RU2109939C1

RU2109939C1 - Compound for limitation of brine water inflow

Info

Publication number: RU2109939C1
Application number: RU96113670A
Authority: RU
Inventors: В.В. Мазаев; С.В. Гусев; Я.Г. Коваль; И.В. Шпуров; С.В. Абатуров; А.А. Ручкин; Н.Н. Пастухова
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Тюмень-Технология"; Акционерное общество открытого типа Нефтяная компания "ПАРИТЕТ"
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: compound for limitation of brine water inflow makes for reducing permeability of water-washed intervals in oil bed and for levelling injectivity profile of injection well. Compound has following content of components, mass%: petroleum product, 3-10; non-ionogenic surface-active matter, 0.5-5; wood flour, 0.1-5; water, the balance. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для ограничения притока пластовых вод в нагнетательных скважинах при разработке нефтяных месторождений заводнением с целью увеличения нефтеотдачи пластов. The invention relates to the oil industry and can be used to limit the influx of formation water in injection wells during the development of oil fields by water flooding in order to increase oil recovery.

Известен состав для ограничения притока пластовых вод в нагнетательные скважины, включающий дисперсный наполнитель - двуокись кремния, углеводородный растворитель и стабилизатор дисперсии [1]. A known composition for limiting the influx of formation water into injection wells, including a dispersed filler - silicon dioxide, a hydrocarbon solvent and a dispersion stabilizer [1].

Недостатками состава являются низкая эффективность при использовании на высокопроницаемых неоднородных пластах, находящихся на поздних стадиях разработки, и при кинжальных прорывах воды к добывающим скважинам. The disadvantages of the composition are low efficiency when used on highly permeable heterogeneous formations that are in the late stages of development, and when dagger breakthroughs of water to production wells.

Известен состав, включающий дисперсный наполнитель - сажу, каолин или тальк, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и лигносульфонат [2] . Состав при закачке в пласт обеспечивает коалесценцию капель остаточной нефти и снижает проницаемость водопромытых интервалов. Known composition, including dispersed filler - soot, kaolin or talc, nonionic surfactant (nonionic surfactant) and lignosulfonate [2]. The composition, when injected into the reservoir, provides coalescence of residual oil droplets and reduces the permeability of water-washed intervals.

Основным недостатком состава является низкая эффективность на высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах, обусловленная слабым блокирующим действием и выносом дисперсного наполнителя ввиду малого размера частиц. The main disadvantage of the composition is the low efficiency on highly permeable porous and fractured reservoirs, due to the weak blocking effect and the removal of dispersed filler due to the small particle size.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип является состав [3], содержащий, мас.%:
Нефтепродукт - 5,5-65,0
Наполнитель (мел) - 0,1-7,0
Бентонитовый порошок - 3,0-7,0
Стабилизатор - 0,1-1,5
ПАВ - 0,1-1,5
Вода - 6,0-62,1
Основным недостатком состава является низкая эффективность при использовании на высокопроницаемых пористых и трещиноватых коллекторах, обусловленная малой проникающей способностью состава в объем пласта.The closest technical solution taken as a prototype is the composition [3], containing, wt.%:
Oil product - 5.5-65.0
Filler (chalk) - 0.1-7.0
Bentonite powder - 3.0-7.0
Stabilizer - 0.1-1.5
Surfactant - 0.1-1.5
Water - 6.0-62.1
The main disadvantage of the composition is the low efficiency when used on highly permeable porous and fractured reservoirs, due to the low penetration ability of the composition into the reservoir volume.

Задачей изобретения является кольматация высокопроницаемых интервалов и трещин пласта, направленная на ограничение притока пластовых вод и выравнивание профиля приемистости нагнетательной скважины. The objective of the invention is the mudding of highly permeable intervals and fractures of the reservoir, aimed at limiting the influx of formation water and aligning the injectivity profile of the injection well.

Поставленная задача решается за счет использования разработанного состава, эффективно блокирующего прорыва воды как вблизи прискважинной зоны пласта (ПЗП) нагнетательной скважины, так и в объеме пласта. The problem is solved by using the developed composition, which effectively blocks water breakthrough both near the near-wellbore zone of the formation (PZP) of the injection well and in the volume of the formation.

