае n оторочек это кусочно-постоянная кривая. Общее количество полимера будет соответствовать площади под графиком данной кривой.
(6)
Объем полимера для n числа оторочек может быть определен соответственно формулой:
где 
– концентрация оторочки с большей вязкостью;
– концентрация оторочки с меньшей вязкостью;
– время закачки оторочки с концентрацией 
При этом при расчете времен закачки необходимо учитывать условие непрорывания оторочек.
В таком варианте реализации может быть аналитически получено общее значение объема полимера для закачки. Далее решается оптимизационная задача минимизации общего объема полимера по всевозможным наборам концентраций.
Это можно сделать либо численно, либо, в случае аналитического задания кривой вязкости, аналитически, с помощью дифференциального исчисления. Например, набор концентраций полимера для n оторочек, при которых объем полимера минимален может быть определен как:
.
(7)
Т.е., с учетом формулы определения объема определение по зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение, может иметь вид:
где с – концентрация полимера в n оторочках, начиная со второй;
сj – концентрация оторочки с большим значением вязкости;
Tj – время начала закачки оторочки с концентрацией сj+1;
сj+1 – концентрация оторочки с меньшим значением вязкости.
Т.к. 
является максимальной закачиваемой концентрацией полимера (cmax), которую надо задать на переднем крае первой полимерной оторочки, то данное значение не является искомым параметром, а задано априори, т.е. искомым аргументом служит набор 
С использованием полученных значений концентраций определяют соответствующие им времена начала закачки и объем (размер) соответствующих оторочек.
(8)
Времена закачки оторочки для каждой концентрации могут быть определены по формуле:
,
где - время начала закачки оторочки с концентрацией сj+1;
- время начала закачки оторочки с концентрацией сj.
При этом
Т.е., например, для n = 2:
– время начала закачки оторочки с концентрацией 
, а
– время начала закачки воды.
(9)
Объем полимера в каждой из оторочек может быть определен формулой:
,
где q – объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
В данном случае приведены примеры возможного определения данных характеристик. При этом принципы определения, например, объема полимерных оторочек в зависимости от концентрации, времени закачки и параметров пласта – является известным для специалиста в данной области техники.
Выбор количества оторочек во многом определяется организационными и экономическими факторами. С одной стороны, увеличение количества оторочек дает большую выгоду в объеме используемого полимера, с другой стороны, требует больше организационных затрат.
В связи с чем дополнительно определение характеристик полимерных оторочек может включать повторение для разных чисел n стадий: определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера, определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки, получение зависимости концентрации полимера от времени закачки, определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение, определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки. Затем вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки и фиксацию значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера. Под оптимальным сокращением доли полимера в данном случае понимается увеличение экономии полимера меньше, чем на 1% при увеличении количества оторочек. Т.е. можно определить число оторочек, при котором экономии полимера уже не происходит при увеличении количества оторочек, однако закачка большого числа оторочек будет требовать затрат на технологические процессы и является не целесообразной (не оптимальной).
Технический результат достигается также при использовании в способах системы (компьютерной) определения характеристик полимерных оторочек, которая содержит по меньшей мере один процессор и программный код и выполнена с возможностью исполнения процессором под управлением программного кода: получения начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен; фиксации n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2; определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера; определения времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки; получения зависимости концентрации полимера от времени закачки; определения по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение; определения значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
Достижение технического результата обеспечивается также при использовании в способах машиночитаемого носителя для определения характеристик полимерных оторочек, на котором сохранена компьютерная программа, имеющая программный код, при исполнении которого на компьютере процессор выполняет: получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен; фиксацию n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2; определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера; определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки; получение зависимости концентрации полимера от времени закачки; определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение; определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
Для определения скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции могут использоваться аналитические выражения:
,
относительная скорость переднего края зоны смешивания,
относительная скорость заднего края зоны смешивания,
зависимость вязкости от концентрации полимера,
– концентрация в оторочке большей вязкости,
– концентрация в оторочке меньшей вязкости,
– адсорбция полимера при концентрации полимера в оторочке меньшей вязкости,
– адсорбция полимера при концентрации полимера в оторочке большей вязкости.
