RU2496818C2 - Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work - Google Patents

Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work Download PDF

Info

Publication number
RU2496818C2
RU2496818C2 RU2011154734/03A RU2011154734A RU2496818C2 RU 2496818 C2 RU2496818 C2 RU 2496818C2 RU 2011154734/03 A RU2011154734/03 A RU 2011154734/03A RU 2011154734 A RU2011154734 A RU 2011154734A RU 2496818 C2 RU2496818 C2 RU 2496818C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
formation
composition
gel
temperature
zone
Prior art date
Application number
RU2011154734/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011154734A (en
Inventor
Иван Александрович Маринин
Антонина Константиновна Назарова
Сергей Петрович Чегуров
Original Assignee
Иван Александрович Маринин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Александрович Маринин filed Critical Иван Александрович Маринин
Priority to RU2011154734/03A priority Critical patent/RU2496818C2/en
Publication of RU2011154734A publication Critical patent/RU2011154734A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2496818C2 publication Critical patent/RU2496818C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: in selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work based on acrylamide polymer, a cross-linking agent and water, which involves determination of formation parameters for a certain well, experimental determination of characteristics of the above composition, including time of gel formation and static shear stress, calculation of initial pressure gradient, minimum radius of a gel screen and minimum volume of pumped composition, distance Rk in a zone that is located at some distance from injection well working face and where a gel screen shall be formed is set, temperature value is defined for the above distance as per the pre-built diagram of dependence of distribution as per distance in the formation of temperature values calculated considering temperature of pumped water, its pumping rate and time, temperature, porosity and heat conductivity of the formation, and pressure value as per the pre-built diagram of dependence of distribution as per the distance in the formation of pressure values designed as per the specified formula, and composition is selected based on the following conditions: time of gel formation at the temperature determined for the same zone, which is not less than time of composition pumping to that zone of formation, and initial pressure gradient is higher than depression to which the gel will be subject in the same formation zone.
EFFECT: improving processing quality in the formation zone that is distant from the well working face at simultaneous improvement of preservation period of quality of the installed screen due to reducing the influence of depression on gel-forming composition.
1 ex, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам обработки неоднородных нефтяных пластов для увеличения коэффициента охвата их заводнением и соответственно увеличения нефтеотдачи.The invention relates to the field of oil industry, in particular to methods for processing heterogeneous oil reservoirs to increase their coverage by water flooding and, accordingly, increase oil recovery.

Для увеличения коэффициента охвата пласта заводнением используется большой спектр технологий, в том числе потокоотклоняющих, суть которых заключается в селективном создании гидродинамических сопротивлений в высокопроницаемых, промытых водой слоях и увеличении доли воды, вытесняющей нефть из низкопроницаемых нефтенасышенных пропластков. Гидродинамические сопротивления могут создаваться за счет формирования в пласте различного рода структур в виде неорганических и полимерных гидрогелей, образующихся в результате закачки в неоднородный пласт реагентов в виде водных растворов или суспензий.To increase the coefficient of reservoir coverage by water flooding, a wide range of technologies is used, including flow-deflecting ones, the essence of which is the selective creation of hydrodynamic drags in highly permeable, water-washed layers and an increase in the proportion of water displacing oil from low-permeable oil-saturated layers. Hydrodynamic resistances can be created due to the formation of various kinds of structures in the formation in the form of inorganic and polymer hydrogels formed as a result of the injection of reagents into an inhomogeneous formation in the form of aqueous solutions or suspensions.

