RU2162936C1

RU2162936C1 - Compound controlling exploitation of inhomogeneous oil pool

Info

Publication number: RU2162936C1
Application number: RU99115053A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Хлебников; Р.Х. Алмаев; М.М. Мухаметшин; И.Г. Плотников; А.В. Шувалов; Л.В. Базекина
Original assignee: Открытое Акционерное Общество Акционерная нефтяная компания "Башнефть"
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: oil production. SUBSTANCE: invention refer specifically to compounds controlling exploitation and penetrability of inhomogeneous strata. Proposed compound contains, per cent by mass: water glass ( in terms of sodium silicate ) 0.3-5.0; alkaline component-carbon alkaline reagent ( in terms of dry substance ) 0.3-5.0, water being the balance. EFFECT: increased efficiency due to enhanced capability of compound to reduce penetrability of porous media. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для регулирования разработки и проницаемости неоднородных пластов. The invention relates to the oil industry, in particular to compositions for regulating the development and permeability of heterogeneous formations.

Известны составы для регулирования разработки пластов, основанные на использовании силикатно-щелочных реагентов, водорастворимых полимеров, полимер-дисперсных систем и т.д. (Е.Н.Сафонов, Р.Х. Алмаев. Методы извлечения остаточной нефти на месторождениях Башкортостана. - Уфа: РИЦ АНК "Башнефть", 1997, 247 с., А.Т.Горбунов, Л.Н.Бученков. Щелочное заводнение. - М.: Недра, 1989, 167 с.). Known compositions for regulating the development of formations based on the use of silicate-alkaline reagents, water-soluble polymers, polymer-dispersed systems, etc. (E.N.Safonov, R.Kh. Almaev. Methods for the extraction of residual oil in the fields of Bashkortostan. - Ufa: RIC ANK "Bashneft", 1997, 247 pp., A.T. Gorbunov, L.N. Buchenkov. Alkaline flooding . - M .: Nedra, 1989, 167 p.).

Недостатками известных технических решений является недостаточная технологическая и экономическая эффективность. The disadvantages of the known technical solutions is the lack of technological and economic efficiency.

Известен способ борьбы с уходом циркуляции в буровых скважинах (а.с. СССР N 91392 МПК⁶ E 21 B 33/138), который осуществляется путем последовательной закачки порции глинистого раствора, содержащего 20 - 25% углещелочного или торфощелочного реагента и дополнительно обработанного 10 - 12% жидкого стекла плотностью 1,4 - 1,45 г/см³, разделительной жидкости (глинистого раствора) и второй порции глинистого раствора, содержащего 20 - 25% углещелочного или торфощелочного реагента и дополнительно обработанного 4% хлористого натрия или кальция ("Методы изоляции пластов при бурении и эсплуатации скважин" (Обзор иностранных патентов) - М.: ВНИИОЭНГ, 1972, с. 48). Недостатком его является недостаточная технологическая и экономическая эффективность, связанная с малой глубиной проникновения реагентов в пласт и их высокой концентрацией.There is a method of combating the withdrawal of circulation in boreholes (as USSR N 91392 IPC ⁶ E 21 B 33/138), which is carried out by sequentially pumping a portion of a clay solution containing 20 - 25% carbon-alkaline or peat-alkaline reagent and additionally processed 10 - 12% water glass with a density of 1.4 - 1.45 g / cm ³ , a separating liquid (clay solution) and a second portion of a clay solution containing 20 - 25% carbon-alkaline or peat-alkaline reagent and additionally treated with 4% sodium or calcium chloride ("Methods formation isolation when drilling and operating wells "(Review of foreign patents) - M .: VNIIOENG, 1972, p. 48). Its disadvantage is the lack of technological and economic efficiency associated with a small depth of penetration of reagents into the reservoir and their high concentration.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому составу является состав для регулирования проницаемости пласта и изоляции водопритоков (патент РФ N 2097539 МПК⁶ E 21 B 43/22), содержащий жидкое стекло и отработанный каустик мокрых процессов газоочистки.The closest in technical essence to the claimed composition is a composition for regulating the permeability of the reservoir and isolation of water inflows (RF patent N 2097539 IPC ⁶ E 21 B 43/22), containing liquid glass and spent caustic of wet gas cleaning processes.

