RU2125152C1

RU2125152C1 - Compound for displacement of oil

Info

Publication number: RU2125152C1
Application number: RU97106480A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Симаев; Л.В. Базекина; Н.Ш. Тимерханов; Ф.М. Хабибрахманов; Елена Владимировна Карпенко; Александр Николаевич Шульга
Original assignee: Акционерная нефтяная компания "Башнефть"
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: this relates to compounds based on biological surface-active materials used for flooding of beds with purpose of increasing oil recovery. Compound for oil displacement or water dispersion of surface-active materials contains cultural liquid of strain of Pseudomonas acruginosa S-7 at degree of micellar development up to 250 times at presence of reagent. Compound is ecologically safe because pollution of environment is excluded due to biodegradation of biological surface-active materials. Application of aforesaid compound enhances efficiency of oil displacement due to intensified emulsification. Preparation of compound is simplified. EFFECT: higher efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам на основе биологических поверхностно-активных веществ для заводнения пластов с целью увеличения нефтеотдачи. The invention relates to the oil industry, and in particular to compositions based on biological surfactants for water flooding in order to increase oil recovery.

В настоящее время известны и широко используются для увеличения нефтеотдачи различные ПАВ биологического происхождения. Например, закачка водной дисперсии биоПАВ, приготовленной заранее на пункте приготовления, пат. США N 4811791, 165-246, 1989 г.; биоПАВ образованный в пласте в результате жизнедеятельности микроорганизмов, пат. США N 440908, 166-246, 1984. Недостатком известных биоПАВ является их низкая эмульгирующая активность по отношению к углеводородам. At present, various surfactants of biological origin are known and widely used to increase oil recovery. For example, the injection of an aqueous dispersion of bio-surfactants prepared in advance at the point of preparation, US Pat. U.S. N 4811791, 165-246, 1989; bio-surfactant formed in the reservoir as a result of the vital activity of microorganisms, US Pat. USA N 440908, 166-246, 1984. A disadvantage of known bio-surfactants is their low emulsifying activity with respect to hydrocarbons.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является техническое решение, согласно которому для заводнения пластов нефтяных месторождений используют водные дисперсии биоПАВ, пат. ФРГ N 2805823, E 21 B 43/22, 1979 г. Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved effect is a technical solution, according to which water dispersions of bio-surfactants, US Pat. Germany N 2805823, E 21 B 43/22, 1979

В указанном решении в качестве биоПАВ используются гликолипиды, способные существенно снижать межфазное натяжение на границе вытесняющий агент - нефть, до значений 2,0 н/м. Однако водные дисперсии данных гликолипидов не обладают достаточной эмульгирующей активностью. Эмульсии, образуемые такими биоПАВ с нефтью (или углеводородами), быстро расслаиваются. Способность к образованию устойчивых эмульсий с нефтяной фазой имеет важное значение для целей увеличения нефтеотдачи. In this solution, glycolipids are used as bio-surfactants, which can significantly reduce interfacial tension at the displacing agent – oil interface to 2.0 n / m. However, aqueous dispersions of these glycolipids do not have sufficient emulsifying activity. Emulsions formed by such bio-surfactants with oil (or hydrocarbons) are quickly stratified. The ability to form stable emulsions with an oil phase is essential for enhanced oil recovery.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности состава для вытеснения нефти за счет усиления эмульгирования нефти при упрощении приготовления. The purpose of the invention is to increase the effectiveness of the composition for displacing oil by enhancing the emulsification of oil while simplifying the preparation.

Поставленная цель достигается тем, что состав для вытеснения нефти, представляющий собой водную дисперсию биологических поверхностно-активных веществ - биоПАВ содержит в качестве биоПАВ культуральную жидкость штамма Pseudomonas acruginosa S-7 при степени мицеллярного разведения водой до 250 раз - биореагент КШАС-М. The goal is achieved in that the composition for oil displacement, which is an aqueous dispersion of biological surfactants - bio-surfactant contains bio-surfactant culture fluid of the strain Pseudomonas acruginosa S-7 with a degree of micellar dilution with water up to 250 times - bioreagent KSHAS-M.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается за счет применения модифицированного биоПАВ КШАС-М и получением более высокой межфазной (на границе с нефтью) и эмульгирующей активности растворов биоПАВ при минимальном их содержании в растворах. The positive effect of the invention is achieved through the use of modified bio-surfactant KSHAS-M and obtaining a higher interfacial (at the border with oil) and emulsifying activity of bio-surfactant solutions with a minimum content in solutions.

Увеличение нефтеотдачи при обработке реагентом КШАС-М происходит за счет увеличения коэффициента нефтеизвлечения, образования стойких микроэмульсий с нефтяной фазой при одновременном увеличении охвата пласта вследствие присутствия в товарной форме продуктов полисахаридов. The increase in oil recovery during processing with the KSHAS-M reagent occurs due to an increase in the oil recovery coefficient, the formation of persistent microemulsions with the oil phase while increasing the coverage of the formation due to the presence of polysaccharide products in the marketable form.