При определении относительных скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания адсорбция полимера может учитываться путем определения нормированной изотермы адсорбции, при этом определение нормированной изотермы адсорбции полимера 
может быть проведено с использованием уравнения:
, где
- Изотерма адсорбции;
– плотность воды;
– плотность породы;
– пористость пласта.
Набор концентраций, при которых объем полимера стремиться к минимуму, может быть определен по формуле:
где с – концентрация полимера оторочках с первой по n;
сj – концентрация в оторочке большей вязкости;
Tj – время начала закачки оторочки с концентрацией сj+1;
сj+1 – концентрация в оторочке меньшей вязкости.
Время начала закачки каждой оторочки (Tj) может быть определено по формуле:
где Tmax - суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен;
– относительная скорость заднего края зоны смешивания оторочки большей вязкости;
– относительная скорость переднего края зоны смешивания оторочки меньшей вязкости.
Значение объема для каждой из полученных концентраций может быть определено по формуле:
,
где q – объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
Значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций может быть определено по формуле:
где - время начала закачки оторочки с концентрацией сj+1
- время начала закачки оторочки с концентрацией сj.
Процессор дополнительно может проводить повторение следующих стадий для разных чисел n: определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера, определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки, получение зависимости концентрации полимера от времени закачки, определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение, определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки, вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки и фиксацию значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера.
Процессор дополнительно может определять значения максимальной закачиваемой концентрации полимера, которую надо задать на переднем крае первой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен, при введении, в частности, исходных данных по предшествующей основной химической оторочке и характеристик пласта.
На фигуре 1 представлена схема движения оторочек при вытеснении нефти, где 1 – нефть, 2 – основная химическая (например, ПАВ-полимерная) оторочка, 3 – полимерная оторочка с максимальной концентрацией, 4 – полимерная оторочка с меньшей вязкостью (концентрацией), 5 – вода, 6 – зона смешивания, 7 – передний край зоны смешивания, 8 – задний край зоны смешивания, стрелка (направление оси) указывает направление движения оторочек от нагнетательной скважины к добывающей.
На фигуре 2 представлена 9 – зависимость вязкости полимера (полиакриламида) от концентрации.
На фигуре 3 представлены кривые адсорбции 10 - 
, 11 - 
полиакриламида в зависимости от концентрации полимера в растворе.
На фигурах 4 представлен общий случай зависимости концентрации полимера от времен закачки.
На фигуре 5 представлена зависимость относительной скорости движения переднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая обратимой адсорбции .
На фигуре 6 представлена зависимость относительной скорости движения заднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая обратимой адсорбции .
На фигуре 7 представлена зависимость относительной скорости движения переднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая необратимой адсорбции .
На фигуре 8 представлена зависимость относительной скорости движения заднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая необратимой адсорбции .
На фигуре 9 представлена зависимость относительной скорости движения переднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая обратимой адсорбции 
.
На фигуре 10 представлена зависимость относительной скорости движения заднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая обратимой адсорбции .
На фигуре 11 представлена зависимость относительной скорости движения переднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая необратимой адсорбции .
На фигуре 12 представлена зависимость относительной скорости движения заднего края зоны смешивания между парами полимерных оторочек с разной концентрацией полимера для случая необратимой адсорбции .
Способ повышения нефтеотдачи, который включает этап полимерного заводнения путем последовательной закачки в пласт по меньшей мере двух оторочек полимера с разной концентрацией полимера. При этом оторочка меньшей концентрации 4 проталкивает оторочку большей концентрации 3. Для определения концентрации полимера оторочек получают начальные значения максимальной закачиваемой концентрации полимера, которую надо задать на переднем фронте первой полимерной оторочки 3, и суммарного времени закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен. Затем фиксируют число полимерных оторочек. Определяют скорости движения переднего 7 и заднего 8 края зоны смешивания 6, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера. Определяют времена закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки. В результате получают зависимость концентрации полимера от времени закачки и определяют по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение. По полученным значениям концентраций полимера определяют соответствующие им значения объема полимера и времени закачки каждой оторочки.
Ниже приведен пример реализации способа определения характеристик полимера для способа повышения нефтеотдачи, который иллюстрирует заявленную группу изобретений, но не ограничивает.