Недостатком его является недостаточная эффективность при применении в условиях высокоприницаемых коллекторов, связанная с подвижностью образующихся в пласте осадков и гелей. Its disadvantage is the lack of efficiency when used in highly perceptible reservoirs, associated with the mobility of sediments and gels formed in the formation.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет усиления способности состава снижать проницаемость пористых сред. The objective of the invention is to increase efficiency by enhancing the ability of the composition to reduce the permeability of porous media.

Указанная задача решается заявляемым составом для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи, содержащим жидкое стекло и щелочной компонент, причем в качестве щелочного компонента используется углещелочной реагент (УЩР), и дополнительно воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло (в пересчете на силикат натрия) - 0,3 - 5,0
углещелочной реагент (в пересчете на сухое вещество) - 0,3 - 5,0
вода - остальное.This problem is solved by the claimed composition for regulating the development of a heterogeneous oil reservoir containing liquid glass and an alkaline component, moreover, a carbon-alkaline reagent (UShR) is used as the alkaline component, and additionally water in the following ratio of components, wt.%:
water glass (in terms of sodium silicate) - 0.3 - 5.0
carbon-alkaline reagent (in terms of dry matter) - 0.3 - 5.0
water is the rest.

Для приготовления состава используют порошкообразный пастообразный или жидкий УЩР и техническое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81). УЩР представляет собой продукт взаимодействия гуминовых веществ бурого угля с щелочами, получаемый по известным методикам. Возможно использование промышленно выпускаемого УЩР или получение его из бурого угля и гидроксида натрия непосредственно в промысловых условиях. To prepare the composition, a powdery paste-like or liquid UShR and technical liquid glass are used (GOST 13078-81). USR is a product of the interaction of humic substances of brown coal with alkalis, obtained by known methods. It is possible to use an industrially produced UShR or to obtain it from brown coal and sodium hydroxide directly under field conditions.

Используемый для этого бурый уголь должен содержать не менее 30% гуминовых веществ (на сухое вещество). The brown coal used for this must contain at least 30% humic substances (on dry matter).

В качестве воды может быть использована техническая пресная вода из поверхностных пресных источников или артезианских скважин. Technical fresh water from surface fresh sources or artesian wells can be used as water.

Состав готовят путем смешения УЩР, жидкого стекла и пресной воды. The composition is prepared by mixing USR, liquid glass and fresh water.

Эффективность достигается следующим способом. Взаимодействие силиката натрия с УЩР приводит к формированию силикатно-гуминовых комплексов. При смешении в пласте состава с минерализованными водами или специально закаченными оторочками растворов солей двух- и трехвалентных металлов происходит коагуляция силикатно-гуматных комплексов, что приводит к образованию гелей и гелеобразных осадков, снижающих проницаемость обводненных высокопроницаемых зон и пропластков. Совместное осаждение силикатов и гуминовых веществ приводит к образованию более плотных гелей, чем гелей из состава-прототипа, предотвращает разрушение гелеобразных структур из-за образования кристаллических силикатов кальция и магния. Применение заявляемого состава будет способствовать выравниванию фронта заводнения, вытеснению остаточной нефти, снижению обводненности продукции, уменьшению непроизводительной закачки воды и вовлечению в разработку плохо дренированных участков пласта. Efficiency is achieved in the following way. The interaction of sodium silicate with USR leads to the formation of silicate-humic complexes. When the composition is mixed with mineralized waters or specially injected rims of solutions of salts of divalent and trivalent metals, coagulation of silicate-humate complexes occurs, which leads to the formation of gels and gel-like deposits, which reduce the permeability of flooded highly permeable zones and layers. The joint precipitation of silicates and humic substances leads to the formation of denser gels than the gels from the prototype composition, prevents the destruction of gel-like structures due to the formation of crystalline silicates of calcium and magnesium. The use of the inventive composition will contribute to leveling the waterflood front, displacing residual oil, reducing water cut, reducing unproductive water injection and involving poorly drained sections of the reservoir in the development.

