EA038656B1 - Method to level the injectivity profile of an injection well - Google Patents

Method to level the injectivity profile of an injection well Download PDF

Info

Publication number
EA038656B1
EA038656B1 EA201900591A EA201900591A EA038656B1 EA 038656 B1 EA038656 B1 EA 038656B1 EA 201900591 A EA201900591 A EA 201900591A EA 201900591 A EA201900591 A EA 201900591A EA 038656 B1 EA038656 B1 EA 038656B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gel
water
injected
formation
oil
Prior art date
Application number
EA201900591A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201900591A1 (en
Inventor
Багир Алекпер Оглы Сулейманов
Эльчин Фикрет оглы Велиев
Нурана Вагиф кызы Нагиева
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг) filed Critical Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефти И Газа (Нипинг)
Priority to EA201900591A priority Critical patent/EA038656B1/en
Publication of EA201900591A1 publication Critical patent/EA201900591A1/en
Publication of EA038656B1 publication Critical patent/EA038656B1/en

Links

Abstract

The invention relates to oil production industry, in particular to methods for improving oil recovery by leveling the injectivity profile of injection wells. The aim of the invention is to increase effectiveness of oil displacement conforming the profile log of water injection wells via partial or full blocking of high permeability oil saturated laminations and deviating the injected water to oil saturated laminations of low permeability and reduce the cost of implementing the technique. To solve the task within the scope of leveling the injectivity profile of injection wells that includes pumping an aqueous solution of gel-forming material containing preformed gel-forming particles of adjustable swellability into the reservoir, a composition consisting of acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polyvinylpyrrolidone, bentonite clay, gallic acid, N,N'-methylene bisacrylamide, ammonium peroxidesulfate and fresh water is injected whereas the aqueous solution of the gel-forming composition containing preformed gel-forming particles with adjustable swelling is injected into the formation rim in the amount of 10% of pore volume of the formation, and then water is injected to push the gel-forming composition further.

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, частности к способам повышения нефтеотдачи путем выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин.The invention relates to the oil industry, in particular to methods for enhancing oil recovery by leveling the injectivity profile of injection wells.

Известен способ выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины, включающий закачку в пласт осадкообразующего реагента, содержащего водный раствор хлористого кальция, при этом предварительно производят подготовку реагента, вызывающего осадкообразование в пластовых условиях при температуре не ниже 80°С, в который дополнительно вводят сульфаминовую кислоту или ее эфир общей формулы R-O-SO3-NH4, где R-CH3, C2H5 или С3Н7, путем приготовления 20-50 мас.% ного водного раствора смеси хлористого кальция и сульфаминовой кислоты или ее эфира, взятых в соотношении (30-70):(70-30) [1].There is a known method for leveling the injectivity profile of an injection well, including injecting a sediment-forming reagent containing an aqueous solution of calcium chloride into the formation, while preliminarily preparing a reagent that causes sedimentation in reservoir conditions at a temperature of at least 80 ° C, into which sulfamic acid or its ester is additionally introduced general formula RO-SO 3 -NH 4 , where R-CH3, C2H5 or C3H7, by preparing a 20-50 wt.% aqueous solution of a mixture of calcium chloride and sulfamic acid or its ester, taken in the ratio (30-70) :( 70-30) [1].

Недостатком способа является то, что в пластовых условиях при температуре не ниже 80°С реагент вызывает осадкообразование, т.е. происходит гидролиз сульфаминовой кислоты и ее эфира с образованием малорастворимых сульфанатов кальция, которые выпадают в осадок и способ будет малоэффективным в скважинах с температурой ниже 80°С.The disadvantage of this method is that in reservoir conditions at a temperature not lower than 80 ° C, the reagent causes sedimentation, i.e. hydrolysis of sulfamic acid and its ester occurs with the formation of poorly soluble calcium sulfonates, which precipitate and the method will be ineffective in wells with temperatures below 80 ° C.

Так же известен способ выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, включающий закачку в нагнетательную скважину водного раствора сшивающегося полимерного состава, содержащего полиакриламид с молекулярной массой от 5 до 15 млн и степенью гидролиза 5-30% и ацетата хрома. При этом до закачки полимерного раствора на минимальной скорости закачивает оторочку водного раствора ацетата хрома с концентрацией не выше 0,1% в объеме, равном объему указанного раствора, а после закачки полимерного раствора закачивают воду для проталкивания его на требуемую глубину и оставляют скважину на реакцию [2].There is also a known method for leveling the injectivity profile of injection wells, including the injection into the injection well of an aqueous solution of a crosslinkable polymer composition containing polyacrylamide with a molecular weight of 5 to 15 million and a degree of hydrolysis of 5-30% and chromium acetate. In this case, before pumping the polymer solution at a minimum speed, injects a rim of an aqueous solution of chromium acetate with a concentration of not more than 0.1% in a volume equal to the volume of the specified solution, and after pumping the polymer solution, water is pumped to push it to the required depth and leave the well for reaction [ 2].