Сущностью разработанного состава для ограничения притока пластовых вод, включающего нефтепродукт, поверхностно-активное вещество и воду, является то, что состав содержит неионогенное поверхностно-активное вещество и дополнительно древесную муку при следующем соотношении компонентов, мас.%
Нефтепродукт - 3-10
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,5-5
Древесная мука - 0,1-5
Вода - Остальное
При этом в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют масло- или масло-водорастворимое неионогенное поверхностно-активное вещество, например эмультал, нефтенол, неонол АФ_9-69 или ОП-7.The essence of the developed composition to limit the influx of formation water, including oil, surfactant and water, is that the composition contains a nonionic surfactant and additionally wood flour in the following ratio, wt.%
Oil product - 3-10
Nonionic surfactant - 0.5-5
Wood flour - 0.1-5
Water - Else
In this case, as a nonionic surfactant, an oil- or oil-water-soluble nonionic surfactant is used, for example, emulsion, neftenol, neonol AF _9-6 9 or OP-7.

Состав после закачки в пласт проникает в наиболее промытые интервалы коллектора и места прорыва воды. При этом за счет вязкостных свойств состава и наиболее крупных частиц древесной муки происходит перераспределение фильтрационных потоков и кольматация пор и трещин вблизи ПЗП скважины. Благодаря высокой седиментационной устойчивости состава, обусловленной наличием нефтепродукта и маслорастворимого НПАВ, более мелкие частицы древесной муки проникают в объем пласта, распределяясь вдоль линии нагнетания воды по направлению к добывающим скважинам. При этом по мере разрушения состава происходит набухание частиц древесной муки в пластовой воде и защемление их в местах сужения пор и трещин, что обеспечивает перераспределение фильтрационных потоков в объеме пласта. С другой стороны, имеющийся в составе маслорастворимый НПАВ способствует коалесценции капелек нефти, находящихся в объеме пласта в виде водо-нефтяной эмульсии, и формированию фазы нефти. The composition after injection into the reservoir penetrates the most washed intervals of the reservoir and the place of water breakthrough. At the same time, due to the viscous properties of the composition and the largest particles of wood flour, redistribution of filtration flows and colmatation of pores and cracks near the bottomhole formation zone occur. Due to the high sedimentation stability of the composition due to the presence of an oil product and an oil-soluble nonionic surfactant, smaller particles of wood flour penetrate into the reservoir volume, being distributed along the water injection line towards production wells. In this case, as the composition is destroyed, wood flour particles swell in the formation water and get pinched at the sites of narrowing of pores and cracks, which ensures redistribution of filtration flows in the reservoir volume. On the other hand, the oil-soluble nonionic surfactant present in the composition promotes the coalescence of oil droplets in the reservoir in the form of a water-oil emulsion and the formation of an oil phase.

Такая совокупность свойств разработанного состава предотвращает как полное высаждение дисперсного наполнителя вблизи ПЗП нагнетательной скважины, так и вынос наполнителя к добывающим скважинам, что обеспечивает эффективное ограничение притока пластовых вод и в конечном счете вытеснение нефти из пласта. This set of properties of the developed composition prevents both the complete precipitation of dispersed filler near the injection wellbore zone and the removal of filler to production wells, which effectively limits the flow of formation water and ultimately the displacement of oil from the reservoir.

Существенными отличительными признаками разработанного состава является следующее. Salient features of the developed composition is the following.

1. Использование неионогенного поверхностно-активного вещества. Неионогенное ПАВ обеспечивает эффективное диспергирование и удерживание частиц древесной муки в объеме состава, предотвращает преждевременное набухание древесной муки в воде и позволяет регулировать вязкостные свойства состава в целом. 1. Use of a nonionic surfactant. Nonionic surfactant provides effective dispersion and retention of wood flour particles in the composition, prevents premature swelling of wood flour in water and allows you to adjust the viscosity properties of the composition as a whole.