Известен способ обработки неоднородного нефтяного пласта, направленный на выравнивание профиля приемистости в нагнетательных и ограничения водопритоков в добывающих скважинах, включающий закачку в пласт изолирующего состава на основе полимеров, сшивателя и воды, при этом изолирующий состав до гелеобразования продавливают в пласт на расстояние, обеспечивающее исключение влияния на гель депрессии до безопасного уровня (патент РФ №2169258, E21B 43/22). К недостаткам данного способа следует отнести отсутствие указаний оптимального размера потокоотклоняющего экрана и необходимого объема закачиваемой композиции.A known method of processing a heterogeneous oil reservoir, aimed at equalizing the injectivity profile in injection and limiting water inflows in producing wells, including injecting into the reservoir an insulating composition based on polymers, a crosslinker and water, while the insulating composition is forced into the reservoir for a distance to avoid influence gel depression to a safe level (RF patent No. 2169258, E21B 43/22). The disadvantages of this method include the lack of indications of the optimal size of the diaphragm screen and the required volume of the injected composition.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ выбора полимерной гелеобразующей композиции для повышения нефтеотдачи пластов и водоизоляционных работ на основе полиакриламида, сшивателя и воды, осуществляемый с учетом характеристик пласта и конкретной скважины, экспериментально определенных свойств композиции и расчетных технологических характеристик (патент РФ №2272899, E21B 43/22). Однако, сформированные из таких композиций экраны, устанавливаемые обычно в призабойной зоне, где реализуются самые высокие перепады давлений, в результате высоких нагрузок достаточно быстро разрушаются, что требует повторных обработок и связанных с этим дополнительных затрат. Недостатком технологии обработки призабойной зоны гелеобразующими составами является также необходимость закачки интенсифицирующего состава после формирования геля в пласте с целью снижения гидродинамических сопротивлений в низкопроницаемом пропластке.Closest to the proposed method is a method of selecting a polymer gel-forming composition to enhance oil recovery and waterproofing based on polyacrylamide, a crosslinker and water, carried out taking into account the characteristics of the formation and a specific well, experimentally determined composition properties and calculated technological characteristics (RF patent No. 2272899, E21B 43/22). However, screens formed from such compositions, which are usually installed in the bottomhole zone, where the highest pressure drops are realized, as a result of high loads are destroyed quite quickly, which requires repeated treatments and the associated additional costs. A disadvantage of the technology for treating the bottom-hole zone with gel-forming compositions is also the need to inject an intensifying composition after gel formation in the formation in order to reduce hydrodynamic resistances in the low-permeability layer.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности обработки неоднородных нефтяных пластов для увеличения коэффициента охвата их заводнением и соответственно увеличения нефтеотдачи при использовании гелеобразующей композиции на основе полиакриламида, сшивателя и воды.The problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of processing heterogeneous oil reservoirs to increase their coverage by water flooding and, accordingly, increase oil recovery when using a gelling composition based on polyacrylamide, a crosslinker and water.

Технический результат, достигаемый при осуществлении данного изобретения, заключается в повышении качества обработки в удаленной от забоя скважины зоне пласта при одновременном повышении срока сохранения качества установленного экрана за счет уменьшения влияния депрессии на гелеобразующую композицию до безопасного уровня.The technical result achieved by the implementation of this invention is to improve the quality of processing in the formation zone remote from the bottom of the well while increasing the retention time of the quality of the installed screen by reducing the effect of depression on the gelling composition to a safe level.

Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в способе выбора полимерной гелеобразующей композиции для повышения нефтеотдачи пластов и водоизоляционных работ на основе полимера акриламида, сшивателя и воды, включающем определение параметров пласта для конкретной скважины, экспериментальное определение характеристик указанной композиции, в том числе, времени гелеобразования и статического напряжения сдвига, расчет начального градиента давления, минимального радиуса гелевого экрана и минимального объема закачиваемой композиции, согласно предложенному техническому решению задают расстояние в удаленной от забоя нагнетательной скважины зоне, где должен быть сформирован гелевый экран, осуществляют определение для этого расстояния значения температуры по предварительно построенному графику зависимости распределения по расстоянию в пласте значений температуры, рассчитанных с учетом температуры закаченной воды, скорости и времени ее закачки, температуры, пористости и теплопроводности пласта, и значения давления - по предварительно построенному графику зависимости распределения по расстоянию в пласте значений давления, определенных по расчетной формуле, а выбор композиции производят из условий: время гелеобразования при определенной для данной зоны температуре не меньше времени закачки композиции в эту зону пласта, а начальный градиент давления выше депрессии, которую будет испытывать гель в этой зоне пласта.To solve the problem with the achievement of the specified technical result in the method of selecting a polymer gel-forming composition to increase oil recovery and waterproofing based on a polymer of acrylamide, a crosslinker and water, including determining the parameters of the formation for a particular well, experimental determination of the characteristics of the specified composition, including time gelation and static shear stress, calculation of the initial pressure gradient, the minimum radius of the gel screen and the minimum the volume of the injected composition, according to the proposed technical solution, set the distance in the zone where the gel screen should be formed, remote from the bottom of the injection well, determine the temperature value for this distance according to a previously constructed graph of the distribution of the temperature values calculated according to the temperature over the distance in the formation the injected water, the speed and time of its injection, temperature, porosity and thermal conductivity of the reservoir, and pressure values - precede In accordance with the constructed graph of the dependence of the distribution over the distance in the formation of pressure values determined by the calculation formula, the composition is selected from the conditions: the gelation time at a temperature defined for a given zone is not less than the time the composition was injected into this formation zone, and the initial pressure gradient is higher than the depression, which will test the gel in this area of the reservoir.