Недостатком данного способа является то, что при закачке полимерного раствора за раствором сшивателя не происходит их равномерного смешивания ввиду того, что вязкость полимерного раствора значительно выше вязкости раствора сшивателя и происходит практически поршневое его вытеснение. В результате реализации способа образуемый гель обладает низкой прочностью. Кроме того, способ не позволяет контролировать прочность получаемого геля. Предлагаемый гель в пластовых условиях при температуре выше 80°С нестабилен, т.е. разлагается. А также на процесс разлагания влияет высокая минерализация воды, что ускоряет этот процесс. Следовательно, этот гель не подходит для резервуаров с высокой температурой и солёностью и не способен эффективно блокировать каналы с повышенной проницаемостью.The disadvantage of this method is that when the polymer solution is pumped behind the crosslinker solution, they are not uniformly mixed due to the fact that the viscosity of the polymer solution is much higher than the viscosity of the crosslinker solution and its almost piston displacement occurs. As a result of the implementation of the method, the resulting gel has a low strength. In addition, the method does not allow one to control the strength of the resulting gel. The proposed gel is unstable in reservoir conditions at temperatures above 80 ° C, i.e. decomposes. And also the decomposition process is influenced by the high mineralization of water, which speeds up this process. Consequently, this gel is not suitable for reservoirs with high temperature and salinity and is not capable of effectively blocking channels with increased permeability.

Следует отметить, что в обоих указанных способах осадкообразование и гелеобразование происходит в пласте вблизи нагнетательной скважины, что приводит к существенному увеличению давления нагнетания. Кроме того, образование изолирующего тампона вблизи скважины существенно снижает количество дополнительной добычи нефти ввиду быстрого огибания закачиваемой водой установленного тампона. Этот недостаток преодолевается в способах выравнивания профиля приемистости, основанных на глубинном отклонении закачиваемой жидкости, в частности с использованием водных растворов предварительно сформированных гелеобразуюших частиц с регулируемой набухаемостью.It should be noted that in both of these methods, sedimentation and gelation occurs in the formation near the injection well, which leads to a significant increase in injection pressure. In addition, the formation of an insulating plug near the well significantly reduces the amount of additional oil production due to the rapid bending of the pumped water around the installed plug. This disadvantage is overcome in the methods of leveling the injectivity profile based on the depth deviation of the injected fluid, in particular using aqueous solutions of preformed gel-forming particles with controlled swelling.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины, включающий закачку в пласт водного раствора гелеобразующего материала, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью следующего состава: акриламид; натриевая соль 2-акриламидо-2-метилпропан-сульфоновой кислоты; полиэтиленгликоль-диакрилат; N.N'-метиленбисакриламид; бромат натрия и бисульфит натрия [3].Closest to the proposed invention is a method for leveling the injectivity profile of an injection well, comprising injecting into the formation an aqueous solution of a gelling material containing pre-formed gelling particles with controlled swelling of the following composition: acrylamide; 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid sodium salt; polyethylene glycol diacrylate; N.N'-methylenebisacrylamide; sodium bromate and sodium bisulfite [3].

Недостатком изобретения является то, что образующийся в пласте гель имеет низкую термическую стабильность, низкую набухаемость, приводящую к снижению изолирующей способности, что выражается в низком коэффициенте остаточного сопротивления, а также высокая стоимость осуществления способа ввиду непрерывной закачки гелеобразующего состава, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы.The disadvantage of the invention is that the gel formed in the formation has low thermal stability, low swelling, leading to a decrease in the insulating ability, which is expressed in a low coefficient of residual resistance, as well as the high cost of implementing the method due to continuous injection of a gel-forming composition containing pre-formed gel-forming particles.

Задачей изобретения является повышение эффективности вытеснения нефти из пласта за счет выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин путем частичного или полного блокирования высокопроницаемых обводненных пропластков и отклонения закачиваемой воды в низкопроницаемые нефтенасыщенные пропластки, а также снижение стоимости осуществления способа.The objective of the invention is to improve the efficiency of displacing oil from the reservoir by leveling the injectivity profile of injection wells by partially or completely blocking high-permeability flooded layers and deflecting the injected water into low-permeable oil-saturated layers, as well as reducing the cost of implementing the method.

Поставленная задача решается тем, что в способе выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин, включающем закачку в пласт водного раствора гелеобразующего материала, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью, в пласт закачивают состав, состоящий из акриламида, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, поливинилпирролидона, бентонитовой глины, галловой кислоты, Ν,Ν'-метиленбисакриламида, пероксодисульфат аммония и пресной воды при следующем соотношении компонентов:The problem is solved by the fact that in the method of leveling the injectivity profile of injection wells, including the injection into the formation of an aqueous solution of a gel-forming material containing pre-formed gel-forming particles with controlled swelling, a composition consisting of acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is pumped into the formation, polyvinylpyrrolidone, bentonite clay, gallic acid, Ν, Ν'-methylenebisacrylamide, ammonium peroxodisulfate and fresh water in the following ratio of components:

- 1 038656- 1 038656

Акриламид Acrylamide 15-30% 15-30% 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid 20-30 % 20-30% Поливинил пирролидон Polyvinyl pyrrolidone 10-15% 10-15% бентонитовая глина bentonite clay 0-10% 0-10% галловая кислота gallic acid 0,2-0,5 % 0.2-0.5% Ν,Ν'-метиленбисакриламид Ν, Ν'-methylenebisacrylamide 0.5-1 % 0.5-1% Пероксодисульфат аммония Ammonium peroxodisulfate 0.05-0.1 % 0.05-0.1% вода water остальное rest

При этом водный раствор гелеобразующего состава, содержащий предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью, закачивают в пласт в виде оторочки в количестве 10% от объема пор пласта, далее осуществляют закачку воды для проталкивания гелеобразующего состава.In this case, an aqueous solution of a gel-forming composition containing pre-formed gel-forming particles with controlled swelling is pumped into the formation in the form of a rim in an amount of 10% of the pore volume of the formation, then water is injected to push the gel-forming composition.