2. Дополнительное введение в состав древесной муки (ДМ). Древесная мука имеет большой разброс по размеру частиц (от 0,1 мкм до 1 мм) и способна набухать в воде. Это обеспечивает возможность воздействовать составом на поры и трещины различных размеров и предотвращать вынос частиц древесной муки из пласта. 2. An additional introduction to the composition of wood flour (DM). Wood flour has a large dispersion in particle size (from 0.1 μm to 1 mm) and is capable of swelling in water. This provides the ability to influence the composition on pores and cracks of various sizes and to prevent the removal of particles of wood flour from the formation.

3. Использование в качестве неионогенного ПАВ масло- или масловодорастворимого НПАВ, например, эмультала, нефтенола, неонола АФ_9-4, АФ_9-6 или ОП-7. Указанные НПАВ растворимы в различных нефтепродуктах, позволяют готовить составы с заданными свойствами и способствуют коалесценции остаточной нефти в пласте.3. The use as a nonionic surfactant of an oil- or oil-soluble nonionic surfactant, for example, emulsion, neftenol, neonol AF _9-4 , AF _9-6 or OP-7. These nonionic surfactants are soluble in various petroleum products, allow you to prepare compositions with desired properties and contribute to the coalescence of residual oil in the reservoir.

4. Соотношение компонентов в составе, мас.%:
Древесная мука - 0,1-5
НПАВ - 0,5 - 5
Нефтепродукт - 3 -10
Вода - Остальное.4. The ratio of components in the composition, wt.%:
Wood flour - 0.1-5
Nonionic surfactants - 0.5 - 5
Oil product - 3 -10
Water - The rest.

Указанное соотношение компонентов обеспечивает создание седиментационно устойчивого состава, обладающего высокой эффективностью при закачке в нефтяной пласт с целью ограничения притока пластовых вод. The specified ratio of the components provides the creation of a sedimentation-stable composition with high efficiency when injected into the oil reservoir in order to limit the influx of formation water.

Состав готовят следующим образом. The composition is prepared as follows.

Например, берут 3 г древесной муки и помещают в стакан. Затем приливают 5 мл нефти, содержащей 1 г эмультала и перемешивают. Далее полученную смесь приливают к 91 мл минерализованной воды и интенсивно перемешивают механической мешалкой в течение 10-20 мин. Получают однородный устойчивый состав со следующим содержанием компонентов, мас.%: древесная мука 3; НПАВ 1; нефть 5; вода 91. Аналогичным образом готовят составы с другими НПАВ и другим содержанием компонентов. For example, take 3 g of wood flour and place in a glass. Then pour 5 ml of oil containing 1 g of emulsion and mix. Next, the resulting mixture is poured into 91 ml of mineralized water and intensively mixed with a mechanical stirrer for 10-20 minutes. A homogeneous stable composition is obtained with the following content of components, wt.%: Wood flour 3; Nonionic surfactants 1; oil 5; water 91. In a similar manner, formulations with other nonionic surfactants and other component contents are prepared.

Для приготовления состава используются реагенты и вещества отечественного производства: древесную муку; нефть, дизельное топливо, бензин; эмультал, нефтенол, неонол АФ_9-4, неонол АФ_9-6, неонол АФ_9-9, ОП-4, ОП-7.To prepare the composition, reagents and substances of domestic production are used: wood flour; oil, diesel fuel, gasoline; emultal, neftenol, neonol AF _9-4 , neonol AF _9-6 , neonol AF _9-9 , OP-4, OP-7.

Эффективность разработанного и известного состава определяли в лабораторных условиях путем оценки их устойчивости при температуре и исследования в процессах вытеснения нефти из неоднородной высокопроницаемой модели пласта. Оценку проводили по изменению скоростей фильтрации через высокопроницаемый и низкопроницаемый пропластки, по приросту давления в системе, а также по приросту коэффициентов нефтевытеснения. The effectiveness of the developed and known composition was determined in laboratory conditions by assessing their stability at temperature and studying in the process of oil displacement from a heterogeneous highly permeable reservoir model. The assessment was carried out by changing the filtration rates through the highly permeable and low permeability layers, by the increase in pressure in the system, as well as by the increase in oil displacement coefficients.

