RU2125154C1

RU2125154C1 - Method for development of oil deposit

Info

Publication number: RU2125154C1
Application number: RU97109104A
Authority: RU
Inventors: Азизага Ханбаба оглы Шахвердиев; Гейлани Минхадж оглы Панахов; Багир Алекпер оглы Сулейманов; Эльдар Мехти оглы Аббасов; О.А. Чукчеев; Ф.Х. Галеев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Интойл"
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: according to method, undertaken is displacement of oil by means of gas-liquid fringe which is pushed along bed by water. Gas-liquid fringe is created by successive injection into bed through injection wells of water solution of sodium carbonate and water solution of muriatic acid in equal volumes. Concentration of sodium carbonate and concentration of muriatic acid are determined from conditions of full saturation of fringe being created with carbon dioxide at bed pressure and bed temperature. Application of aforesaid method ensures increase of oil recovery due to larger embracing of deposit by flooding. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для разработки нефтяного пласта заводнением. The invention relates to the oil industry and is intended for the development of an oil reservoir by flooding.

Известен способ разработки нефтяной залежи, заключающийся в вытеснении нефти газожидкостной оторочкой карбонизированной воды, проталкиваемой по пласту водой. There is a method of developing an oil reservoir, which consists in displacing oil with a gas-liquid rim of carbonated water, pushed through the reservoir with water.

Недостатком способа является то, что фронт концентрации CO₂ в воде значительно отстает от фронта вытеснения, что снижает охват залежи вытеснением и нефтеотдачу. Кроме того, реализация способа требует больших капитальных вложений, связанных с доставкой на месторождение больших объемов углекислого газа.The disadvantage of this method is that the front of the concentration of CO ₂ in water significantly lags behind the front of the displacement, which reduces the coverage of the reservoir by displacement and oil recovery. In addition, the implementation of the method requires large capital investments related to the delivery of large volumes of carbon dioxide to the field.

Таким образом, известный способ имеет низкую эффективность, связанную с низким охватом залежи вытеснением. Thus, the known method has a low efficiency associated with low coverage of the reservoir by displacement.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение нефтеотдачи за счет увеличения охвата залежи заводнением. The technical result of the invention is to increase oil recovery by increasing the coverage of deposits by flooding.

Необходимый технический результат достигается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, заключающемся в вытеснении нефти газожидкостной оторочкой, проталкиваемой по пласту водой, газожидкостную оторочку создают путем последовательной закачки в пласт через нагнетательные скважины водного раствора карбоната натрия и водного раствора соляной кислоты в равных объемах, при этом концентрацию карбоната натрия и соляной кислоты определяют из условия полного насыщения создаваемой оторочки двуокисью углерода при пластовом давлении и температуре. The necessary technical result is achieved by the fact that in the method of developing an oil deposit, which involves displacing oil with a gas-liquid rim, pushed through the formation by water, a gas-liquid rim is created by sequentially injecting into the formation through injection wells an aqueous solution of sodium carbonate and an aqueous solution of hydrochloric acid in equal volumes, at the concentration of sodium carbonate and hydrochloric acid is determined from the condition of complete saturation of the created rim with carbon dioxide at reservoir pressure and t temperature.

Таким образом, использование в предлагаемом способе водорастворимого карбоната натрия позволяет доставить первую порцию химреагента на заданную глубину. Смешение карбоната натрия с соляной кислотой на заданном расстоянии от линии нагнетания приводит к выделению двуокиси углерода и водорастворимого хлористого натрия непосредственно в пластовых условиях с образованием газожидкостной оторочки, которая в дальнейшем продвигается по пласту водой. Указанная газожидкостная оторочка, обладающая вязкоупругими неравновесными свойствами, при продвижении по пласту способствует увеличению нефтеотдачи за счет увеличения охвата залежи заводнением. Соблюдение условия полного насыщения двуокиси углерода в создаваемой оторочке обеспечивает однофазность и неравновесность получаемой оторочки, что значительно повышает эффективность предлагаемого способа, т.к. при перемещении двуокисью углерода имеет место двухфазность оторочки и, как следствие, опережающий прорыв газа к добывающим скважинам, а при недонасыщении двуокисью углерода свойства оторочки практически не отличаются от свойств воды. Thus, the use in the proposed method of water-soluble sodium carbonate allows you to deliver the first portion of the chemical to a predetermined depth. A mixture of sodium carbonate with hydrochloric acid at a predetermined distance from the injection line leads to the release of carbon dioxide and water-soluble sodium chloride directly under formation conditions with the formation of a gas-liquid rim, which subsequently moves along the formation with water. The specified gas-liquid rim, which has viscoelastic nonequilibrium properties, when moving along the reservoir, increases oil recovery by increasing the coverage of the reservoir by water flooding. Compliance with the conditions of complete saturation of carbon dioxide in the created rim provides single-phase and nonequilibrium of the obtained rim, which significantly increases the efficiency of the proposed method, because when moving carbon dioxide there is a two-phase rim and, as a result, advancing the breakthrough of gas to production wells, and when carbon dioxide is not saturated, the properties of the rim practically do not differ from the properties of water.