Для приготовления гелеобразующего состава, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью с целью выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины были использованы акриламид (79-06-1 MSDS); 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота (15214-89-8MSDS); поливинилпирролидон (ГОСТ 30333-2007); бентонитовая глина (ГОСТ 28177-89); галловая кислота (ГОСТ 30333-2007); N,N'-метиленбисакриламиg (110-26-9 MSDS); пероксодисульфат аммония (7727-54-0 MSDS) и пресная вода. Водную фазу гелеобразующего состава готовят путем добавления расчетного количества акриламида, 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, поливинилпирролидона и N,N'-метиленбисакриламида к глинистому раствору в пресной воде. Для улучшения термической стабильности синтезированного геля в процессе синтеза добавляют определенное количество галловой кислоты, инициатор пероксодисульфата аммония медленно добавляют в раствор с сильным перемешиванием при температуре 50-60°С, реакция завершается за счет реакции самоускорения в короткое время.Acrylamide (79-06-1 MSDS) was used to prepare a gelling composition containing pre-formed gelling particles with controlled swelling in order to level the injection profile of the injection well; 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (15214-89-8MSDS); polyvinylpyrrolidone (GOST 30333-2007); bentonite clay (GOST 28177-89); gallic acid (GOST 30333-2007); N, N'-methylenebisacrylamig (110-26-9 MSDS); ammonium peroxodisulfate (7727-54-0 MSDS) and fresh water. The aqueous phase of the gelling composition is prepared by adding the calculated amount of acrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, polyvinylpyrrolidone and N, N'-methylenebisacrylamide to the clay solution in fresh water. To improve the thermal stability of the synthesized gel, a certain amount of gallic acid is added during the synthesis, the initiator of ammonium peroxodisulfate is slowly added to the solution with strong stirring at a temperature of 50-60 ° C, the reaction is completed due to the self-acceleration reaction in a short time.

Сущность изобретения заключается в том, что эффективность предлагаемого способа выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин в трещиноватых коллекторах повышается за счет закачки в пласт гелеобразующего материала, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы, обладающие повышенной термической, набухающей и изолирующей способностью.The essence of the invention lies in the fact that the effectiveness of the proposed method for leveling the injectivity profile of injection wells in fractured reservoirs is increased by injecting into the formation a gel-forming material containing pre-formed gel-forming particles with increased thermal, swelling and insulating capacity.

Предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью и высокой термической стабильностью имеют предпочтительные размерные диапазоны от 0,1 мкм до 5 мм. Эти вспениваемые и гидрофильные полимерные частицы изготовлены в неэмульсионной системе. В пластовых условиях до определенного времени они обладают способностью задерживать свое набухшее состояние в пресной или соленой воде. Повышение эффективности вытеснения нефти из пласта предлагаемым способом происходит за счет выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин путем частичного или полного блокирования высокопроницаемых обводненных пропластков и отклонение закачиваемой воды в низко-проницаемые нефтенасыщенные пропластки из-за повышения термический стабильности и изолирующей способности образующегося в пласте геля.Preformed gelling particles with controlled swelling and high thermal stability have preferred size ranges from 0.1 μm to 5 mm. These expandable and hydrophilic polymer particles are manufactured in a non-emulsion system. In reservoir conditions, until a certain time, they have the ability to retain their swollen state in fresh or salt water. An increase in the efficiency of oil displacement from the reservoir by the proposed method occurs due to the alignment of the injectivity profile of injection wells by partial or complete blocking of highly permeable flooded interlayers and deviation of the injected water into low-permeable oil-saturated interlayers due to an increase in the thermal stability and insulating capacity of the gel formed in the formation.

Способ проверен в лабораторных условиях. Для иллюстрации предлагаемого способа были приготовлены образцы гелеобразующего материала, состоявшего из предварительно сформированных гелеобразующих частиц с соотношениями компонентов мас.%: предварительно сформированные гелеобразующие частицы 1-2%; вода - остальное PPG1, PPG2, PPG3, PPG4, PPG5, PPG6, PPG7, PPG8, прототип и закачаны в насыпные модели (табл.1).The method has been tested in laboratory conditions. To illustrate the proposed method, samples of a gelling material were prepared, which consisted of pre-formed gelling particles with ratios of components wt.%: Pre-formed gelling particles 1-2%; water - the rest is PPG1, PPG2, PPG3, PPG4, PPG5, PPG6, PPG7, PPG8, prototype and pumped into bulk models (Table 1).

