RU2211918C1

RU2211918C1 - Composition for treatment of oil formations

Info

Publication number: RU2211918C1
Application number: RU2002101263/13A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Симаев; В.В. Кондров; К.Г. Русских; М.М. Мухаметшин; Ф.Ф. Хасанов; А.В. Шувалов; И.Ш. Гарифуллин; Э.Ф. Хабибрахманов; Т.С. Галиуллин; Р.Ф. Якупов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная нефтяная компания "Башнефть"
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2003-09-10

Abstract

FIELD: oil producing industry, particularly, compositions for treatment of oil formations to limit water inflow to producing wells and to increase oil recovery. SUBSTANCE: composition contains the following amounts of components, wt. %: bioreagent KShAS-M - product of vital activity of bacterium species of pseudomonas aeruginosa S-7 40-50; oil- soluble nonionic surfactant 9-12; demulsifier 1-3; the balance, hydrocarbon solvent. EFFECT: simple in composition and facilitated in manufacture composition, offering high efficiency for increase of oil recovery from water- encroached formations at late stage of development under conditions of formation waters of various mineralization. 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к составам для обработки нефтяного пласта с целью ограничения водопритока в добывающие скважины и увеличения нефтеотдачи. The invention relates to the oil industry, and in particular to compositions for treating an oil reservoir in order to limit water inflow into production wells and increase oil recovery.

Известен состав для интенсификации добычи нефти, включающий углеводородный растворитель, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и содетергент (см. авт. свид. СССР 1471398, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 1992 г.). A known composition for intensifying oil production, including a hydrocarbon solvent, a surfactant and a detergent (see ed. Certificate of the USSR 1471398, MKI E 21 V 43/22, publ. 1992).

Наличие в составе содетергента приводит к его удорожанию и использование только одного вида ПАВ не позволяет подобрать состав применительно к условиям пласта, что приводит к снижению эффективности состава. The presence of sodetergent in the composition leads to a rise in its cost and the use of only one type of surfactant does not allow one to choose the composition in relation to the formation conditions, which leads to a decrease in the composition efficiency.

Известен состав для интенсификации добычи нефти, включающий алкилбензол-сульфонаты, оксиалкилфенолы, углеводородный растворитель (см. авт. свид. СССР 1558087, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 1988). A known composition for intensifying oil production, including alkylbenzene sulfonates, hydroxyalkylphenols, hydrocarbon solvent (see ed. Certificate of the USSR 1558087, MKI E 21 V 43/22, publ. 1988).

Данный способ недостаточно эффективен, вследствие направленности только на удаление асфальтосмолистых отложений и невозможности использовать его в водах с минерализацией свыше 60 г/дм³.This method is not effective enough, due to the focus only on the removal of asphalt-tar deposits and the inability to use it in waters with a salinity of over 60 g / dm ³ .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является закачиваемая эмульсия, содержащая маслорастворимое поверхностно-активное вещество (неонол АФ_9-4 2,0-6,0%), водорастворимое поверхностно-активное вещество (анионное ПАВ 6,0-12,0%), жидкий углеводород (10,8-30,0%), остальное вода (см. авт. свид. СССР 1668642, МКИ Е 21 В 43/22, публ. 1991).The closest in technical essence and the achieved effect is an injectable emulsion containing an oil-soluble surfactant (neonol AF _9-4 2.0-6.0%), a water-soluble surfactant (anionic surfactant 6.0-12.0% ), liquid hydrocarbon (10.8-30.0%), the rest is water (see ed. certificate of the USSR 1668642, MKI E 21 B 43/22, publ. 1991).

В основу настоящего изобретения положена задача создать состав для обработки нефтяного пласта и повышения нефтеотдачи, позволяющий за счет повышения вязкости и стабильности эмульсий, образуемых при смешении с водой в промытых зонах, выравнивать профиль приемистости призабойной зоны и повысить охват пласта воздействием, а также вследствие гидрофобизации порового пространства и взаимодействия растворителя с отложениями асфальтосмолистых веществ и парафина (АСПО), увеличить фазовую проницаемость по нефти и снизить вязкость последней, что приводит в конечном итоге к увеличению нефтеотдачи пласта в условиях пластовых вод различной минерализации. The present invention is based on the task of creating a composition for treating an oil reservoir and enhancing oil recovery, which allows, by increasing the viscosity and stability of emulsions formed when mixed with water in the washed zones, to align the injectivity profile of the bottomhole zone and increase the coverage of the formation by exposure, as well as due to hydrophobization of the pore space and interaction of the solvent with deposits of asphalt-resinous substances and paraffin (paraffin wax), increase the phase permeability of oil and reduce the viscosity of the latter, which ultimately leads to an increase in oil recovery in formation waters of different salinity.