В приведенном ниже примере представлен обобщенный вариант способа определения характеристик полимерных оторочек для полимерного заводнения без указания характеристик конкретного пласта, в связи с чем характеристики определялись относительные. При использовании данных для конкретного пласта – с учетом представленных данных, могут быть определены абсолютные значения.
Значения концентрации полимера и время закачки определялись аналитически. При этом, как указано выше – данные могут быть также получены при проведении лабораторных исследований, в частности, при определении скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера.
В качестве данных были использованы данные потенциального использования полимера FLOPAAM AN125 (полиакриламида) в контексте химического заводнения для повышения нефтеотдачи на одном из месторождений Восточной Сибири. Кривая вязкости 9 полимера представлена в виде графика на фиг. 2.
Получение начального значения концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки проводили исходя из необходимости выравнивания подвижностей полимерного раствора и предшествующей планируемой оторочки химического коктейля, что является известным для специалиста (Hagoort, J., et al.: Displacement stability of water drives in water-wet connate-water-bearing reservoirs. Soc. Pet. Eng. J. 14(1), 63 (1974)). Начальная закачиваемая концентрация полимера первой закачиваемой полимерной оторочки составила 
= 0,0015 (массовая доля содержания полимера в первой оторочке) или 0,15%.
Суммарное время закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт полимерной оторочки не должен быть разрушен, может быть известно и измерено, например, в поровом объеме, а может быть безразмерным (относительным), например, принято за единицу. Для приведенных примеров реализации способа не использовали конкретное значение суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, который определяется в зависимости от скорости закачки полимера и параметров пласта, а приведен вариант расчета относительных значений.
Зафиксировано число полимерных оторочек n = 2. Также в соответствии с вариантом реализации изобретения, согласно которому может быть зафиксировано различное число полимерных оторочек для выбора оптимального значения число полимерных оторочек изменяли в пределах от 2 до 5 для того, чтобы определить оптимальное количество оторочек по значению получаемой экономии полимера.
Характеристики полимерных оторочек (концентрацию, объем и время закачки) определяли по варианту изобретения с использованием приведенных в описании формулам. Может быть использован скрипт, написанный на Phython, или создан или использован программный код для осуществления данных расчетов. Последовательность определения характеристик приведена ниже.
Определяют скорости движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера. Определение проводили аналитически путем определения нормированной изотермы адсорбции с учетом кривой зависимости вязкости полимера от концентрации, представленной на фиг. 2.
В связи с тем, что во всех случаях при полимерном заводнении имеет место адсорбция полимера в пласте, характер которой зависит от характеристик пласта, ниже приведены примеры реализации способа определения характеристик полимерных оторочек для двух различных кривых адсорбции полимера, представленных на фигуре 3.
Определение скоростей проводили по формулам:
,
,
скорость движения переднего края зоны смешивания
скорость движения заднего края зоны смешивания
зависимость вязкости от концентрации полимера (определяется по фиг.2)
– концентрация оторочки с большим значением
– концентрация оторочки с меньшим значением
– обратимая адсорбция, кривая 10 зависимости от концентрации полимера которой представлена на фиг.3.
Результат определения значений относительных скоростей движения переднего и заднего края зон смешивания для различных пар концентраций полимерных оторочек представлены на фигуре 5 и фигуре 6 соответственно.
Определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки осуществляют с использованием полученных данных по скоростям движения. В основе данного действия использовали представленное аналитическое выражение:
Как указано выше – данное выражение включает условие непрорывания оторочек.
Получают зависимости концентрации полимера от времени закачки, т.е. зависимость концентрации полимера на нагнетательной скважине от времени (кривую закачки полимера), по полученным значениям времен закачки полимерных оторочек (аналитической зависимости). По кривой закачке полимера может быть определено общее количество полимера.
(10)
Указанная зависимость может быть выражена формулой:
где сj – концентрация оторочки с большей вязкостью;
Tj, Tj-1 – времена начала закачки соответствующих оторочек.
Общий вид такой зависимости представлен на фигуре 4.
(11)
В некоторых случаях удобно рассматривать функцию 
, обратную к 
Функция может быть определена следующим образом:
где сj – концентрация оторочки с большей вязкостью;
Tj – время начала закачки соответствующей оторочки;
сj+1 – концентрация оторочки с меньшей вязкостью.