Образец 1: готовят гель прототипа следующего состава, мас.г:Sample 1: prepare a prototype gel of the following composition, wt.g:

Акриламид Acrylamide 8.25 8.25 AMPSNa AMPSNa 21.75 21.75 полиэтиленгликоль диакрилат-200 polyethylene glycol diacrylate-200 0.386 0.386 Ν,Ν'-метиленбисакриламид Ν, Ν'-methylenebisacrylamide 0.0004 0.0004 бромат натрия sodium bromate 20 мкл 20 μl бисульфит натрия sodium bisulfite 20 мкл 20 μl вода water 30.6 30.6

В настоящем примере водную фазу готовили путем добавления 8.25 г акриламида, 21.75 г натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, 0.386 г полиэтиленгликоль диакрилат-200 и 0.0004 г N,N'-метиленбисакриламида к 30.6 г деионизированной воды. Смесь инициатора 400 мкл 5%ного бромата натрия и 400 мкл 5%-ного бисульфита натрия медленно добавляли в раствор с сильным перемешиванием при температуре 15-30°С, реакция завершается за 5 мин.In this example, an aqueous phase was prepared by adding 8.25 g of acrylamide, 21.75 g of sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 0.386 g of polyethylene glycol diacrylate-200 and 0.0004 g of N, N'-methylenebisacrylamide to 30.6 g of deionized water. An initiator mixture of 400 μL of 5% sodium bromate and 400 μL of 5% sodium bisulfite was slowly added to the solution with vigorous stirring at a temperature of 15-30 ° C; the reaction was completed in 5 min.

Образец 2: готовят гель (PPG1) следующего состава, мас.%:Sample 2: prepare a gel (PPG1) of the following composition, wt%:

- 2 038656- 2 038656

АкриламидAcrylamide

2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid

ПоливинилпирролидонPolyvinylpyrrolidone

Галловая кислотаGallic acid

Ν,Ν’-метиленбисакриламид пероксодисульфат аммония водаΝ, Ν'-methylenebisacrylamide ammonium peroxodisulfate water

0,20.2

0,50.5

0,05 остальное0.05 rest

В настоящем примере водную фазу готовили путем добавления 9.35г акриламида, 11.45 г 2акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты, 4.25 г поливинилпирролидона (К30) и 0.586 г N,N’метиленбисакриламида к 26.8 г воды. Для улучшения термический стабильности синтезированного геля в процессе синтеза было добавлено 0.05 г галловой кислоты, инициатор пероксодисульфат аммония медленно добавляли в раствор с сильным перемешиванием при температуре 50-60°С, реакция завершается за счет реакции самоускорения в короткое время.In this example, an aqueous phase was prepared by adding 9.35 g of acrylamide, 11.45 g of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 4.25 g of polyvinylpyrrolidone (K30) and 0.586 g of N, N'methylenebisacrylamide to 26.8 g of water. To improve the thermal stability of the synthesized gel, 0.05 g of gallic acid was added during the synthesis, the initiator ammonium peroxodisulfate was slowly added to the solution with vigorous stirring at a temperature of 50-60 ° C, the reaction was completed due to the self-acceleration reaction in a short time.

Другие образцы гелеобразующего материала, состоявшего из предварительно сформированных гелеобразуюших частиц PPG2, PPG3, PPG4, PPG5, PPG6, PPG7, PPG8 изготавливают аналогичным способом.Other samples of a gelling material consisting of pre-formed gelling particles PPG2, PPG3, PPG4, PPG5, PPG6, PPG7, PPG8 are made in a similar way.

Опыт 1.Experience 1.

Изучена термическая стабильность образцов предварительно сформированных гелеобразуюших частиц. Дифференциальный сканирующий калориметр (модель: DSCQ10, производства ТА Instrument) использовали для изучения термической стабильности образцов в атмосфере азота. Для анализа было использовано 9 образцов (PPG1-PPG8 и прототип). Набухшие гели (7-13 мг) брали для измерений, хранили в алюминиевых емкостях и герметично закрывали. Термограмму для каждого образца получали для диапазона температур от 40 до 200°С при скорости нагрева 2°С/мин и скорости продувки азотом 20 см3/мин (результаты опыта показаны в табл. 2).The thermal stability of samples of preformed gel-forming particles has been studied. A differential scanning calorimeter (model: DSCQ10, manufactured by TA Instrument) was used to study the thermal stability of the samples in a nitrogen atmosphere. For the analysis, 9 samples were used (PPG1-PPG8 and prototype). Swollen gels (7-13 mg) were taken for measurements, stored in aluminum containers and sealed. A thermogram for each sample was obtained for a temperature range from 40 to 200 ° C at a heating rate of 2 ° C / min and a nitrogen purge rate of 20 cm 3 / min (the results of the experiment are shown in Table 2).

Как видно из табл. 2, термическое разложение предварительно сформированных гелеобразуюших частиц, содержащих 1% бентонитовой глины, происходит в интервале примерно от 170 до 174°С, при содержании 3% бентонитовой глины разложение происходит при температурах 175-178°С, а при 5% содержании бентонитовой глины процесс разложении происходит при более высоких температурах 180183°С. Термическое разложение прототипа варьируется в интервале 118-121°С.As you can see from the table. 2, thermal decomposition of preformed gel-forming particles containing 1% bentonite clay occurs in the range from about 170 to 174 ° C, with a content of 3% bentonite clay, decomposition occurs at temperatures of 175-178 ° C, and at 5% content of bentonite clay, the process decomposition occurs at higher temperatures of 180-183 ° C. Thermal decomposition of the prototype varies in the range of 118-121 ° C.