Поставленная задача решается тем, что состав для обработки нефтяных пластов, содержащий водорастворимое поверхностно-активное, маслорастворимое неионогенное поверхностно-активное вещество и углеводородный растворитель в качестве водорастворимого поверхностно-активного вещества содержит биореагент КШАС-М - продукт жизнедеятельности бактерий рода Pseudomonas aeroginosa S-7 и дополнительно деэмульгатор при следующем соотношении компонентов, маc. %:
Биореагент КШАС-М - 40-50
Маслорастворимый НПАВ - 9-12
Деэмульгатор - 1-3
Углеводородный растворитель - Остальное
В качестве водорастворимого поверхностно-активного в состав вводят биореагент КШАС-М по ТУ 9296-015-00479770-2000, представляющий собой природную композицию биоПАВ гликолипидной природы, продуцируемую культурой микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa S-7. Растворы КШАС-М обладают способностью снижать поверхностное натяжение воды до 30 мН/м, а также высокой эмульгирующей активностью (жидкие парафины, нефть, масла) Е₂₄ до 60-80% (E₂₄ - устойчивость эмульсии в течение 24 часов). Основным их преимуществом является биодеградабельность или способность к полному разложению при естественных пластовых условиях.The problem is solved in that the composition for treating oil reservoirs containing a water-soluble surfactant, an oil-soluble nonionic surfactant and a hydrocarbon solvent as a water-soluble surfactant contains a bioreagent KSHAS-M - a vital product of bacteria of the genus Pseudomonas aeroginosa S-7 and additionally demulsifier in the following ratio of components, wt. %:
Bioreagent KShAS-M - 40-50
Oil-soluble nonionic surfactants - 9-12
Demulsifier - 1-3
Hydrocarbon Solvent - Else
As a water-soluble surfactant, the KSHAS-M bioreagent according to TU 9296-015-00479770-2000 is introduced into the composition, which is a natural composition of bio-surfactant of a glycolipid nature produced by the culture of Pseudomonas aeruginosa S-7 microorganisms. KSHAS-M solutions have the ability to reduce the surface tension of water to 30 mN / m, as well as high emulsifying activity (liquid paraffins, oil, oils) E ₂₄ to 60-80% (E ₂₄ is the stability of the emulsion for 24 hours). Their main advantage is biodegradability or the ability to completely decompose under natural reservoir conditions.

В качестве маслорастворимого неионогенного поверхностно-активного вещества может быть использован нефтенол - поверхностно-активное вещество, в состав которого входят отходы производства олеумной и сернокислотной очистки масел и неионогенное соединение неонол - продукт конденсации окиси этилена с алкилфенолами с 4-12 группами окиси этилена. Нефтенол выпускается по ТУ 38.507.63-89 и ТУ 38.507.63-091-90. Внешний вид - вязкая коричневая жидкость с массовой долей основного вещества не менее 60%. Также могут быть использованы ОП-4, маслорастворимые неонолы и другие аналогичные им НПАВ. As an oil-soluble nonionic surfactant, neftenol can be used - a surfactant that includes waste from the production of oleum and sulfuric acid refining of oils and a nonionic compound neonol - a product of the condensation of ethylene oxide with alkyl phenols with 4-12 groups of ethylene oxide. Neftenol is produced according to TU 38.507.63-89 and TU 38.507.63-091-90. Appearance - a viscous brown liquid with a mass fraction of the main substance of at least 60%. OP-4, oil-soluble neonols and other similar nonionic surfactants can also be used.

В качестве деэмульгатора может быть использован деэмульгатор "ДЕВОН-1" - раствор сложных эфиров на основе оксиэтилированных продуктов в органических растворителях. Деэмульгатор "ДЕВОН-1" представляет собой жидкость от светло-желтого до темно-коричневого цвета, допускается небольшой осадок. Плотность при 20^oС 0,86-0,96 г/см³; температура застывания минус 30^oС (ТУ 0258-002-12683932-98). Также можно использовать аналогичные деэмульгаторы: "Прогалит-20/40", "Реапон-4в", "СНПХ-4460", "СНПХ-4410", "СНПХ-4705", "Союз-2-5" и т.п.As a demulsifier, the DEVON-1 demulsifier, a solution of esters based on ethoxylated products in organic solvents, can be used. The demulsifier "DEVON-1" is a liquid from light yellow to dark brown in color, a slight precipitate is allowed. The density at 20 ^o With 0.86-0.96 g / cm ³ ; pour point minus 30 ^o C (TU 0258-002-12683932-98). You can also use similar demulsifiers: Progalit-20/40, Reapon-4v, SNPKh-4460, SNPKh-4410, SNPKh-4705, Soyuz-2-5, etc.

