RU2249684C1

RU2249684C1 - Compound for thermochemical treatment of face-adjacent bed zone with hard-extractive oil resources

Info

Publication number: RU2249684C1
Application number: RU2003123220/03A
Authority: RU
Inventors: Р.Ш. Тахаутдинов (RU); Р.Ш. Тахаутдинов; Р.Г. Шаймарданов (RU); Р.Г. Шаймарданов; А.А. Магалимов (RU); А.А. Магалимов; Ф.З. Гареев (RU); Ф.З. Гареев
Original assignee: Открытое Акционерное общество "Шешмаойл" (ОАО "Шешмаойл")
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-04-10
Also published as: RU2003123220A

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: compound has, in weight: 30% water solution of hydrogen peroxide - 10, as catalyst - 10% water solution of transfer metals salt - 5-6 to hydrogen peroxide and additionally formaldehyde or paraformaldehyde - 4. As salts of transfer metals, NaMnO₄ or Ca(MnO₄)₂ or CuCl₂ or FeCl₃ can be used.

EFFECT: higher productiveness.

1 ex

Description

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к составам для обработки призабойной зоны пласта термохимическим методом и может быть использован для увеличения нефтеоотдачи пласта скважин, продуктивность которых снижена из-за парафиногидратных и асфальтосмолистых отложений, закупоривающих фильтрационные каналы и препятствующих поступлению продукции пласта в скважину.The proposal relates to the oil and gas industry, namely, compositions for treating the bottom-hole zone of the formation with a thermochemical method and can be used to increase oil recovery of the wells, the productivity of which is reduced due to paraffin-hydrated and asphalt-tar deposits, clogging the filtration channels and preventing the formation production from entering the well.

Известен горючеокислительный состав для термохимической обработки призабойной зоны пласта (1), содержащий продукт взаимодействия азотной кислоты с органическим соединением, а именно азотной кислоты с диамидом щавелевой кислоты 18,0-36,0; уксусный эфир салициловой кислоты 4,0-5,0; перманганат калия 0,01-0,05; изопропилкарборан 5,0-15,0; аммиачная селитра до 63,9 и вода 9,0-18,0 в массовых процентах.Known combustible oxidizing composition for thermochemical treatment of the bottomhole formation zone (1), containing the product of the interaction of nitric acid with an organic compound, namely nitric acid with oxalic acid diamide 18.0-36.0; salicylic acid acetate 4.0-5.0; potassium permanganate 0.01-0.05; isopropylcarborane 5.0-15.0; ammonium nitrate up to 63.9 and water 9.0-18.0 in mass percent.

Обладая высокой энергоемкостью, следовательно, и повышенной эффективностью обработки призабойной зоны нефтяного пласта, он имеет и недостатки. Он многокомпонентен и взрывоопасен, что ограничивает его использование.Possessing high energy intensity, therefore, and increased efficiency of processing the bottom-hole zone of the oil reservoir, it also has disadvantages. It is multicomponent and explosive, which limits its use.

Известен состав [2] для термохимической обработки призабойной зоны нефтяного пласта, содержащий концентрированную перекись водорода, окись этилена, гидразина, спускаемые в скважину в обрабатываемый интервал с помощью устройства. При этом в качестве катализатора использован состав на основе окислов марганца.A known composition [2] for thermochemical treatment of the bottom-hole zone of an oil reservoir, containing concentrated hydrogen peroxide, ethylene oxide, hydrazine, lowered into the well in the processed interval using the device. Moreover, a composition based on manganese oxides was used as a catalyst.

Недостатком его является повышенная взрывоопасность. Применение 100% перекиси водорода представляет чувствительное взрывчатое вещество типа амонийной силитры, сильно чуствительное к катализаторам.Its disadvantage is increased explosion hazard. The use of 100% hydrogen peroxide is a sensitive explosive such as ammonium silitra, highly sensitive to catalysts.

В концентрированной перекиси водорода растворяются без химического взаимодействия многие кислороде и азотосодержащие вещества, содержащиеся в нефти, образуя взрывчатку с переходом в детонацию. При этом взрыв по силе можно сравнить со взрывом соответствующего количества нитроглицерина.Many oxygen and nitrogen-containing substances contained in oil dissolve in concentrated hydrogen peroxide without chemical interaction, forming explosives with a transition to detonation. In this case, the explosion in strength can be compared with the explosion of an appropriate amount of nitroglycerin.