Объем полимера для n числа оторочек определяют с использованием формулы, соответствующей этой зависимости:
(6)
где с – концентрация полимера в n оторочках;
сj – концентрация оторочки с большим значением;
Tj – время начала закачки соответствующей оторочки;
сj+1 – концентрация оторочки с меньшим значением.
Определяют по полученной зависимости значения концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение.
Задача минимизации общего объема полимера, который определяется по формуле 6, по всевозможным наборам концентраций решалась с использованием приведенной ниже формулы для разного значения n:
.
Соответственно для n = 2 будет один аргумент решения данной оптимизационной задачи минимизации объема полимера. Для n = 5 – будет 4 аргумента.
В таблице 1 приведены результаты решения данной оптимизационной задачи для n от 2 до 5.
Таблица 1. Концентрации полимера для различного количества полимерных оторочек
| Концентрация первой оторочки | Значения концентраций полимерных оторочек, при которых объём полимера минимален | ||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
0,0015 | - | - | - | - |
|
0,0015 | 0,00046 | - | - | - |
|
0,0015 | 0,0011 | 0,00034 | - | - |
|
0,0015 | 0,0012 | 0,00054 | 0,00021 | - |
|
0,0015 | 0,0012 | 0,00068 | 0,00036 | 0,00015 |
Определяют значения объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
Значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций определяют по формуле:
где - время начала закачки оторочки с концентрацией сj+1
- время начала закачки оторочки с концентрацией сj.
С учетом полученных значений концентраций полимера значения относительного времени закачки для каждой из n оторочек определяют в соответствии с уравнением:
В таблице 2 приведены соответствующие относительные времена закачки (соотнесенные со временем ).
Таблица 2. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
1 | - | - | - | - |
|
|
0,742 | 0,448 | - | - | - |
|
|
0,519 | 0,349 | 0,3515 | - | - |
|
|
0,482 | 0,317 | 0,2385 | 0,220 | - |
|
|
0,464 | 0,299 | 0,175 | 0,180 | 0,1585 |
В связи с тем, что в данном примере определяли относительные, а не абсолютные значения времени закачки, то определяли сразу экономию полимера относительно объема полимера для случая одной полимерной оторочки по относительным значениям времени закачки и полученным значениям концентраций полимера (с учетом относительных времен закачки для нескольких оторочек полимера, соотнесенных со временем ). Экономия полимера определялась как отношение (%) количества полимера, которое требуется при использовании нескольких оторочек, к количеству полимера, которое требуется при использовании одной оторочки. Результаты приведены в таблице 3.
При этом для определения абсолютных значений также учитывается адсорбция, в результате которой значение увеличивается в раз.
Таблица 3. Экономия полимера
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
| Экономия | - | 12,1% | 14,6% | 15,6% | 15,9% |
В связи с тем, что экономия количества полимера при увеличении числа оторочек от 4 к 5 не превышала 1% - дальнейшее увеличение числа оторочек не проводилось.
Для одного из месторождений определено, что суммарное время закачки полимерных оторочек и воды составляет 0,5 п.о. или 550 сут. Времена закачки каждой полимерной оторочки для данного случая приведены в таблице 4 и в таблице 5.
Таблица 4. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек, п.о. | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
0,5 | - | - | - | - |
|
|
0,371 | 0,224 | - | - | - |
|
|
0,2595 | 0,1745 | 0,1758 | - | - |
|
|
0,241 | 0,1585 | 0,1193 | 0,110 | - |
|
|
0,232 | 0,1495 | 0,0875 | 0,09 | 0,0793 |
Таблица 5. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек, сут | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
550 | - | - | - | - |
|
|
408 | 246 | - | - | - |
|
|
285 | 192 | 193 | - | - |
|
|
265 | 174 | 131 | 121 | - |
|
|
255 | 164 | 96 | 99 | 87 |
(9)
Значения объемов оторочек определяются по известной для специалиста в данной области техники формуле:
,
где q – объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
Значения объемов в данном случае были рассчитаны для объемной скорости закачки 85 м3/сут и представлены в таблице 6.