В качестве углеводородного растворителя используют:
- жидкие отработанные углеводороды (ЖОУ) по ТУ 38.303-05-27-92;
- абсорбент по ТУ 38.103349-85;
- кубовый остаток производства бутиловых спиртов по ТУ 38.1021167-85;
- жидкие продукты пиролиза по ТУ 10285-83;
- нефрас Нр 120/200 по ТУ 38.101809-80;
- фракция ароматических углеводородов, толуольная фракция по ТУ 38.103579-85;
- топливо дизельное по ГОСТ 305-82;
- отработанное дизельное топливо по ТУ 6-00-0203335-41-89;
- шугуровский дистиллат по ТУ 30-0147525-018-93;
- фракция гексановая по ТУ 38.10381-83;
- широкая фракция легких углеводородов по ТУ 38.101524-83.As a hydrocarbon solvent use:
- liquid spent hydrocarbons (ZhOU) according to TU 38.303-05-27-92;
- absorbent according to TU 38.103349-85;
- bottoms production of butyl alcohols according to TU 38.1021167-85;
- liquid pyrolysis products according to TU 10285-83;
- Nefras Nr 120/200 according to TU 38.101809-80;
- fraction of aromatic hydrocarbons, toluene fraction according to TU 38.103579-85;
- diesel fuel in accordance with GOST 305-82;
- spent diesel fuel according to TU 6-00-0203335-41-89;
- Shugurovsky distillate according to TU 30-0147525-018-93;
- hexane fraction according to TU 38.10381-83;
- a wide fraction of light hydrocarbons according to TU 38.101524-83.

Состав готовят смешением компонентов до получения однородного раствора в заводских условиях или непосредственно на промысле. Состав стабилен при температуре 0^oС - +30^oС в течение длительного времени.The composition is prepared by mixing the components to obtain a homogeneous solution in the factory or directly in the field. The composition is stable at a temperature of 0 ^o C - +30 ^o C for a long time.

После закачки в призабойную зону пласта при взаимодействии с пластовой или закачиваемой водой в промытых зонах образуется гидрофобная эмульсия, которая при дальнейшем продвижении будет загущаться и структурироваться предпочтительно в водонасыщенных каналах пласта с постепенным затуханием процесса фильтрации. Последующая фильтрация через эти каналы воды приведет к возрастанию вязкости гидрофобной эмульсии, а нефти, наоборот, - к их разжижению и более легкому вытеснению из пласта. Таким образом, гидрофобная эмульсия выполняет роль селективного водоизолирующего материала. After injection into the bottom-hole zone of the formation when interacting with the formation or pumped water, a hydrophobic emulsion is formed in the washed zones, which, upon further advancement, will thicken and structure preferably in water-saturated channels of the formation with a gradual attenuation of the filtration process. Subsequent filtration through these water channels will lead to an increase in the viscosity of the hydrophobic emulsion, and oil, on the contrary, to their dilution and easier displacement from the reservoir. Thus, a hydrophobic emulsion acts as a selective waterproofing material.

Эффективность заявляемого состава оценивалась по следующим реологическим свойствам, образовывающихся гидрофобных эмульсий в результате смешения состава с пластовой водой: эффективная (η_э) и пластичная (η_пл) вязкость, предельное динамическое напряжение сдвига (τ₀) и предельное статическое напряжение сдвига за 1 мин (θ₁) и 10 мин (θ₁₀) покоя системы.The effectiveness of the claimed composition was evaluated by the following rheological properties of the hydrophobic emulsions resulting from mixing the composition with formation water: effective (η _e ) and plastic (η _pl ) viscosity, ultimate dynamic shear stress (τ ₀ ) and ultimate static shear stress in 1 min ( θ ₁ ) and 10 min (θ ₁₀ ) of the rest of the system.

Эффективную и пластическую вязкость и предельное динамическое напряжение сдвига измеряется прибором Rheotest-2, предельное статическое напряжение сдвига - прибором СНС-2. The effective and plastic viscosity and ultimate dynamic shear stress are measured with a Rheotest-2 instrument, and the maximum static shear stress is measured with an SNS-2 instrument.

Составы готовились простым смешением компонентов, после чего добавлялась пластовая вода γ = 1,17, минерализация 700 мг-экв/100 г (Арланское месторождение), до объемного водосодержания = 75%, в качестве углеводородного растворителя использовалось дизельное топливо, после чего проводились исследования реологических свойств образовавшихся гидрофобных эмульсий. The compositions were prepared by simple mixing of the components, after which the formation water γ = 1.17 was added, the mineralization was 700 mEq / 100 g (Arlansky deposit), to the volumetric water content = 75%, diesel fuel was used as a hydrocarbon solvent, after which rheological studies were carried out properties of the resulting hydrophobic emulsions.

В табл. 1 и 2 приведены результаты исследования. In the table. 1 and 2 show the results of the study.