Известен также состав [3] для термохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта с трудноизвлекаемыми запасами нефти, содержащий 30%-ный водный раствор перекиси водорода и водный раствор катализатора - соли переходного металла.Also known is the composition [3] for thermochemical treatment of the bottom-hole zone of a productive formation with hard-to-recover oil reserves, containing a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide and an aqueous solution of a catalyst — a transition metal salt.

Известный состав по технической сущности более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.The known composition in technical essence is closer to the proposed one and can be adopted as a prototype.

Этому составу присущи те же недостатки, что и известным аналогам, приведенным выше.This composition has the same disadvantages as the well-known analogs given above.

Технический результат предлагаемого к защите патентом предложения является снижение взрывоопасности за счет снижения содержания кислорода и повышение эффективности термохимической обработки призабойной зоны продуктивного пласта (ПЗП).The technical result of the proposed patent protection proposal is to reduce the risk of explosion by reducing the oxygen content and increasing the efficiency of thermochemical treatment of the bottom-hole zone of the reservoir (PZP).

Технический результат достигается описываемым составом, включающим 30%-ный раствор перекись водорода, и водный раствор катализатора - соли переходного металла.The technical result is achieved by the described composition, including a 30% hydrogen peroxide solution, and an aqueous solution of a catalyst - a transition metal salt.

Новым является то, что он содержит указанный раствор катализатора 10%-ный и дополнительно формальдегид или параформальдегид, при следующем соотношении компонентов, в вес, частях: 30%-ный водный раствор перекиси водорода - 10; 10%-ный водный раствор указанного катализатора - 5-6 к перекиси водорода; формальдегид или параформальдегид - 4.New is that it contains the specified solution of the catalyst 10% and optionally formaldehyde or paraformaldehyde, with the following ratio of components, in weight, parts: 30% aqueous solution of hydrogen peroxide - 10; 10% aqueous solution of the specified catalyst - 5-6 to hydrogen peroxide; formaldehyde or paraformaldehyde - 4.

Многочисленные экспериментальные исследования на эффективность обработки интервала продуктивности пласта в скважине подтвердили оптимальность приведенных выше соотношений, входящих в состав компонентов.Numerous experimental studies on the effectiveness of processing the interval of reservoir productivity in the well confirmed the optimality of the above ratios that make up the components.

Механизм действия предлагаемого состава заключается в следующем.The mechanism of action of the proposed structure is as follows.

При взаимодействии перекиси водорода - Н₂О₂ с катализатором образуются газообразные продукты разложения перекиси водорода - пар и кислород. Для снижения концентрационных пределов воспламенения нефти в присутствии кислорода, в состав введен формальдегид, выделяющий при нагревании углекислый газ. В процессе газообразования и разогревании смеси альдегид (формальдегид или параформальдегид) и перекись водорода дают перекисные соединения (перекись формальдегида). Дальнейший экзотермический распад перекиси формальдегида и остатка перекиси водорода происходит в результате не только термического разложения, но и при действии катионов переходных металлов, при сравнительно невысоких температурах (ниже 80°С). Содержащиеся в нефти в прифильтровой зоне скважины соединения серы и сероводород вступают в реакцию с перекисью водорода, образуя сульфоксиды, которые в присутствии катализаторов экзотермического разложения перекиси водорода, превращаются в сульфоны - нейтральные, трудно восстанавливаемые кристаллические вещества.The interaction of hydrogen peroxide - H ₂ O ₂ with the catalyst produces gaseous decomposition products of hydrogen peroxide - steam and oxygen. To reduce the concentration limits of oil ignition in the presence of oxygen, formaldehyde is introduced into the composition, which emits carbon dioxide when heated. In the process of gas formation and heating the mixture, aldehyde (formaldehyde or paraformaldehyde) and hydrogen peroxide give peroxide compounds (formaldehyde peroxide). Further exothermic decomposition of formaldehyde peroxide and the remainder of hydrogen peroxide occurs as a result of not only thermal decomposition, but also under the action of transition metal cations, at relatively low temperatures (below 80 ° C). The sulfur and hydrogen sulfide compounds contained in the oil in the prefilter zone of the well react with hydrogen peroxide to form sulfoxides, which, in the presence of exothermic decomposition catalysts of hydrogen peroxide, turn into sulfones - neutral, difficult to recover crystalline substances.