С целью повышения эмульгирующей активности конечного продукта (биоПАВ PS-7) проведено постоферментационное дозревание культуры PS-7. Создавались стационарные условия с ограниченным поступлением кислорода и повышением температуры. Количество биополимера повышается в условиях стационарной фазы, а следовательно эмульгирующие свойства культуры P-7 повышаются. In order to increase the emulsifying activity of the final product (bio-surfactant PS-7), post-fermentation maturation of the PS-7 culture was carried out. Stationary conditions were created with a limited supply of oxygen and an increase in temperature. The amount of biopolymer increases in the stationary phase, and therefore the emulsifying properties of the P-7 culture increase.

Отмечается повышение ее вязкости, а также увеличение показателя индекса эмульгирования E₂₄ с 60% в биоПАВ, выпускаемом на ТУ ОПР 39-5794688-008-91, до 80-85% с одновременным улучшением качества эмульсии. Установлено прямое влияние повышения температуры дозревания (до 60^oC) на сокращение стационарной стадии дозревания штамма Pseudomonas acruginosa S-7.There is an increase in its viscosity, as well as an increase in the emulsification index E ₂₄ from 60% in bio-surfactants produced at the TU OPR 39-5794688-008-91 to 80-85% with a simultaneous improvement in the quality of the emulsion. The direct effect of increasing the ripening temperature (up to 60 ^o C) on the reduction of the stationary stage of ripening of the strain Pseudomonas acruginosa S-7 is established.

Кроме того, проведено постферментационное варьирование pH культуральной жидкости в диапазоне 1,5-7. При уменьшении значений pH наблюдается понижение показателей поверхностного и межфазного натяжения культуральной жидкости. Концентрационная характеристика - СМД - повышается от 100 (в прототипе) до 250 при pH 4-4,5. Использование пониженных значений pH среды благоприятно повлияло на стабильность биореагентов культуры Pseudomonas acruginosa S-7, что представляет большой интерес для хранения и транспортировки продукта. In addition, post-fermentation variation of the pH of the culture fluid in the range of 1.5-7 was carried out. With decreasing pH values, a decrease in the surface and interfacial tension of the culture fluid is observed. The concentration characteristic - SMD - increases from 100 (in the prototype) to 250 at a pH of 4-4.5. The use of lowered pH values favorably affected the stability of bioreagents of the Pseudomonas acruginosa S-7 culture, which is of great interest for storage and transportation of the product.

Таким образом, модифицирован и усовершенствован технологический процесс производства биологического поверхностно-активного вещества: введены дополнительные стадии производства - подкисление, термообработка при постферментационном дозревании культуры бактерий RS-7 с последующей выдержкой в стационарных условиях с ограниченной аэрацией. В результате получен новый модифицированный биореагент с повышенным содержанием поверхностно-активных гликолипидов и экстрацеллюлярного полисахарида, что значительно увеличивает степень мицеллярного разведения (СМД), вязкость и эмульгирующую активность при длительном хранении при различных температурах. Наименование нового биореагента КШАС-М. Thus, the technological process for the production of a biological surfactant was modified and improved: additional production stages were introduced - acidification, heat treatment during post-fermentation maturation of the RS-7 bacterial culture, followed by exposure to stationary conditions with limited aeration. As a result, a new modified bioreagent with a high content of surface-active glycolipids and extracellular polysaccharide was obtained, which significantly increases the degree of micellar dilution (SMD), viscosity and emulsifying activity during long-term storage at various temperatures. Name of the new bioreagent KSHAS-M.

БиоПАВ КШАС-М выпускается на Башкирском Биохимкомбинате согласно опытно-промышленному регламенту по производству ТУ 9291-015-00479770-96. BioPAV KShAS-M is produced at the Bashkir Biochemical Plant in accordance with the pilot industrial regulations for the production of TU 9291-015-00479770-96.

Важной характеристикой биоПАВ является концентрация мицеллярного разведения (СМД - concentration micellar diluton). Этот параметр является мерой разведения культуральной жидкости до достижения значения критической концентрации мицеллообразования (ККМ) и служит определением относительной концентрации биоПАВ в культуральной жидкости микроорганизмов. An important characteristic of bio surfactants is the concentration of micellar dilution (SMD - concentration micellar diluton). This parameter is a measure of the dilution of the culture fluid until the critical micelle concentration (CMC) is reached and serves to determine the relative concentration of bio-surfactant in the culture fluid of microorganisms.

По физическому смыслу величина СМД определяет возможную степень разбавления биоПАВ водой без снижения поверхностно-активных свойств и является критерием в технологиях увеличения нефтеотдачи. In physical terms, the value of SMD determines the possible degree of dilution of bio-surfactants with water without reducing surface-active properties and is a criterion in technologies for increasing oil recovery.

Для биоПАВ КШАС-М сохранение поверхностно-активных свойств эмульгирующей способности наблюдается в процессе последовательного разбавления водой до 250,0 раз. For bio-surfactant KSHAS-M, the preservation of the surface-active properties of the emulsifying ability is observed in the process of sequential dilution with water up to 250.0 times.