В качестве реагирующих в пластовых условиях химических агентов в способе используют доступные и водорастворимые - карбонат натрия (например, кальцинированная сода) - Na₂CO₃ и соляную кислоту (HCl). Химическая реакция между ними приводит к образованию двуокиси углерода и хлористого натрия
Na₂CO₃ + 2HCl = CO₂ + H₂O + 2NaCl
Концентрация карбоната натрия в водном растворе и объем закачиваемой порции раствора выбирают исходя из количества выделяющегося в результате реакции диоксида углерода (из 1 т карбоната натрия можно получить 210 нм³ двуокиси углерода), растворимости углекислого газа в воде, содержащей хлористый натрий (в 1 т воды, содержащей 1-5 г/экв/л хлористого натрия, при давлении 2,53-30,4 МПа и температуре 12-100^oC растворяется 3,2-29 нм³ диоксида углерода необходимого объема газожидкостной оторочки, пластового давления и температуры. Концентрация соляной кислоты в водном растворе и объем закачиваемой порции раствора выбирают исходя из полной нейтрализации заданного объема карбоната натрия (для полной нейтрализации 1 т карбоната натрия необходимо 0,7 т соляной кислоты).Available chemical and water-soluble — sodium carbonate (for example, soda ash) —Na ₂ CO ₃ and hydrochloric acid (HCl) are used as reactive chemical agents in the field. A chemical reaction between them leads to the formation of carbon dioxide and sodium chloride.
Na ₂ CO ₃ + 2HCl = CO ₂ + H ₂ O + 2NaCl
The concentration of sodium carbonate in the aqueous solution and the volume of the injected portion of the solution are selected based on the amount of carbon dioxide released as a result of the reaction (from 1 ton of sodium carbonate, you can get 210 nm ³ carbon dioxide), the solubility of carbon dioxide in water containing sodium chloride (in 1 ton of water containing 1-5 g / equiv / l of sodium chloride, at a pressure of 2.53-30.4 MPa and a temperature of 12-100 ^o C dissolves 3.2-29 nm ³ of carbon dioxide of the required volume of gas-liquid rim, reservoir pressure and temperature. Hydrochloric acid concentration you in the aqueous solution and the volume of the injected portion of the solution is selected based on the complete neutralization of given volume of sodium carbonate (to complete neutralization of 1 m sodium carbonate must be 0.7 m hydrochloric acid).

Способ проверен в лабораторных условиях. Опыты проводились на модели двухслойного пласта с проницаемостью слоев 0,5 и 2 мкм². Пористая среда состояла из кварцевого песка (90%) и монтмориллонитовой глины (10%), моделью нефти служило трансформаторное масло. Вытеснение нефти осуществлялось при перепаде давления 0,1 МПа, при объеме создаваемой газожидкостной оторочки 0,1 объема пор модели пласта. После обвязки экспериментальной установки, насыщения ее моделью нефти на вход модели последовательно закачивали порции 15% водного раствора карбоната натрия и 10% водного раствора соляной кислоты в равных объемах, при этом соблюдалось условие полного насыщения оторочки двуокисью углерода. Затем в модель непрерывно закачивалась вода. Эффективность прототипа и предлагаемого способа определялась по кривым зависимости коэффициента вытеснения от относительного порового объема прокатки вытесняющего агента, приведенного к пластовому давлению. Полученные результаты показаны в таблице, из которой видно, что применение предлагаемого способа позволяет существенно увеличить коэффициент нефтеотдачи по сравнению с прототипом, при этом прирост коэффициента вытеснения составил 16%.The method was tested in laboratory conditions. The experiments were conducted on a model of a two-layer formation with a permeability of layers of 0.5 and 2 μm ² . The porous medium consisted of quartz sand (90%) and montmorillonite clay (10%); transformer oil served as a model of oil. Oil displacement was carried out at a pressure drop of 0.1 MPa, with a volume of gas-liquid rim created of 0.1 pore volume of the reservoir model. After tying up the experimental setup and saturating it with an oil model, portions of a 15% aqueous solution of sodium carbonate and a 10% aqueous solution of hydrochloric acid in equal volumes were sequentially pumped to the model inlet, while the condition of complete saturation of the rim with carbon dioxide was observed. Then, water was continuously pumped into the model. The effectiveness of the prototype and the proposed method was determined by the curves of the dependence of the displacement coefficient on the relative pore volume of rolling of the displacing agent, reduced to reservoir pressure. The results are shown in the table, from which it can be seen that the application of the proposed method can significantly increase the oil recovery coefficient compared to the prototype, while the increase in the displacement coefficient was 16%.