Входящие в состав компоненты недефицитны и доступны, выпускаются отечественной промышленностью. При этом в качестве переходных металлов могут быть использованы водные растворы NaMnO₄или Са(MnO₄)₂, CuCl₂ или FeCl₃, и т.д. в количестве 5-6 весовых частей к перекиси водорода.The constituent components are not deficient and available; they are produced by domestic industry. In this case, aqueous solutions of NaMnO ₄ or Ca (MnO ₄ ) ₂ , CuCl ₂ or FeCl ₃ , etc. can be used as transition metals. in the amount of 5-6 weight parts to hydrogen peroxide.

Лабораторные исследования заявляемого состава на эффективность воздействия на ПЗП показали, что перекись водорода в принятой нами концентрации, т.е. 30% концентрации весом 1 кг, при ее разложении выделяет удельное количество тепла в приделах 6148 КДж и пар. При указанной концентрации перекись водорода в объеме 2-3 литра. Е зависимости от диаметра скважины обеспечивает тепловую обработку пристенную зону продуктивного пласта мощностью в 1 м. Но в скважинных условиях его расход увеличивают в 2-3 раза с учетом потери тепла на прогревание технического средства доставки.Laboratory studies of the claimed composition on the effectiveness of the impact on the PPP showed that hydrogen peroxide in our concentration, i.e. 30% of the concentration weighing 1 kg, when it is decomposed, it releases a specific amount of heat in the aisles of 6148 KJ and steam. At the indicated concentration, hydrogen peroxide in a volume of 2-3 liters. E, depending on the diameter of the well, provides heat treatment of the near-wall zone of a productive formation with a capacity of 1 m. But under downhole conditions, its flow rate is increased by a factor of 2-3, taking into account the heat loss due to heating of the delivery vehicle.

Пример конкретного приготовления состава.An example of a specific preparation of the composition.

Заявляемый состав был использован для обработки ПЗП скв. №3469 с диаметром эксплуатационной колонны 146 мм Башкирского яруса, мощность продуктивного пласта - 5 м с трудноизвлекаемыми запасами нефти с большой вязкостью, т.е. с повышенным содержанием асфальтено-смолистыми веществами. При вводе скважины в эксплуатацию ее дебит составлял 12 м³ в сутки. После продолжительной эксплуатации (около 8 лет) дебит снизился и составил 3 м³/сутки.The inventive composition was used to process the PPP well. No. 3469 with a production string diameter of 146 mm in the Bashkirian tier, the reservoir capacity is 5 m with hard-to-recover oil reserves with high viscosity, i.e. with a high content of asphaltene-resinous substances. When a well was commissioned, its flow rate was 12 m ³ per day. After prolonged use (about 8 years), the flow rate decreased and amounted to 3 m ³ / day.

В состав входящие все компоненты для обработки ПЗП выпускаются отечественной промышленностью и использованы в готовом виде.The composition includes all the components for the processing of PPP produced by domestic industry and used in finished form.

Для расчета за основу был взят 30% водный раствор перекиси водорода в объеме 1 литра на 1 м обрабатываемого ПЗП, что составляет 10 частей. В качестве катализатора был использован 10%-ный водный раствор перманганата натрия в количестве 5 весовых частей к перекиси водорода, что составляет 0,5 литра.For the calculation, a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide was taken in a volume of 1 liter per 1 m of treated PZP, which is 10 parts. As a catalyst was used a 10% aqueous solution of sodium permanganate in an amount of 5 parts by weight of hydrogen peroxide, which is 0.5 liters.

Для снижения концентрационных пределов воспламенения нефти в присутствии кислорода был использован формальдегид в количестве 4 весовых частей, что составляет 0,4 литра. С учетом потери тепла на прогревание устройства для доставки в интервал обработки ПЗП расход объема приведенных компонентов состава увеличили в 2 раза. Следовательно, 30% водный раствор перекиси водорода на 5 м толщины продуктивного пласта взяли 10 литров, перманганата натрия - 2,5 литра, а формальдегида 2 литра.To reduce the concentration limits of oil ignition in the presence of oxygen, formaldehyde was used in an amount of 4 parts by weight, which is 0.4 liters. Given the loss of heat for heating the device for delivery to the processing interval of the PPP, the volume flow of the given components of the composition was increased by 2 times. Consequently, a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide per 5 m of the thickness of the reservoir took 10 liters, sodium permanganate - 2.5 liters, and formaldehyde 2 liters.