Задача решается выполнением следующей совокупности операций:The problem is solved by performing the following set of operations:

1. Задается расстояние RK (радиус удаления) в удаленной от забоя нагнетательной скважины зоне пласта, где планируется формирование гелевого экрана. Как правило, это расстояние задается с учетом сохранения прежней приемистости нагнетательной скважины после обработки.1. The distance R K (removal radius) is set in the formation zone remote from the bottom of the injection well where the gel screen is planned to be formed. As a rule, this distance is set taking into account the preservation of the previous injectivity of the injection well after processing.

2. Рассчитывается распределение температуры в пласте до указанного расстояния с учетом температуры закачиваемой воды и времени ее закачки.2. The temperature distribution in the formation is calculated to the specified distance, taking into account the temperature of the injected water and the time of its injection.

3. Подбирается композиция, время гелеобразования которой при установленной в заданной зоне пласта температуре больше или равно времени закачки ее в эту зону пласта. Определяется градиент давления, который может выдержать композиция без разрушения.3. A composition is selected whose gelation time, when the temperature is set in a given zone of the formation, is greater than or equal to the time it was pumped into this formation zone. The pressure gradient that the composition can withstand without breaking is determined.

4. Рассчитывается величина депрессии, которую будет испытывать гель в условиях пласта на заданном расстоянии от нагнетательной скважины.4. The magnitude of the depression that the gel will experience under reservoir conditions at a given distance from the injection well is calculated.

5. Рассчитывается объем композиции, обеспечивающий протяженность экрана, который выдерживает градиент давления в пласте на заданном расстоянии.5. Calculate the volume of the composition, providing the length of the screen, which withstands the pressure gradient in the reservoir at a given distance.

При расчете оптимальных составов и объемов гелеобразующих композиций необходимо знание реальных температур в зоне установки гелевого экрана.When calculating the optimal compositions and volumes of gel-forming compositions, knowledge of real temperatures in the area of installation of the gel screen is necessary.

В процессе заводнения водой с температурой, меньшей температуры пласта, пласт охлаждается. Определяющими факторами, влияющими на степень охлаждения пласта, является разность между пластовой температурой и температурой воды, поступающей на забой скважины, и приемистость скважины.In the process of water flooding with a temperature lower than the temperature of the formation, the formation is cooled. The determining factors affecting the degree of formation cooling is the difference between the reservoir temperature and the temperature of the water entering the bottom of the well and the injectivity of the well.

Распределение температур в зоне нагнетательной скважины можно посчитать с помощью математической модели расчета поля температур нефтяного пласта «Поле температур», основанной на решении уравнения теплопроводности Фурье в частных производных численными методами (Свидетельство №2001610296 о государственной регистрации программы для ЭВМ от 19.03.2001).The temperature distribution in the injection well zone can be calculated using the mathematical model for calculating the temperature field of the “Temperature Field” oil reservoir, based on the solution of the Fourier heat equation in partial derivatives by numerical methods (Certificate No. 2001610296 on state registration of computer programs dated March 19, 2001).