Из результатов таблицы 1 следует, что состав для вытеснения нефти на основе водной дисперсии биоПАВ КШАС-М обладает необходимыми эмульгирующими свойствами при степени разведения товарной формы биоПАВ до 250,0 раз. From the results of table 1 it follows that the composition for the displacement of oil based on an aqueous dispersion of bio-surfactant KSHAS-M has the necessary emulsifying properties when the degree of dilution of the marketable form of bio-surfactant is up to 250.0 times.

Поверхностное ( δ_s ) и межфазное натяжение ( δ_i ) определялись по методике Вильгельма с помощью платиновой пластинки.The surface (δ _s ) and interfacial tension (δ _i ) were determined by the Wilhelm method using a platinum plate.

Индекс эмульгирования E₂₄ определяли через 24 часа как величину отношения высоты эмульсионного слоя к общей высоте жидкости в измерительной пробирке и выражали в процентах. Для этого 5 мл биоПАВ КШАС-М и 4 мл нефти перемешивали с помощью гомогенизатора в течение 2 минут. В опытах использовалась нефть Новохазинской площади Арланского месторождения. Основные результаты исследований представлены в табл. 2.The emulsification index E _{24 was} determined after 24 hours as the ratio of the height of the emulsion layer to the total height of the liquid in the measuring tube and expressed as a percentage. For this, 5 ml of bio-surfactant KSHAS-M and 4 ml of oil were mixed using a homogenizer for 2 minutes. The experiments used oil Novokhazinskaya area of the Arlan field. The main research results are presented in table. 2.

Из данных табл. 2 видно, что эмульгирующая активность предлагаемого БиоПАВ-КШАС-М проявляется в присутствии биополимера-эмульгатора, представленного моносахаридами, т. е. после осаждения биополимера-эмульгатора индекс эмульгирования падает до 8% (опыт 4). В то же время после осаждения гликолипидов резко увеличивается поверхностное и межфазное натяжение. From the data table. 2 shows that the emulsifying activity of the proposed BioPAV-KSHAS-M is manifested in the presence of an emulsifier biopolymer represented by monosaccharides, i.e., after deposition of an emulsifier biopolymer, the emulsification index drops to 8% (experiment 4). At the same time, after the deposition of glycolipids, the surface and interfacial tension sharply increase.

Предлагаемый биоПАВ КШАС-М обладает одновременно высокой поверхностной и эмульгирующей активность. The proposed bio-surfactant KSHAS-M has both high surface and emulsifying activity.

БиоПАВ КШАС-М хорошо растворяется в пресной и минерализованной воде. BioPAW KShAS-M is well soluble in fresh and mineralized water.

Лабораторные опыты по нефтевытеснению растворами биоПАВ КШАС и биоПАВ КШАС-М проводились на нефтенасыщенных кернах Арланского месторождения. Для вытеснения остаточной нефти использовали 1%-ный раствор биоПАВ КШАС разбавленный водой в 100 раз и 1%-ный раствор биоПАВ КШАС-М, разбавленный водой до 250,0 раз. Laboratory experiments on oil displacement with solutions of bio-surfactant KSHAS and bio-surfactant KSHAS-M were carried out on oil-saturated cores of the Arlan field. To displace residual oil, we used a 1% solution of bio-surfactant KShAS diluted with water 100 times and a 1% solution of bio-surfactant KShAS-M diluted with water up to 250.0 times.

Результаты фильтрационных опытов представлены в табл. 3:
* - нефтенасыщенность пористой среды после вытеснения нефти водой до полного обводнения выходящих проб жидкости;
** - нефтенасыщенность пористой среды после доотмыва 1% раствором биоПАВ КШАС-М и КШАС.The results of filtration experiments are presented in table. 3:
* - oil saturation of the porous medium after displacement of oil by water until complete flooding of the outgoing liquid samples;
** - oil saturation of the porous medium after additional washing with 1% solution of bio-surfactant KSHAS-M and KSHAS.

БиоПАВ биодеградируемые, что исключает загрязнение окружающей среды. Метод прост и технологичен. BioPAS biodegradable, which eliminates environmental pollution. The method is simple and technological.

На основании проведенных лабораторных исследований и математического моделирования процесса вытеснения нефти из нефтенасыщенных пород пласта удельная технологическая эффективность от применения биоПАВ КШАС-М составила свыше 100 тн дополнительной нефти на одну тонну биоПАВ КШАС-М. Based on laboratory studies and mathematical modeling of the process of oil displacement from oil-saturated formation rocks, the specific technological efficiency from the application of KSHAS-M bio-surfactant amounted to over 100 tons of additional oil per ton of KSHAS-M bio-surfactant.

Claims

Composition for oil displacement, which is an aqueous dispersion of biological surfactants, characterized in that as biological surfactants it contains a culture fluid of the strain Pseudomonas acruginosa S-7 with a degree of micellar dilution with water up to 250 times - KSHAS-M bioreagent.