Исследования нефтевытесняющих свойств и процессов фильтрации жидкости проводили на установке, сконструированной на базе стандартной установки типа УИПК. Установка моделирует пластовые условия и позволяет поддерживать необходимые давление и температуру, а также контролировать расход воды и нефти, фильтрующихся через модель пласта. Studies of oil-displacing properties and fluid filtration processes were carried out on a unit designed on the basis of a standard unit type UIPK. The installation simulates reservoir conditions and allows you to maintain the necessary pressure and temperature, as well as control the flow of water and oil, filtered through a reservoir model.

В качестве модели пласта использовали две стальные колонки длиной 60 см и диаметром 3,7 см, заполненные дезинтегрированным керном и имитирующие пропластки различной проницаемости Самотлорского месторождения Западной Сибири. Проницаемость колонок варьировали от 3080 до 33000 мД, соотношение проницаемостей в модели 5,3 - 7,4. Подготовку модели пласта и жидкостей к экспериментам проводили в соответствии с СТП 0148070-013-91 "Методика проведения лабораторных исследований по вытеснению нефти реагентами". Two steel columns 60 cm long and 3.7 cm in diameter, filled with disintegrated core and simulating interlayers of various permeabilities of the Samotlor field in Western Siberia, were used as a reservoir model. The permeability of the columns varied from 3080 to 33000 mD; the permeability ratio in the model was 5.3 - 7.4. Preparation of the reservoir model and the fluids for the experiments was carried out in accordance with STP 0148070-013-91 "Methodology for laboratory studies on the displacement of oil by reagents."

Пример 1. Исследование устойчивости разработанных составов. Example 1. The study of the stability of the developed compounds.

Приготовленные составы помещали в термостат с температурой 70^oC и выдерживали в течение 24 ч. По окончании визуально оценивали устойчивость составов. Результаты представлены в табл. 1.The prepared compositions were placed in a thermostat with a temperature of 70 ^o C and kept for 24 hours. At the end, the stability of the compositions was visually assessed. The results are presented in table. 1.

Пример 2. Определение эффективности перераспределения фильтрационных потоков и коэффициента нефтевытеснения. Example 2. Determining the effectiveness of the redistribution of filtration flows and oil displacement coefficient.

Модель пласта насыщают водой с общей минерализацией 18 г/л, а затем нефтью Самотлорского месторождения. Далее колонки термостатируют при пластовой температуре и вытесняют нефть минерализованной водой до 100%-ного обводнения извлекаемой жидкости. По окончании замеряют соотношение скоростей фильтрации жидкости через пропластки, прирост давления в системе и рассчитывают коэффициент вытеснения нефти. Затем в модель закачивают исследуемый или известный состав объемом 20% Vпор. Далее качают минерализованную воду до прекращения выделения нефти. Вновь замеряют соотношение скоростей фильтрации жидкости через пропластки, прирост давления в системе и рассчитывают прирост коэффициента нефтевытеснения. The reservoir model is saturated with water with a total salinity of 18 g / l, and then with oil from the Samotlor field. Next, the columns are thermostated at reservoir temperature and oil is displaced by mineralized water to 100% watering of the recovered liquid. At the end, measure the ratio of the rates of fluid filtration through the interlayers, the pressure increase in the system and calculate the oil displacement coefficient. Then, the studied or known composition with a volume of 20% Vpore is pumped into the model. Next, mineralized water is pumped until the oil evolution ceases. Again measure the ratio of the rates of fluid filtration through the interlayers, the increase in pressure in the system and calculate the increase in the coefficient of oil displacement.

Результаты опытов представлены в табл. 2. The results of the experiments are presented in table. 2.

Опыты 1 и 8 соответствуют запредельным соотношениям компонентов в предлагаемом составе. Опыт 9 проведен с составом по прототипу. Experiments 1 and 8 correspond to the transcendental ratios of the components in the proposed composition. Experiment 9 was conducted with the composition of the prototype.