Состав для регулирования разработки неоднородной нефтяной залежи может быть применен на средней и поздней стадиях разработки нефтяных месторождений с неоднородными пластами. The composition for regulating the development of heterogeneous oil deposits can be applied in the middle and late stages of the development of oil fields with heterogeneous formations.

Эффективность заявляемого состава определяют экспериментально по ниже описанным методикам. Результаты исследований приведены в табл. 1 - 3. The effectiveness of the proposed composition is determined experimentally by the methods described below. The research results are given in table. thirteen.

Пример 1. Example 1

Первоначально исследовали геле- и осадкообразование при смешении состава с минерализованной водой. Исследование проводили на примере Арланского месторождения. В эксперименте использовали минерализованную воду плотностью 1117 кг/м³, пастообразный углещелочной реагент БРЕГ-1 (ТУ 2458-004-20672718-97) и техническое жидкое стекло (плотность при 20^oC - 1386 мг/м³), содержание силиката натрия - 37%, силикатный модуль - 2,9). Согласно ТУ БРЕГ-1 содержит 30% основного вещества).Initially, gel and sedimentation were studied by mixing the composition with saline water. The study was conducted on the example of the Arlansky field. In the experiment used saline water with a density of 1117 kg / m ³ , pasty carbon-alkaline reagent BREG-1 (TU 2458-004-20672718-97) and technical water glass (density at 20 ^o C - 1386 mg / m ³ ), the content of sodium silicate - 37%, silicate module - 2.9). According to TU BREG-1 contains 30% of the main substance).

В мерных пробирках в различных объемных соотношениях смешивали состав и минерализованную воду, что моделировало процесс их смешения в пласте. Объем образующегося осадка измеряли визуально. Осадки и гели выдерживали до прекращения изменения объема. Процесс старения осадков в основном завершался за 4 - 7 суток при 20^oC. Осадко- и гелеобразующее действие состава определяли по отношению объема состаренного осадка (V_ос.) к общему объему смешанных состава и осадителя (V_об.):
α = (V_ос/V_об)·100%,
где α - объемная доля состаренного осадка от общего объема в %. Данные эксперимента приведены в табл. 1 - 3.In volumetric test tubes in different volume ratios, the composition and mineralized water were mixed, which simulated the process of their mixing in the reservoir. The volume of precipitate formed was measured visually. Precipitation and gels were held until the change in volume ceased. The aging process of precipitation basically ended in 4 - 7 days at 20 ^o C. The sediment and gelling action of the composition was determined by the ratio of the aged precipitate (V _OS ) to the total volume of the mixed composition and precipitant (V _vol. ):
α = (V _OS / V _about ) · 100%,
where α is the volume fraction of aged sludge from the total volume in%. The experimental data are given in table. thirteen.

Полученные данные показывают, что при смешении состава с минерализованными водами происходит образование значительных объемов гелей и гелеобразных осадков, что указывает на способность состава эффективно снижать проницаемость промытых водопроводящих зон и пропластков. Объем и плотность гелей и осадков увеличивается по мере роста концентрации УЩР и силиката натрия в растворе. The data obtained show that when the composition is mixed with mineralized waters, significant volumes of gels and gel-like precipitations form, which indicates the ability of the composition to effectively reduce the permeability of washed water-conducting zones and interlayers. The volume and density of gels and precipitation increases with increasing concentration of USR and sodium silicate in solution.