Для реализации способа в промысловых условиях используют действующие на залежи системы заводнения (водопроводы, насосы и т.д.). Рабочие растворы готовят непосредственно перед закачкой. Необходимые концентрации и объемы закачиваемых порций реагентов устанавливаются исходя из необходимого объема оторочки, величины пластового давления и температуры. При необходимости для исключения смешения реагентов в стволе скважины между ними закачивается порция пресной воды в объеме скважины или насосно-компрессорных труб. To implement the method in the field, water-flooding systems operating on deposits (water pipes, pumps, etc.) are used. Working solutions are prepared immediately before injection. The necessary concentrations and volumes of injected portions of the reagents are set based on the required volume of the rim, the magnitude of the reservoir pressure and temperature. If necessary, to prevent mixing of the reagents in the wellbore, a portion of fresh water is pumped between them in the volume of the well or tubing.

Пример. Нефтяную залежь с пластовым давлением 5 МПа, пластовой температурой 40^oC требуется разрабатывать предлагаемым способом с созданием в пласте газожидкостной оторочки в объеме 0,1 объем пор (объем пор составляет 5000 м³). Таким образом, необходимый объем оторочки должен составить 500 м³. Для полного насыщения 1 м³ воды, содержащей хлористый натрий, при температуре 40^oC и давлении 5 МПА потребуется около 13 нм³ диоксида углерода. Тогда для насыщения 500 м³ при заданных условиях потребуется 500 • 13 = 6500 нм ³. Учитывая, что 1 т карбоната натрия при контакте с 0,7 т соляной кислоты порождает 210 нм³ двуокиси углерода, определяем потребное количество карбоната натрия 6500 : 210 = 31 т и соляной кислоты 31 • 0,7 = 22 т. Далее, принимая объемы водных растворов карбоната натрия и соляной кислоты равными (т.е. 250 м³ каждый), получим, что массовая концентрация карбоната натрия в водном растворе составит 12,5%, а концентрация соляной кислоты в водном растворе составит 9%. Таким образом, для получения газожидкостной оторочки через нагнетательные скважины последовательно закачивают 250 м³ 12,5% водного раствора карбоната натрия и 250 м³ 9% водного раствора соляной кислоты.Example. An oil reservoir with a reservoir pressure of 5 MPa, reservoir temperature of 40 ^o C is required to be developed by the proposed method with the creation of a gas-liquid rim in the reservoir in a volume of 0.1 pore volume (pore volume is 5000 m ³ ). Thus, the required volume of the rim should be 500 m ³ . For the complete saturation of 1 m ^{3 of} water containing sodium chloride at a temperature of 40 ^o C and a pressure of 5 MPA, about 13 nm ³ of carbon dioxide will be required. Then, for saturation of 500 m ³ under given conditions, 500 • 13 = 6500 nm ³ will be required. Given that 1 t of sodium carbonate in contact with 0.7 t of hydrochloric acid generates 210 nm ³ carbon dioxide, we determine the required amount of sodium carbonate 6500: 210 = 31 t and hydrochloric acid 31 • 0.7 = 22 t. Next, taking volumes aqueous solutions of sodium carbonate and hydrochloric acid are equal (i.e., 250 m ³ each), we obtain that the mass concentration of sodium carbonate in the aqueous solution will be 12.5%, and the concentration of hydrochloric acid in the aqueous solution will be 9%. Thus, to obtain a gas-liquid rim, 250 m ^{3 of a} 12.5% aqueous solution of sodium carbonate and 250 m ^{3 of a} 9% aqueous solution of hydrochloric acid are successively pumped through injection wells.

Предлагаемое изобретение существенно отличается от существующих высоким охватом залежи заводнением. Эффект достигается за счет увеличения нефтеотдачи. The present invention is significantly different from the existing high coverage of flooding deposits. The effect is achieved by increasing oil recovery.

Claims

A method of developing an oil deposit, which consists in displacing oil with a gas-liquid rim, pushed through the formation by water, characterized in that the gas-liquid rim is created by sequentially injecting into the reservoir through injection wells an aqueous solution of sodium carbonate and an aqueous solution of hydrochloric acid in equal volumes, while the concentration of sodium carbonate and hydrochloric acid is determined from the condition of complete saturation of the created rim with carbon dioxide at reservoir pressure and temperature.