Результаты, представленные в примере 1, показывают, что предложенное в составе соотношение компонентов позволяет получать устойчивые системы, не выделяющие под действием температуры как древесную муку, так и нефтепродукт. The results presented in example 1 show that the ratio of components proposed in the composition allows to obtain stable systems that do not emit both wood flour and oil product under the influence of temperature.

Испытания составов по перераспределению фильтрационных потоков в моделях пласта показывают их высокую эффективность, превышающую эффективность состава по прототипу. При запредельных значениях концентраций компонентов (опыты 1 и 8) составы малоэффективны, В одном случае не достигается существенное перераспределение фильтрационных потоков (изменение скоростей фильтрации), в другом происходит блокирование высокопроницаемого интервала и резкое возрастание давления в системе. Последнее применительно к пластовым условиям означает отключение водопромытого пропластка из разработки и значительное снижение приемистости нагнетательной скважины. Tests of the compositions for the redistribution of filtration flows in the reservoir models show their high efficiency exceeding the effectiveness of the composition of the prototype. At transcendental concentrations of the components (experiments 1 and 8), the compositions are ineffective. In one case, a substantial redistribution of filtration flows (change in filtration rates) is not achieved, in the other, a highly permeable interval is blocked and a sharp increase in pressure in the system occurs. The latter in relation to reservoir conditions means the shutdown of the water-washed interbed from the development and a significant decrease in the injectivity of the injection well.

При выбранном соотношении компонентов (опыты 2-7) с помощью разработанного состава достигается снижение скоростей фильтрации по пропласткам и существенный прирост коэффициента нефтевытеснения. Использование состава по прототипу в условиях проведения опытов малоэффективно, что обусловлено неселективной кольматацией обоих пропластков, сопровождающейся резким ростом давления в системе и затуханием фильтрации жидкости. With the selected ratio of components (experiments 2-7) using the developed composition, a decrease in the filtration rates in the interlayers and a significant increase in the oil displacement coefficient are achieved. The use of the composition of the prototype in the conditions of the experiments is ineffective, due to the non-selective colmatation of both layers, accompanied by a sharp increase in pressure in the system and attenuation of fluid filtration.

На практике состав используют следующим образом. По данным геолого-физических исследований определяют степень неоднородности пласта в интервале перфорации нагнетательной скважины. Далее оценивают объем закачиваемого состава, необходимый для кольматации интервала, по которому происходит прорыв воды. Затем к выбранному объему нефтепродукта добавляют НПАВ, перемешивают и также при перемешивании добавляют древесную муку. Полученную суспензию с помощью насосного агрегата дозируют в поток воды в определенном соотношении для получения устойчивости состава. Затем оторочку состава продавливают в пласт водой и далее закачивают нагнетаемую воду. In practice, the composition is used as follows. According to the geological and physical studies, the degree of heterogeneity of the formation in the interval of perforation of the injection well is determined. Next, the volume of the injected composition, necessary for the mudding of the interval over which water breakthrough occurs, is estimated. Then, nonionic surfactants are added to the selected volume of oil product, mixed, and wood flour is also added with stirring. The resulting suspension using a pumping unit is dosed into the water stream in a certain ratio to obtain the stability of the composition. Then the rim of the composition is pressed into the reservoir with water and then pumped water is pumped.

Таким образом, использование предлагаемого состава позволяет добиться эффективного ограничения водопритока путем частичной закупорки водопромытых интервалов и трещин пласта и подключить к процессу фильтрации застойные и слабодренируемые зоны. Thus, the use of the proposed structure allows you to effectively limit water inflow by partially plugging the water-washed intervals and fractures of the reservoir and connecting stagnant and slightly drained zones to the filtration process.

Claims

1. The composition to limit the influx of formation water, including oil, surfactant and water, characterized in that the composition contains a nonionic surfactant (nonionic surfactant) and additionally wood flour in the following ratio, wt.%:
Oil product - 3 - 10
Nonionic surfactants - 0.5 - 5.0
Wood flour - 0.1 - 5.0
Water - Else
2. Composition according to claim 1, characterized in that the nonionic surfactant is used as the oil- or maslovodorastvorimoe nonionic surfactant, e.g. emultal, Neftenol, neonol AF ₉ _- ₆ or OP-7.