Таблица 6. Объем каждой полимерной оторочки
| Объем полимерных оторочек, м3 | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
70 | ||||
|
|
52 | 9,6 | |||
|
|
36 | 18 | 5,6 | ||
|
|
34 | 17 | 6,0 | 2,1 | |
|
|
32,5 | 16,7 | 5,6 | 3,1 | 1,1 |
В связи с тем, что в зависимости от характеристик пласта может иметь место необратимая адсорбция полимера, ниже приведен пример определения характеристик полимерных оторочек для кривой адсорбции
(кривая 10 на фиг.3), при условии, что в данном случае адсорбция является необратимой.
Зависимости скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания от значения концентраций оторочек приведены на фигурах 7 и 8 соответственно.
В таблице 7 ниже приведены концентрации полимера для дизайнов закачки при количестве оторочек не превосходящем 5, в таблицах 8 и 9 представлены соответствующие им значения времен закачки и экономия полимера.
Таблица 7. Концентрации полимера для различного количества полимерных оторочек
| Концентрация первой оторочки | Значения концентраций полимерных оторочек, при которых объём полимера минимален | ||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
0,0015 | - | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,00046 | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,0011 | 0,00034 | - | - |
|
|
0,0015 | 0,00117 | 0,00054 | 0,00021 | - |
|
|
0,0015 | 0,0012 | 0,00068 | 0,00036 | 0,00015 |
Таблица 8. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
1 | - | - | - | - |
|
|
0,794 | 0,357 | - | - | - |
|
|
0,616 | 0,278 | 0,280 | - | - |
|
|
0,5865 | 0,253 | 0,190 | 0,1756 | - |
|
|
0,572 | 0,238 | 0,140 | 0,143 | 0,1265 |
Таблица 9. Экономия полимера
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
| Экономия | - | 9,7% | 11,6% | 12,4% | 12,7% |
Определение конкретных значений времен закачки и объема полимерных оторочек рассчитываются как показано выше при наличии конкретных данных для месторождения.
Ниже приведены результаты реализации способа определения характеристик полимерных оторочек для кривой адсорбции (кривая 11 на фиг.3).
Зависимости скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания от значения концентраций оторочек для данного примера приведены на фигурах 9 и 10 соответственно.
В таблице 10 ниже приведены концентрации полимера для дизайнов закачки при количестве оторочек не превосходящем 5 с учетом обратимой адсорбции , в таблицах 11 и 12 представлены соответствующие им значения времен закачки и экономия полимера.
Таблица 10. Концентрации полимера для различного количества полимерных оторочек
| Концентрация первой оторочки | Значения концентраций полимерных оторочек, при которых объём полимера минимален | ||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
0,0015 | - | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,00046 | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,0011 | 0,00034 | - | - |
|
|
0,0015 | 0,00117 | 0,00054 | 0,00021 | - |
|
|
0,0015 | 0,0012 | 0,00069 | 0,00036 | 0,00015 |
Таблица 11. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
1 | - | - | - | - |
|
|
0,653 | 0,603 | - | - | - |
|
|
0,352 | 0,469 | 0,473 | - | - |
|
|
0,3025 | 0,4265 | 0,321 | 0,296 | - |
|
|
0,278 | 0,402 | 0,236 | 0,242 | 0,213 |
Таблица 12. Экономия полимера
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
| Экономия | - | 16,3% | 19,6% | 21,0% | 21,5% |
Определение конкретных значений времен закачки и объема полимерных оторочек рассчитываются, как показано выше, при наличии конкретных данных для месторождения.
В таблице 13 ниже приведены концентрации полимера для дизайнов закачки при количестве оторочек не превосходящем 5 с учетом необратимой адсорбции , в таблицах 14 и 15 представлены соответствующие им значения времен закачки и экономия полимера.
Зависимости скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания от значения концентраций оторочек приведены на фигурах 11 и 12 соответственно.