Таким образом, увеличение содержания бентонитовой глины приводит к улучшению стабильности предварительно сформированных гелеобразующих частиц из-за существования химических и физических взаимодействий между полимерами и поверхностями слоев бентонитовой глины, которые могут происходить посредством водородной связи полимерных групп и Si-O-Si-групп бентонитовой глины с группами полимерных цепей и их диполь-дипольным связыванием.Thus, an increase in the content of bentonite clay leads to an improvement in the stability of preformed gel-forming particles due to the existence of chemical and physical interactions between polymers and the surfaces of bentonite clay layers, which can occur through the hydrogen bonding of polymer groups and Si-O-Si groups of bentonite clay with groups of polymer chains and their dipole-dipole bonding.

Выявлено, что при повышении процента содержания бентонитовой глины до 7 и 10% происходит обратный процесс, т.е. термическая стабильность уменьшается. Это объясняется агломерацией частиц глины с увеличением ее концентрации, приводящей к уменьшению общей площади поверхности глинистых частиц.It was found that with an increase in the percentage of bentonite clay content to 7 and 10%, the opposite process occurs, i.e. thermal stability decreases. This is due to the agglomeration of clay particles with an increase in its concentration, leading to a decrease in the total surface area of the clay particles.

Опыт 2.Experience 2.

Изучена набухающая и изолирующая способность предварительно сформированных гелеобразующих частиц.The swelling and insulating capacity of preformed gelling particles has been studied.

Для каждого образца взвешенное количество сухого порошка PPG (Wd-сухой вес) аккуратно насыпают в пробирку объемом 50 мл, заполненную водой для испытаний при комнатной температуре.For each sample, a weighed amount of dry PPG powder (Wd-dry weight) is carefully poured into a 50 ml tube filled with water for testing at room temperature.

После определенного времени гидрогели были удалены из пробирок. При этом избыток воды удалялся фильтровальной бумагой, после этого определялась набухшая масса гидрогеля (Ws. масса гидрогеля после набухания).After a certain time, the hydrogels were removed from the tubes. In this case, excess water was removed with filter paper, after which the swollen mass of the hydrogel was determined (W s . The mass of the hydrogel after swelling).

Коэффициент набухания был рассчитан следующим образом:The swelling factor was calculated as follows:

Ws —WdWs —Wd

Коэффициент набухания = ———Swelling coefficient = ———

WdWd

Здесь бентонитовая глина выступает в качестве кристаллического зародыша образователя и косшивателя для цепей 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты и акриламида. Это означает, что если в матрицу мономера добавить большое количество бентонитовой глины, то количество точек сшивания сети мономеров увеличивается, что приводит к увеличению плотности сшивки сети и большему перепутыванию цепей. Увеличение сшивающих точек приводит к уменьшению свободного порового объема в предварительно сформированных гелеобразуюших частицах ввиду массопереноса молекул воды путем включения бентонитовой глины в ее матрицу. Полученные значения набухаемости составов, содержащих 1-5% бентонитовой глины, объясняются ионной диссоциацией монтмориллонита натрия (поликатионной глины) и его сильным набуханием в воде. Ограничение свободного порового объема является наиболее важным фактором в снижении набухания составов, содержащих более 5% бентонитовой глины. Увеличение содержания бентонитовой глины приводит к снижению коэффициента набухания.Here, bentonite clay acts as a crystalline nucleus of the former and miter for the chains of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and acrylamide. This means that if a large amount of bentonite clay is added to the monomer matrix, the number of crosslinking points of the monomer network increases, which leads to an increase in the density of crosslinking of the network and greater entanglement of the chains. An increase in the crosslinking points leads to a decrease in the free pore volume in the preformed gel-forming particles due to the mass transfer of water molecules by the inclusion of bentonite clay in its matrix. The obtained values of swelling of compositions containing 1-5% bentonite clay are explained by ionic dissociation of sodium montmorillonite (polycationic clay) and its strong swelling in water. The limitation of free pore volume is the most important factor in reducing the swelling of formulations containing more than 5% bentonite clay. An increase in the content of bentonite clay leads to a decrease in the swelling coefficient.

- 3 038656- 3 038656

Результаты исследований (табл. 2) показали, что набухающая способность образцов варьируется в интервале 73-160 г/г, а набухающая способность прототипа 71.The research results (Table 2) showed that the swelling capacity of the samples varies in the range 73-160 g / g, and the swelling capacity of the prototype is 71.

Эффективность изолирующей способности предлагаемого способа выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины доказана лабораторными исследованиями.The effectiveness of the insulating ability of the proposed method for leveling the injectivity profile of an injection well has been proven by laboratory studies.

Все эксперименты проводились на установке Strata-SlimTube с абсолютной проницаемостью 0,5-1Д по воде. Общая схема установки представлена на фиг. 1.All experiments were carried out on a Strata-SlimTube with an absolute water permeability of 0.5-1D. The general setup is shown in Fig. 1.