Оптимальный состав композиции определяют экспериментально с учетом времени гелеобразования композиции при температуре в заданной зоне пласта. При этом реагенты подбирают таким образом, чтобы время начала гелеобразования при температуре пласта было не меньше времени доставки оторочки композиции в заданную зону пласта. Время гелеобразования при заданной температуре, зависящее от свойств исходных компонентов и их концентрации в композиции, определяют с помощью реометров по известным методикам. Время доставки композиции в заданную зону пласта зависит от приемистости скважины.The optimal composition composition is determined experimentally taking into account the gelation time of the composition at a temperature in a given zone of the formation. In this case, the reagents are selected in such a way that the gelation start time at the formation temperature is not less than the delivery time of the composition rim to the specified formation zone. The gelation time at a given temperature, depending on the properties of the starting components and their concentration in the composition, is determined using rheometers according to known methods. The delivery time of the composition to a given zone of the reservoir depends on the injectivity of the well.

Для выбранной композиции определяют прочностные характеристики.Strength characteristics are determined for the selected composition.

После формирования и упрочнения структуры в пласте композиция должна обладать требуемой механической прочностью или статическим напряжением сдвига (СНС), и выдерживать те градиенты давления Δ P l

Figure 00000001
(Па/м), которые воздействуют на нее в пласте. Градиент давления, который полимерный гель выдерживает без разрушения, пропорционален СНС и обратно пропорционален характерному размеру проводящих каналов. В случае пористой среды характерным размером является величина 32 K m
Figure 00000002
, где K - проницаемость, a m - пористость. Для круглых каналов - это диаметр, а для трещин - ширина раскрытия трещин.After the formation and hardening of the structure in the reservoir, the composition must have the required mechanical strength or static shear stress (SSS), and withstand those pressure gradients Δ P l
Figure 00000001
(Pa / m) that affect it in the reservoir. The pressure gradient that the polymer gel can withstand without destruction is proportional to the SNA and inversely proportional to the characteristic size of the conductive channels. In the case of a porous medium, the characteristic size is 32 K m
Figure 00000002
where K is the permeability, am is the porosity. For round channels, this is the diameter, and for cracks, the width of the crack opening.

СНС (τ) определяют методом ротационной вискозиметрии в режиме постоянного напряжения сдвига с помощью специальных реометров.SNA (τ) is determined by the method of rotational viscometry in the constant shear stress mode using special rheometers.

Выбирают ту композицию, для которой начальный градиент давления выше депрессии, которую будет испытывать гель в условиях пласта на заданном расстоянии.Choose the composition for which the initial pressure gradient is higher than the depression that the gel will experience in the formation at a given distance.

Причем начальный градиент давления рассчитывают из следующих соотношений:Moreover, the initial pressure gradient is calculated from the following relationships:

ΔP/l=τ(m/2k)0.5 - для порового коллектора;ΔP / l = τ (m / 2k) 0.5 - for the pore collector;

ΔP/l=τ/1,02b - для трещиноватого коллектора,ΔP / l = τ / 1,02b - for a fractured reservoir,

где:Where:

ΔР/l - начальный градиент давления, Па/мΔР / l - initial pressure gradient, Pa / m

τ - статическое напряжение сдвига, Паτ is the static shear stress, Pa

m - пористостьm - porosity

k - проницаемость, м2 k - permeability, m 2

b - ширина раскрытия трещин, м.b - crack opening width, m

Распределение градиентов давления по пласту рассчитывается для конкретной скважины по уравнению Дюпюи (частное решение закона Дарси):The distribution of pressure gradients in the reservoir is calculated for a particular well using the Dupuis equation (a particular solution to Darcy's law):

Q = 2 π k h Δ ρ μ ln ( R k R c )

Figure 00000003
или в общем виде ΔP/l=Q·µ/k·2π·h·Rk, где Q = 2 π k h Δ ρ μ ln ( R k R c )
Figure 00000003
or in general form ΔP / l = Q · µ / k · 2π · h · R k , where

Q - приток жидкости, м3Q - fluid flow, m 3 / s

k - проницаемость, м2 k - permeability, m 2

h - мощность пласта, мh - reservoir thickness, m

Rk - радиус удаления, мR k is the radius of removal, m

Rс - радиус скважины, мR with - well radius, m

Δp - разность пластового и забойного давлений, ПаΔp is the difference between reservoir and bottomhole pressures, Pa

µ - вязкость, Па·с.µ is the viscosity, Pa · s.