Таблица 13. Концентрации полимера для различного количества полимерных оторочек
| Концентрация первой оторочки | Значения концентраций полимерных оторочек, при которых объём полимера минимален | ||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
0,0015 | - | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,000457 | - | - | - |
|
|
0,0015 | 0,0011 | 0,00034 | - | - |
|
|
0,0015 | 0,00117 | 0,00054 | 0,00021 | - |
|
|
0,0015 | 0,0012 | 0,00068 | 0,00036 | 0,00015 |
Таблица 14. Время закачки для различного числа полимерных оторочек
| Время закачки полимерных оторочек | |||||
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
|
|
1 | - | - | - | - |
|
|
0,90 | 0,17 | - | - | - |
|
|
0,81 | 0,13 | 0,135 | - | - |
|
|
0,80 | 0,12 | 0,092 | 0,085 | - |
|
|
0,79 | 0,115 | 0,067 | 0,069 | 0,061 |
Таблица 15. Экономия полимера
| Число оторочек |
|
|
|
|
|
| Экономия | - | 4,7% | 5,6% | 6,0% | 6,1% |
Определение конкретных значений времен закачки и объема полимерных оторочек рассчитываются как показано выше при наличии конкретных данных для месторождения.
Приведенные примеры иллюстрируют возможность реализации способа определения характеристик полимерных оторочек для способа повышения нефтеотдачи и подтверждают достижение технического результата для заявленной группы изобретений, а именно экономии закачиваемого полимера, исключение «опасного скачка» вязкости на границе полимер-вода, которое связано с тем, что при определении характеристик полимерных оторочек вводиться условие непрорывания, повышение эффективности способа повышения нефтеотдачи, и учет адсорбции полимера в пласте.
При условии того, что стадии способа могут быть осуществлены как при проведении лабораторных исследований, так и аналитически – приведенные примеры подтверждают достижение технического результата при использовании системы определения характеристик полимерных оторочек и машиночитаемого носителя для определения характеристик полимерных оторочек.
1. Способ повышения нефтеотдачи, который включает этап полимерного заводнения путем последовательной закачки в пласт по меньшей мере двух оторочек полимера с разной концентрацией полимера, при этом оторочка меньшей вязкости закачивается после оторочки большей вязкости, а концентрацию полимера, объем и время закачки оторочек определяют с использованием следующих последовательных стадий:
- получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки, и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт первой полимерной оторочки не должен быть разрушен, и фиксация n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2;
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера;
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки;
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки;
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение;
- определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
2. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором концентрация полимера первой закачиваемой полимерной оторочки определяется путем сравнения целевой подвижности полимера и выталкиваемого им флюида и требований к стабильности вытесняющего фронта основной химической оторочки.
3. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором суммарное время закачки полимерных оторочек и воды определяют по скорости движения полимера и параметров пласта.
4. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором относительные скорости движения переднего и заднего края зон смешивания определяют аналитически:
где 
,
- относительная скорость переднего края зоны смешивания,
- относительная скорость заднего края зоны смешивания,
μ(с) - зависимость вязкости от концентрации полимера,
cj - концентрация в оторочке большей вязкости,
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
5. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором при определении относительных скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания учитывают адсорбцию полимера путем определения нормированной изотермы адсорбции.
6. Способ повышения нефтеотдачи по п. 5, в котором определение нормированной изотермы адсорбции полимера а(с) проводят с использованием уравнения:
где
Г(с) - изотерма адсорбции;
ρw - плотность воды;
ρs - плотность породы;
ϕ - пористость пласта.
7. Способ повышения нефтеотдачи п. 1, в котором при определении суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды дополнительно учитывается адсорбция полимера в пласте.
8. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором набор концентраций, при которых объем полимера стремится к минимуму, определяют по формуле:
где с - концентрация полимера в оторочках с первой по n;
cj - концентрация в оторочке большей вязкости;
Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1;
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
9. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1 или 8, в котором время начала закачки каждой оторочки (Tj) определяют по формуле:
при j=1,…,n,
где Tmax - суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен;
- относительная скорость заднего края зоны смешивания оторочки большей вязкости;
- относительная скорость переднего края зоны смешивания оторочки меньшей вязкости.
10. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором значение объема для каждой из полученных концентраций определяют по формуле:
Vj=cj(Tj-Tj-1)V,
где V - объем закаченной в пласт воды за время Tmax, равный Tmaxq, где q - объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
11. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, в котором значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций определяют по формуле:
tj=Tj-Tj-1,
где Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1,
Tj-1 - время начала закачки оторочки с концентрацией cj.
12. Способ повышения нефтеотдачи по п. 1, который дополнительно включает повторение следующих стадий для разных чисел n:
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера,
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки,
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки,
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение,
- определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки;
вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки, и фиксация значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера.