Фракции песка размером от 45 до 75 мк были использованы для получения необходимой проницаемости. Вынос песка из насыпной модели предотвращался путем установки экрана из стекловолокна на входе и выходе. Весовой метод, основанный на разнице между массой сухой и насыщенной водой насыпной модели, был использован для определения пористости. После подготовки модели в пласт закачивали приготовленные образцы и были определены фактор сопротивления (RFзак) и остаточный фактор сопротивления (RRFoct).Sand fractions ranging in size from 45 to 75 microns were used to obtain the required permeability. Sand carryover from the bulk model was prevented by installing a fiberglass screen at the inlet and outlet. A weighting method based on the difference between dry and water-saturated mass of the bulk model was used to determine the porosity. After preparing the model, the prepared samples were injected into the formation and the resistance factor (RF zak ) and the residual resistance factor (RRF oct ) were determined.

При проведении опытов основными показателями оценки эффективности являлись фактор сопротивления при закачке раствора (RFзаk), начальный градиент давления сдвига (ЛРнач) и остаточный фактор сопротивления растворов предварительно сформированных гелеобразующих частиц (RRFoct).When conducting experiments evaluating the effectiveness of basic performance is the resistance factor in the injection solution (RF zak), the initial shear gradient of pressure (nach LR) and the residual resistance factor solutions preformed gelling particles (RRF oct).

Результаты проведенных экспериментов показали, что остаточный фактор сопротивления для разработанного геля (RRFoct) увеличивается на 300-500 % по сравнению с прототипом (табл. 2).The results of the experiments showed that the residual resistance factor for the developed gel (RRF oct ) increases by 300-500% in comparison with the prototype (Table 2).

Опыт 3.Experience 3.

Для изучения влияния объёма оторочки закачанных реагентов на коэффициент вытеснения остаточной нефти из обводненных пластов проводились экспериментальные исследования на слоисто-неоднородной насыпной модели пласта, где проницаемость низкопроницаемого слоя составляла 0,5 мкм, а высокопроницаемого 1 мкм. Геометрические размеры модели следующие: длина - 0.8 м, внутренний диаметр - 0.04 м. Модель заполнялась кварцевым песком. Общая схема установки представлена на фиг. 2, где 1 - регистратор; 2 - источник; 3 - манометр; 4 - колонка с пористой средой; 5 - тензодатчик Сапфир; 6-PVT камера; 7 - компенсатор; 8 - ультратермостат; 9-распределительный коллектор и регулятор давления; 10 - дозирующий насос; 11 - запорные клапаны; 12 - коробка сопротивления.To study the effect of the volume of the rim of the injected reagents on the displacement efficiency of residual oil from the flooded formations, experimental studies were carried out on a layered-inhomogeneous bulk model of the formation, where the permeability of the low-permeability layer was 0.5 μm, and the high-permeability layer was 1 μm. The geometrical dimensions of the model are as follows: length - 0.8 m, inner diameter - 0.04 m. The model was filled with quartz sand. The general setup is shown in Fig. 2, where 1 is a registrar; 2 - source; 3 - manometer; 4 - column with a porous medium; 5 - load cell Sapphire; 6-PVT camera; 7 - compensator; 8 - ultrathermostat; 9-way manifold and pressure regulator; 10 - dosing pump; 11 - shut-off valves; 12 - resistance box.

Пористость и объем пор рассчитывали по разности веса влажной и сухой модели пласта. После обвязки установки, при постоянной температуре (30°С) и расходе, модели насыщались пластовой водой, затем вода вытеснялась нефтью с вязкостью 8 сантипуаз (сП). Для создания модели обводненного пласта нефть вытеснялась пластовой водой до ее отсутствия в составе фильтрата на выходе из модели. Далее закачивались оторочки приготовленного образца PPG4 различного объема (в количестве 2-20% от объема пор). Затем закачивалась вода до прекращения отбора нефти. Результаты экспериментальных работ показаны в табл. 3.Porosity and pore volume were calculated from the difference in weight between the wet and dry reservoir models. After piping the unit, at a constant temperature (30 ° C) and flow rate, the models were saturated with formation water, then the water was displaced by oil with a viscosity of 8 centipoise (cP). To create a model of a watered reservoir, oil was displaced by formation water until it was not included in the filtrate at the exit from the model. Next, rims of the prepared PPG4 sample of various volumes were injected (in the amount of 2-20% of the pore volume). Then, water was injected until the oil production stopped. The results of experimental work are shown in table. 3.

Результаты экспериментов (табл. 3) показали, что максимальный прирост коэффициента вытеснения нефти (24,3%) получен при закачке оторочки водного раствора гелеобразующего состава в количестве 10% от объема пор пласта. При дальнейшем увеличении объема оторочки увеличение значения коэффициента вытеснения нефти носило незначительный характер (0,7-1,6%) и является экономически нецелесообразным ввиду значительного увеличения расхода химических реагентов.The results of the experiments (Table 3) showed that the maximum increase in the oil displacement coefficient (24.3%) was obtained when injecting a rim of an aqueous solution of a gel-forming composition in an amount of 10% of the pore volume of the formation. With a further increase in the rim volume, the increase in the value of the oil displacement coefficient was insignificant (0.7-1.6%) and is economically inexpedient due to a significant increase in the consumption of chemical reagents.