В соответствии с уравнением Дюпюи при плоскорадиальном режиме течения градиент давления как функция радиуса изменяется по логарифмическому закону. Распределение градиентов давлений зависит от радиуса удаления от нагнетательной скважины, а максимальные градиенты давления реализуются в прискважинной зоне. Это означает, что протяженность гелевого экрана в удаленной зоне пласта может быть меньше, чем в прискважинной зоне.In accordance with the Dupuis equation for a plane-radial flow regime, the pressure gradient as a function of radius changes according to the logarithmic law. The distribution of pressure gradients depends on the radius of the distance from the injection well, and the maximum pressure gradients are realized in the near-wellbore zone. This means that the length of the gel screen in the remote zone of the formation may be less than in the near-well zone.

В экспериментах установлено, что полимерные гели выдерживают градиент давления в поровом коллекторе 20-100 атм/м (~20·105-100·105 Па/м). При наличие трещин этот показатель уменьшается в 2-3 раза.It was established in experiments that polymer gels withstand a pressure gradient in a pore reservoir of 20-100 atm / m (~ 20 · 10 5 -100 · 10 5 Pa / m). In the presence of cracks, this indicator decreases by 2-3 times.

При расчете объемов закачиваемой композиции необходимо учитывать, что он должен быть такой, чтобы гелевый экран в зоне обработки выдерживал действующий на него перепад давления. На основании полученных лабораторных данных и параметров пласта рассчитывают минимальный радиус гелевого экрана из соотношения:When calculating the volume of the injected composition, it must be taken into account that it must be such that the gel screen in the processing zone withstands the pressure drop acting on it. Based on the obtained laboratory data and formation parameters, the minimum radius of the gel screen is calculated from the ratio:

Rэ≥[Pпл-Pзаб]/(ΔP/l),R e ≥ [P PL -P Zab ] / (ΔP / l),

где:Where:

Rэ - минимальный радиус гелевого экрана, м;R e - the minimum radius of the gel screen, m;

Pпл - пластовое давление, Па;P PL - reservoir pressure, Pa;

Pзаб - забойное давление, Па;P zab - bottomhole pressure, Pa;

ΔP/l - начальный градиент давления, Па/м.ΔP / l - initial pressure gradient, Pa / m.

Далее рассчитывают минимальный объем композиции, необходимый для формирования гелевого экрана, по формуле:Next, calculate the minimum volume of the composition necessary for the formation of a gel screen, according to the formula:

V к о м = π ( R э + R с ) 2 h m π h m R c 2

Figure 00000004
, где: V to about m = π ( R uh + R from ) 2 h m - π h m R c 2
Figure 00000004
where:

Vком - минимальный объем закачиваемой композиции, м3;V com - the minimum volume of the injected composition, m 3 ;

Rэ - минимальный радиус гелевого экрана, м;R e - the minimum radius of the gel screen, m;

Rс - радиус скважины, м;R with - well radius, m;

h - толщина пласта, м;h is the thickness of the reservoir, m;

m - пористость пласта.m is the porosity of the reservoir.

Пример 1.Example 1

1. Допустим расстояние Rк для установки гелевого экрана составляет 50 м, что позволит полностью сохранить приемистость нагнетательной скважины после обработки.1. Assume that the distance R k for installing the gel screen is 50 m, which will completely preserve the injectivity of the injection well after treatment.