Результаты исследований, приведенные в табл. 1 и 2, показали, что при содержании биореагента КШАС-М от 40 до 50% значения реологических показателей образовывающихся гидрофобных эмульсий заявляемого состава выше, чем у образовывающихся гидрофобных эмульсий прототипа. Механизм этого процесса заключается в частичном замещении молекул маслорастворимых НПАВ, стабилизирующих глобулы водной фазы, на молекулы более поверхностно-активных водорастворимых биоПАВ биореагента КШАС-М, с созданием на глобулах гидрофильных участков и ростом коагуляционной структуры в гидрофобной эмульсии. The research results are given in table. 1 and 2, showed that when the content of the bioreagent KShAS-M from 40 to 50%, the rheological values of the resulting hydrophobic emulsions of the claimed composition are higher than that of the formed hydrophobic emulsions of the prototype. The mechanism of this process is the partial replacement of the molecules of oil-soluble nonionic surfactants, stabilizing the globules of the aqueous phase, with the molecules of the more surface-active water-soluble bio-surfactants of the KSHAS-M bioreagent, with the creation of hydrophilic sites on the globules and the growth of the coagulation structure in a hydrophobic emulsion.

Данные, приведенные в табл. 1 и 2, показали, что при вводе деэмульгаторов в состав, концентрация свыше 1%, происходит дополнительная стабилизация образовывающейся гидрофобной эмульсии, а при постепенном повышении концентрации деэмульгатора до 3% происходит рост значений реологических показателей. При концентрации выше 3% происходит разрушение эмульсии. Это связано на первом этапе с более полным заполнением адсорбционных слоев молекулами деэмульгатора. The data given in table. 1 and 2, showed that when the demulsifiers are introduced into the composition, the concentration exceeds 1%, additional stabilization of the hydrophobic emulsion forms, and with a gradual increase in the demulsifier concentration to 3%, rheological values increase. Above 3%, emulsion breaks down. This is due at the first stage to a more complete filling of the adsorption layers with demulsifier molecules.

Как следует из данных табл. 1 и 2, при концентрации маслорастворимого НПАВ нижепредложенного предела (9%) не достигается положительный эффект по реологическим свойствам гидрофобной эмульсии. Использование маслорастворимого НПАВ при концентрации выше данных значений, нецелесообразно, в связи с тем, что при увеличении концентрации маслорастворимого НПАВ в заявляемом составе имеет место незначительное улучшение реологических свойств. As follows from the data table. 1 and 2, when the concentration of oil-soluble nonionic surfactants of the below limit (9%) is not achieved a positive effect on the rheological properties of the hydrophobic emulsion. The use of oil-soluble nonionic surfactants at a concentration above these values is impractical due to the fact that with an increase in the concentration of oil-soluble nonionic surfactants in the inventive composition, there is a slight improvement in rheological properties.

Высокая стабильность образовывающейся гидрофобной эмульсии обеспечивается содержанием в заявляемом составе набором компонентов, обладающих способностью образовывать на поверхности глобул дисперсной фазы объемные гелеобразные защитные слои. High stability of the resulting hydrophobic emulsion is provided by the content in the inventive composition of a set of components with the ability to form bulk gel-like protective layers on the surface of the dispersed phase globules.

Также необходимо отметить более высокую эффективность эмульгирования у заявляемого состава по сравнению с прототипом, выражающуюся в оптимальном времени приготовления. Так если у прототипа оптимальное время приготовления составляет 15-20 мин, то у заявляемого состава - 7-10 мин, что объясняется более высокой межфазной активностью предлагаемого состава и, как следствие, более быстрым формированием межфазного адсорбционного слоя, с максимально прочной для данной границы раздела структурой. It is also necessary to note the higher emulsification efficiency of the claimed composition in comparison with the prototype, expressed in optimal cooking time. So if the prototype has an optimal cooking time of 15-20 minutes, then the inventive composition is 7-10 minutes, which is explained by the higher interfacial activity of the proposed composition and, as a result, the faster formation of an interphase adsorption layer, with the maximum strength for this interface structure.

Состав прост и технологичен, обладает высокой эффективностью для повышения нефтеотдачи обводненных пластов, находящихся в поздней стадии разработки. The composition is simple and technologically advanced, it is highly effective for enhancing oil recovery in flooded formations that are in the late stages of development.

Claims

A composition for treating oil formations containing a water-soluble surfactant, an oil-soluble non-ionic surfactant and a hydrocarbon solvent, characterized in that the water-soluble surfactant contains a bioreagent KSHAS-M - the vital product of bacteria of the genus Pseudomonas aeruginosa S-7 and additionally demulsifier in the following ratio of components, wt. %:
Bioreagent KShAS-M - 40 - 50
Oil soluble nonionic surfactants - 9 - 12
Demulsifier - 1 - 3
Hydrocarbon Solvent - Else