В промысловых условиях способ выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин осуществляют в следующей последовательности: на выбранном участке нефтяной залежи перед проведением мероприятия осуществляют комплекс геофизических и гидродинамических исследований. На основе данных этих исследований рассчитывают необходимый объем оторочки. На устье скважины готовят предлагаемый гелеобразующий материал, содержащий предварительно сформированные гелеобразующие частицы, и закачивают его через нагнетательную скважину в пласт в виде оторочки в количестве 10% от объема пор, далее осуществляет закачку воды для проталкивания гелеобразующего материала.In field conditions, the method of leveling the injectivity profile of injection wells is carried out in the following sequence: a complex of geophysical and hydrodynamic studies is carried out in the selected area of the oil reservoir before the event. Based on the data from these studies, the required edging volume is calculated. At the wellhead, the proposed gel-forming material is prepared, containing pre-formed gel-forming particles, and it is pumped through the injection well into the formation in the form of a rim in an amount of 10% of the pore volume, then it is pumped with water to push the gel-forming material.

Таблица 1Table 1

Образцы Samples Состав гелеобразующего материала, % The composition of the gelling material,% Акриламид Acrylamide 2-акриламидо-2метилпропан сульфоновая кислота 2-acrylamido-2methylpropane sulfonic acid Поливинил пирролидон Polyvinyl pyrrolidone Бентонитовая глина Bentonite clay Галловая кислота Gallic acid N,Ν'-метилен бисакриламид N, Ν'-methylene bisacrylamide Пероксодисульфат аммония Ammonium peroxodisulfate вода water PPG1 PPG1 15 15 20 twenty 10 ten 0 0 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG2 PPG2 15 15 20 twenty 10 ten 1 1 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG3 PPG3 15 15 20 twenty 10 ten 3 3 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG4 PPG4 15 15 20 twenty 10 ten 5 5 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG5 PPG5 15 15 20 twenty 10 ten 7 7 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG6 PPG6 15 15 20 twenty 10 ten 10 ten 0.2 0.2 0.5 0.5 0.05 0.05 остальное rest PPG7 PPG7 20 twenty 25 25 12 12 5 5 0.5 0.5 1 1 0.1 0.1 остальное rest PPG8 PPG8 30 thirty 30 thirty 15 15 5 5 0.5 0.5 1 1 0.1 0.1 остальное rest

- 4 038656- 4 038656

Таблица 2table 2

Образцы Samples RF RF RRF RRF Термодеструкция °C Thermal destruction ° C коэффициент набухания (г/г) swelling ratio (g / g) PPG 1 PPG 1 6.5 6.5 500 500 165-168 165-168 73 73 PPG 2 PPG 2 6.5 6.5 650 650 170-174 170-174 85 85 PPG3 PPG3 6.9 6.9 700 700 175-178 175-178 НО BUT PPG 4 PPG 4 7 7 750 750 180-183 180-183 160 160 PPG 5 PPG 5 6.8 6.8 630 630 168-171 168-171 80 80 PPG 6 PPG 6 6.7 6.7 450 450 160-163 160-163 60 60 PPG7 PPG7 7.2 7.2 630 630 176-179 176-179 130 130 PPG8 PPG8 7.3 7.3 620 620 172-175 172-175 125 125 Прототип Prototype 9 nine 150 150 118-121 118-121 71 71

Таблица 3Table 3

№ модели Model no. Коэффициент извлечения нефти до закачки образца, % Oil recovery factor before sample injection,% Объем закачанной PPG4,% от объема пор Injected PPG4 volume,% of pore volume Коэффициент вытеснения нефти после закачки образца, % Oil displacement coefficient after sample injection,% Прирост коэффициента вытеснения, % Displacement coefficient increase,% 1 1 53,8 53.8 2 2 59,4 59.4 5,6 5.6 2 2 53,4 53.4 5 5 64,8 64.8 11,4 11.4 3 3 52,9 52.9 7 7 71,8 71.8 18,9 18.9 4 4 53,9 53.9 10 ten 78,2 78.2 24,3 24.3 5 5 53,9 53.9 20 twenty 78,3 78.3 24,4 24.4 6 6 53,8 53.8 непрерывно continuously 78,3 78.3 24,5 24.5 Прототип Prototype 53,7 53.7 непрерывно continuously 65,0 65.0 10,5 10.5

Литература:Literature:

1) Патент RU 2633466, Е21В 43/32, С09К 8/42, опубл. 12.10.20171) Patent RU 2633466, Е21В 43/32, С09К 8/42, publ. 12.10.2017

2) Патент RU 2648399, Е21В 43/22, СО9К 8/512, опубл. 26.03.20182) Patent RU 2648399, Е21В 43/22, СО9К 8/512, publ. 03/26/2018

3) Заявка US 20070204989, Е21В 43/22, 33/138, 33/128, опубл. 06.09.2007.3) Application US 20070204989, E21B 43/22, 33/138, 33/128, publ. 06.09.2007.