Пример 2. Example 2

Исследование способности заявляемого состава регулировать (снижать) проницаемость водопроводящих каналов пласта испытывали на водонасыщенных моделях пласта Арланского месторождения. Подготовка модели включала набивку корпуса модели кварцевым песком и насыщение минерализованной водой. В ходе фильтрационных опытов через керны фильтровали минерализованную воду до стабилизации перепада давления (ΔP), затем состав и опять минерализованную воду до стабилизации ΔP. Действие состава оценивали по изменению фильтрационного сопротивления модели пласта:

где R_сопр. - фактор сопротивления, ΔP₁- перепад давления при первоначальной фильтрации воды, ΔP_tи Q_t- текущие перепад давления и скорость фильтрации, Q₁ - средняя скорость фильтрации. В случае установившейся фильтрации:
R_сопр. = R_ост. = k₁/k₂,
где R_ост. - остаточное фильтрационное сопротивление, k₁, k₂ - проницаемость кернов по воде до и после воздействия. Характеристика моделей пласта и результаты экспериментов приведены в табл. 3.The study of the ability of the claimed composition to regulate (reduce) the permeability of the water supply channels of the formation was tested on water-saturated models of the formation of the Arlan field. Preparation of the model included packing the model body with quartz sand and saturation with mineralized water. In the course of filtration experiments, mineralized water was filtered through cores to stabilize the differential pressure (ΔP), then the composition and again mineralized water to stabilize ΔP. The effect of the composition was evaluated by the change in the filtration resistance of the reservoir model:

where R _mat. - resistance factor, ΔP ₁ - pressure drop during initial water filtration, ΔP _t and Q _t - current pressure drop and filtration rate, Q ₁ - average filtration rate. In case of steady filtration:
R _comp. = R _rest = k ₁ / k ₂ ,
where R _ost. - residual filtration resistance, k ₁ , k ₂ - core permeability to water before and after exposure. The characteristics of the reservoir models and the experimental results are given in table. 3.

Данные табл. 3 показывают, что заявляемый состав способен значительно в большей степени снижать проницаемость пористых сред, чем прототип. Остаточный фактор сопротивления при использовании заявляемого состава в 4,1 - 6,3 раза выше, чем у прототипа. The data table. 3 show that the inventive composition is able to significantly reduce the permeability of porous media than the prototype. The residual resistance factor when using the inventive composition of 4.1 - 6.3 times higher than that of the prototype.

Существенно меньшая эффективность прототипа по сравнению с заявляемым составом объясняется неустойчивостью гелей и осадков. В случае прототипа в ходе фильтрации воды наблюдается вынос частиц гелей и осадков из пористой среды. В случае заявляемого состава на выходе из модели практически не наблюдается прорыва гелеобразующего раствора. Significantly lower efficiency of the prototype compared with the claimed composition due to the instability of gels and precipitation. In the case of the prototype during the filtration of water, the removal of particles of gels and sediments from the porous medium is observed. In the case of the claimed composition at the exit from the model there is practically no breakthrough of the gel-forming solution.

Таким образом, полученные данные показывают возможность эффективного применения состава для регулирования проницаемости пласта на месторождениях с неоднородными коллекторами. Меняя концентрацию УЩР и силиката натрия, можно регулировать свойства состава. Thus, the data obtained show the possibility of effective use of the composition for regulating the permeability of the formation in fields with heterogeneous reservoirs. By changing the concentration of USR and sodium silicate, one can adjust the composition properties.

Полученные данные подтверждают высокую эффективность заявляемого состава. Применение состава в нефтедобывающей промышленности позволит:
- повысить эффективность извлечения нефти из неоднородных коллекторов;
- уменьшить обводненность добываемой продукции и непроизводительную закачку воды;
- улучшить охрану окружающей среды.The data obtained confirm the high efficiency of the claimed composition. The use of the composition in the oil industry will allow:
- increase the efficiency of oil recovery from heterogeneous reservoirs;
- reduce water cut in extracted products and unproductive water injection;
- improve environmental protection.

Claims

The composition for regulating the development of heterogeneous oil deposits, including water glass and an alkaline component, characterized in that as the alkaline component it contains carbon-alkaline reagent and additionally water in the following ratio, wt.%:
Liquid glass (in terms of sodium silicate) - 0.3 - 5.0
Carbon-alkaline reagent (in terms of dry matter) - 0.3 - 5.0
Water - Else