13. Способ определения характеристик полимерных оторочек для способа повышения нефтеотдачи, при котором оторочка меньшей вязкости проталкивает оторочку большей вязкости, который включает следующие стадии:
- получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт первой полимерной оторочки не должен быть разрушен, и фиксация n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2;
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера;
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки;
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки;
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение;
- определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
14. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором значение концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки определяется путем сравнения целевой подвижности полимера и выталкиваемого им флюида и требований к стабильности вытесняющего фронта основной химической оторочки.
15. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором суммарное время закачки полимерных оторочек и воды определяют по скорости движения полимера и параметров пласта.
16. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором относительные скорости движения переднего и заднего края зон смешивания определяют аналитически:
где 
,
- относительная скорость переднего края зоны смешивания,
- относительная скорость заднего края зоны смешивания,
μ(с) - зависимость вязкости от концентрации полимера,
cj - концентрация в оторочке большей вязкости,
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
17. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором при определении относительных скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания дополнительно учитывают адсорбцию полимера путем определения нормированной изотермы адсорбции.
18. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 17, в котором определение нормированной изотермы адсорбции полимера а(с) проводят с использованием уравнения:
где
Г(с) - изотерма адсорбции;
ρw - плотность воды;
ρs - плотность породы;
ϕ - пористость пласта.
19. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором при определении суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды (Tmax) дополнительно учитывается адсорбция полимера в пласте.
20. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором набор концентраций, при которых объем полимера стремится к минимуму, определяют по формуле:
где с - концентрация полимера в оторочках с первой по n;
cj - концентрация в оторочке большей вязкости;
Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1;
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
21. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13 или 20, в котором время начала закачки каждой оторочки (Tj) определяют по формуле:
при j=1,…,n,
где Tmax - суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен;
- относительная скорость заднего края зоны смешивания оторочки большей вязкости;
- относительная скорость переднего края зоны смешивания оторочки меньшей вязкости.
22. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором значение объема для каждой из полученных концентраций определяют по формуле:
Vj=cj(Tj-Tj-1)V,
где V - объем закаченной в пласт воды за время Tmax, равный Tmaxq, где q - объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта
23. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, в котором значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций определяют по формуле:
tj=Tj-Tj-1,
где Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1,
Tj-1 - время начала закачки оторочки с концентрацией cj.
24. Способ определения характеристик полимерных оторочек по п. 13, который дополнительно включает повторение следующих стадий для разных чисел n:
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера,
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки,
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки,
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение,
- определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки;
вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки, и фиксация значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера.
25. Система определения характеристик полимерных оторочек, которая содержит по меньшей мере один процессор и программный код и выполнена с возможностью исполнения процессором под управлением программного кода:
- получения начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен;
- фиксации n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2;
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера;
- определения времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки;
- получения зависимости концентрации полимера от времени закачки;
- определения по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение;
- определения значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
26. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой для определения скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера используются аналитические выражения:
где 
,
- относительная скорость переднего края зоны смешивания,
- относительная скорость заднего края зоны смешивания,
μ(с) - зависимость вязкости от концентрации полимера,
cj - концентрация в оторочке большей вязкости,
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
27. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой при определении относительных скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания дополнительно учитывается адсорбция полимера путем определения нормированной изотермы адсорбции.
28. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 27, в которой определение нормированной изотермы адсорбции полимера а(с) проводят с использованием уравнения:
где
Г(с) - изотерма адсорбции;
ρw - плотность воды;
ρs - плотность породы;
ϕ - пористость пласта.
29. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой набор концентраций, при которых объем полимера стремится к минимуму, определяют по формуле:
где с - концентрация полимера в оторочках с первой по n;
cj - концентрация в оторочке большей вязкости;
Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1;
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
30. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25 или 29, в которой время начала закачки каждой оторочки (Tj) определяют по формуле:
при j=1,…,n,
где Tmax - суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен;
- относительная скорость заднего края зоны смешивания оторочки большей вязкости;
- относительная скорость переднего края зоны смешивания оторочки меньшей вязкости.
31. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой значение объема для каждой из полученных концентраций определяют по формуле:
Vj=cj(Tj-Tj-1)V,
где V - объем закаченной в пласт воды за время Tmax, равный Tmaxq, где q - объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
32. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций определяют по формуле:
tj=Tj-Tj-1,
где Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1,
Tj-1 - время начала закачки оторочки с концентрацией cj.
33. Система определения характеристик полимерных оторочек по п. 25, в которой процессор дополнительно проводит повторение следующих стадий для разных чисел n:
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера,
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки,
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки,
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение,
- определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки;
вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки, и фиксация значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера.
34. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек, на котором сохранена компьютерная программа, имеющая программный код, при исполнении которого на компьютере процессор выполняет:
- получение начальных значений концентрации полимера первой закачиваемой полимерной оторочки и суммарного времени закачки полимерных оторочек и воды, в течение которого передний фронт оторочки не должен быть разрушен;
- фиксацию n числа полимерных оторочек, при этом n больше или равно 2;
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера;
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки;
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки;
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение;
- определение значений объема полимера и времени закачки, соответствующих полученным на предыдущей стадии значениям концентраций полимера.
35. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором для определения скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания, относительных по отношению к скорости закачки полимера, на границе полимерных оторочек для каждой пары концентраций полимера используются аналитические выражения:
где 
- относительная скорость переднего края зоны смешивания,
- относительная скорость заднего края зоны смешивания,
μ(с) - зависимость вязкости от концентрации полимера,
cj - концентрация в оторочке большей вязкости,
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
36. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором при определении относительных скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания дополнительно учитывается адсорбция полимера путем определения нормированной изотермы адсорбции.
37. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором определение нормированной изотермы адсорбции полимера а(с) проводят с использованием уравнения:
где
Г(с) - изотерма адсорбции;
ρw - плотность воды;
ρs - плотность породы;
ϕ - пористость пласта.
38. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором набор концентраций, при которых объем полимера стремится к минимуму, определяют по формуле:
где с - концентрация полимера в оторочках с первой по n;
cj - концентрация в оторочке большей вязкости;
Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1;
cj+1 - концентрация в оторочке меньшей вязкости.
39. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34 или 38, в котором время начала закачки каждой оторочки (Tj) определяют по формуле:
при j=1,…,n,
где Tmax - суммарное время закачки полимерных оторочек, в течение которого передний фронт не должен быть разрушен;
- относительная скорость заднего края зоны смешивания оторочки большей вязкости;
- относительная скорость переднего края зоны смешивания оторочки меньшей вязкости.
40. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором значение объема для каждой из полученных концентраций определяют по формуле:
Vj=cj(Tj-Tj-1)V,
где V - объем закаченной в пласт воды за время Tmax, равный Tmaxq, где q - объемная скорость закачки, определяемая исходя из технологических параметров нефтеносного пласта.
41. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором значение времен закачки для каждой из полученных значений концентраций определяют по формуле:
tj=Tj-Tj-1,
где Tj - время начала закачки оторочки с концентрацией cj+1,
Tj-1 - время начала закачки оторочки с концентрацией cj.
42. Машиночитаемый носитель для определения характеристик полимерных оторочек по п. 34, в котором процессор дополнительно проводит повторение следующих стадий для разных чисел n:
- определение скоростей движения переднего и заднего края зоны смешивания на границе полимерных оторочек, относительных к скорости закачки полимера, для каждой пары концентраций полимера с учетом адсорбции полимера,
- определение времени закачки каждой из оторочек полимера при условии, что скорость движения заднего края зоны смешивания оторочки с большей концентрацией полимера больше или равна скорости движения переднего края зоны смешивания следующей за ней оторочки,
- получение зависимости концентрации полимера от времени закачки,
- определение по полученной зависимости значений концентраций для каждой из n оторочек, кроме первой полимерной оторочки, при которых объем полимера имеет минимальное значение,
- определение по полученным значениям концентраций соответствующих им значений объема полимера и времени закачки;
вычисление общего объема полимера для каждого значения n и доли снижения общего объема полимера относительно объема полимера, необходимого для закачки одной оторочки, и фиксация значения n оторочек, при которых достигается оптимальное сокращение доли полимера.