Claims (1)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM Способ выравнивания профиля приемистости нагнетательной скважины, включающий закачку в пласт водного раствора гелеобразующего материала, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью, отличающийся тем, что в качестве гелеобразующего материала, содержащего предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью, в пласт закачивают состав, состоящий из акриламида, 2-акриламидо-2метилпропансульфоновой кислоты, поливинилпирролидона, бентонитовой глины, галловой кислоты, N,N'-метиленбисакриламида, пероксодисульфата аммония и пресной воды при следующем соотношении компонентов: акриламид - 15-30%; 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота - 20-30%; поливинилпирролидон - 10-15%; бентонитовая глина до 10%; галловая кислота - 0,2-0,5%; N,N'метиленбисакриламид - 0,5-1%; пероксодисульфат аммония - 0,05-0,1%; вода - остальное; при этом водный раствор гелеобразующего состава, содержащий предварительно сформированные гелеобразующие частицы с регулируемой набухаемостью, закачивают в пласт в виде оторочки в количестве 10% от объема пор пласта, далее осуществляют закачку воды для проталкивания гелеобразующего состава.A method for leveling the injectivity profile of an injection well, comprising injecting into the formation an aqueous solution of a gelling material containing preformed gelling particles with controlled swelling, characterized in that, as a gelling material containing preformed gelling particles with controlled swelling, a composition consisting of acrylamide, 2-acrylamido-2methylpropane sulfonic acid, polyvinylpyrrolidone, bentonite clay, gallic acid, N, N'-methylene bisacrylamide, ammonium peroxodisulfate and fresh water with the following ratio of components: acrylamide - 15-30%; 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid - 20-30%; polyvinylpyrrolidone - 10-15%; bentonite clay up to 10%; gallic acid - 0.2-0.5%; N, N'methylenebisacrylamide - 0.5-1%; ammonium peroxodisulfate - 0.05-0.1%; water - the rest; while an aqueous solution of a gelling composition containing pre-formed gelling particles with controlled swelling is pumped into the formation in the form of a rim in an amount of 10% of the pore volume of the formation, then water is injected to push the gel-forming composition.
EA201900591A 2019-12-19 2019-12-19 Method to level the injectivity profile of an injection well EA038656B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201900591A EA038656B1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Method to level the injectivity profile of an injection well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201900591A EA038656B1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Method to level the injectivity profile of an injection well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201900591A1 EA201900591A1 (en) 2021-06-30
EA038656B1 true EA038656B1 (en) 2021-09-29

Family

ID=76807377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201900591A EA038656B1 (en) 2019-12-19 2019-12-19 Method to level the injectivity profile of an injection well

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA038656B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001096707A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Ondeo Nalco Energy Services, L.P. Composition and method for recovering hydrocarbon fluids from a subterranean reservoir
US20070204989A1 (en) * 2006-02-28 2007-09-06 Hongxin Tang Preformed particle gel for conformance control in an oil reservoir

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001096707A1 (en) * 2000-06-14 2001-12-20 Ondeo Nalco Energy Services, L.P. Composition and method for recovering hydrocarbon fluids from a subterranean reservoir
US7300973B2 (en) * 2000-06-14 2007-11-27 Nalco Company Composition for recovering hydrocarbon fluids from a subterranean reservoir
US20070204989A1 (en) * 2006-02-28 2007-09-06 Hongxin Tang Preformed particle gel for conformance control in an oil reservoir

Also Published As

Publication number Publication date
EA201900591A1 (en) 2021-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11015109B2 (en) Particulate profile control agent self-adaptive to size of formation pore throat and preparation method thereof
RU2500712C2 (en) Composition and method of hydrocarbon fluid extraction at underground deposit
Lin et al. Conformation and plugging properties of crosslinked polymer microspheres for profile control
RU2630543C9 (en) Formation of cross-linking in the swellable polymer with pei
RU2256071C2 (en) Composition and method for withdrawal of hydrocarbon fluids from underground layer
RU2279540C1 (en) Method for non-uniform oil pool development control
RU2440485C1 (en) Insulation method of water influx to production oil wells
EA038656B1 (en) Method to level the injectivity profile of an injection well
CN113136185A (en) Organic water plugging gel for low-temperature hypersalinity oil reservoir
CN111808585B (en) Slow-crosslinking temperature-resistant salt type high-strength gel and preparation method and application thereof
RU2076202C1 (en) Compound for water shutoff in wells and increase of oil recovery
US3687199A (en) Process for the secondary recovery of petroleum
US5103910A (en) Delayed rigid foam systems and applications in particular for selective plugging treatments in the oil industry
CN110105940B (en) Multicomponent copolymer elastic particle profile control agent for oil field chemical oil extraction
RU2180039C2 (en) Method of selecting gelating compositions for increasing oil recovery of strata
RU2064571C1 (en) Gel-forming compound for shutoff of water inflow and increase of oil recovery
RU2410406C1 (en) Oil recovery enhancing composition and preparation method thereof
RU2396419C1 (en) Method for isolation of water production to producing oil wells
RU2160832C1 (en) Method of restriction of water influx to well
CN111793162A (en) Double-crosslinking particle plugging agent for water drive well treatment
RU2781204C1 (en) Method for limiting water inflow and gas breakthrough in production boreholes and gel-forming composition for the implementation thereof
RU2112873C1 (en) Method for treating oil beds in deposits
RU2058479C1 (en) Gel-forming composition to increase production of crude oil from inhomogeneous strata
RU2191894C1 (en) Method of oil formation development control
RU2327032C2 (en) Oil recovery method