Доставку состава в скважину осуществляли устройством, содержащим пакер с опорой на забой с имплозионной камерой со сбивным клапаном, два контейнера, разделенных между собой разрушаемой перегородкой, один контейнер для размещения 30%-ного водного раствора перекиси водорода, а другой для катализатора и формальдегида. Разрушение перегородки предусматривалось при посадке пакера, при котором происходило смешивание компонентов состава и интенсивная реакция взаимодействия их. После расчетного времени обработки, что составило 3 часа, разрушением сбивного клапана с помощью имплозионной камеры, в качестве которого была использована полость НКТ, на котором спускали устройство с пакером, продукт обработки извлекли из скважины. После освоения скважины ее дебит повысился до 15 м³ в сутки.The composition was delivered to the well by a device containing a packer supported on the bottom with an implosion chamber with a shut-off valve, two containers separated by a destructible baffle, one container for placing a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide, and the other for the catalyst and formaldehyde. The destruction of the septum was envisaged when the packer was planted, during which the components of the composition were mixed and their reaction intensively interacted. After the estimated processing time, which was 3 hours, by breaking down the knockdown valve using an implosion chamber, the tubing cavity was used as the device with the packer, the treatment product was removed from the well. After well development, its production rate increased to 15 m ³ per day.

Технико-экономическое преимущество предложения заключается в следующем.The technical and economic advantage of the proposal is as follows.

Заявляемый состав предельно малокомпонентен, а по эффективности не уступает аналогам и базовым объектам. Его использование обеспечивает безаварийную обработку ПЗП за счет исключения взрывопожароопсаности.The inventive composition is extremely small component, and in terms of effectiveness, it is not inferior to analogues and basic objects. Its use provides trouble-free processing of PZP by eliminating fire and explosion hazard.

Заявляемый состав, не создавая аварийной ситуации, может быть использован при обработке и верхней части НКТ до 200-300 м от асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО), где обычно такие отложения бывают максимальными. На практике в настоящее время отложения АСПО удаляют с подогретым с помощью ППУ-ЗМ-паропередвижной установкой до 80°С соляродистиллятной смесью, что сильно удорожает обработку. При использовании заявляемого состава необходимость в ГОТУ - 3М отпадает, а затраты на обработку снижаются кратно.The inventive composition, without creating an emergency, can be used in the processing and the upper part of the tubing up to 200-300 m from asphalt-resin-paraffin deposits (AFS), where usually such deposits are maximum. In practice, at present, sediment deposits are removed with a salt-distilled mixture heated up to 80 ° С using PPU-ZM steam-moving unit, which greatly increases the cost of processing. When using the inventive composition, the need for GOTU-3M disappears, and the cost of processing is reduced by a multiple.

Источник информацииSourse of information

1. Патент РФ №2153065, Е 21 В 43/24, 1999 г.1. RF patent No. 2153065, E 21 B 43/24, 1999

2. Патент РФ №2109127, Е 21 В 37/02, 37/00, опубл. в Б.И. №11, 98 г.2. RF patent No. 2109127, E 21 B 37/02, 37/00, publ. in B.I. No. 11, 98

3. Патент США №4867238, Е 21 В 43/24, 19.09.1989 г. (прототип).3. US patent No. 4867238, E 21 In 43/24, 09/19/1989 (prototype).

Claims

Composition for thermochemical treatment of the bottom-hole formation zone with hard-to-recover oil reserves, including a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide and an aqueous solution of a catalyst - a transition metal salt, characterized in that it contains the specified catalyst solution 10% and additionally formaldehyde or paraformaldehyde in the following ratio of components, weight. hours:

30% Aqueous solution of hydrogen peroxide 10

10% Aqueous solution of the specified catalyst 5-6 to hydrogen peroxide

Formaldehyde or Paraformaldehyde 4