2. Рассчитывается распределение температур в пласте до указанного расстояния с учетом температуры закачиваемой воды и времени ее закачки.2. The temperature distribution in the reservoir is calculated to the specified distance, taking into account the temperature of the injected water and the time of its injection.

Пусть:Let be:

Температура закачиваемой воды = 25°CInjection water temperature = 25 ° C

Температура в пласте = 91°CReservoir temperature = 91 ° C

Скорость закачки воды = 52 м3/сутWater injection rate = 52 m 3 / day

Время закачки = 5 летDownload time = 5 years

Пористость пласта = 0,2 ед.Formation porosity = 0.2 units

Теплопроводность пласта = 2,0 Вт/м KFormation thermal conductivity = 2.0 W / m K

Теплоемкость в водном слое = 0,5 Втч/кг KHeat capacity in the water layer = 0.5 Wh / kg K

Зависимость температуры в пласте от расстояния от скважины и времени закачки воды приведена на фиг. 1. Как видно из приведенного графика, несмотря на высокую начальную пластовую температуру (91°C), в зоне установки гелевого экрана (Rк=50 м), пласт охлаждается до 30-35°C.The dependence of the temperature in the reservoir on the distance from the well and the time of water injection is shown in FIG. 1. As can be seen from the graph, despite the high initial reservoir temperature (91 ° C), in the installation area of the gel screen (R k = 50 m), the reservoir is cooled to 30-35 ° C.

3. Подбирается композиция «полимер + сшиватель», время гелеобразования которой при данной температуре больше или равно времени закачки ее в определенную зону пласта (50 м). Композиция подбирается на основании экспериментальных данных. Для этого готовятся образцы растворов, входящих в композицию с различными концентрациями полимера и сшивателя. Проводится тестирование данных композиций на определение времени гелеобразования при температуре 35°C. Время гелеобразования определяется с помощью прибора «Релаксометр».3. The composition "polymer + crosslinker" is selected, the gelation time of which at a given temperature is greater than or equal to the time it was pumped into a certain zone of the formation (50 m). The composition is selected based on experimental data. For this, samples of solutions are prepared that are included in the composition with different concentrations of the polymer and crosslinker. Testing of these compositions to determine the gelation time at a temperature of 35 ° C. The gel time is determined using the Relaxometer.

В композиции «полимер + сшиватель» используют гидролизованные полимеры, например, полиакриломид, а в качестве сшивателя могут быть использованы соли трехвалентных металлов органических кислот, например, ацетат хрома, пропинат хрома и другие. Пусть время гелеобразования выбранной композиции при температуре 35°C составляет 24 часа. В результате фильтрационных исследований, проведенных в лабораторных условиях на модели пласта устанавливается значение начального градиента давления, которое выдерживает данная композиция в поровом коллекторе и трещине. Для этого отобранная композиция тестируется в поровом коллекторе (трещине) на насыпной модели пласта (модели трещины) с проницаемомостью, близкой к пластовой. Модель пласта готовится из кварцевого песка с добавлением определенного количества молотого кварца с целью подбора необходимой проницаемости (модель трещины изготавливается в виде капилляра из нержавеющей трубки с диаметром, моделирующим раскрытость трещины). Песчаная модель пласта помещается в кернодержатель и насыщается водой. Затем в модельный керн закачивается выбранная композиция в количестве, необходимом для заполнения всего объема пор. Кернодержатель с композицией помещается в термошкаф с температурой 35°C на 24 часа (время гелеобразования композиции). После чего через керн прокачивается вода при расходе, реализуемом в зоне установки гелевого экрана, с замером давления закачки. Начальным градиентом давления ΔP/l для полимерной композиции является давление, при котором начинается фильтрация воды через гель. Для данного примера установлено, что начальный градиент давления для выбранной композиции в поровом коллекторе равен 20 атм/м (~20·105 Па/м) и 5 атм/м (~5·105 Па/м) в трещине.In the composition “polymer + crosslinker” hydrolyzed polymers, for example, polyacrylomide, are used, and salts of trivalent metals of organic acids, for example, chromium acetate, chromium propinate and others, can be used as a crosslinker. Let the gelation time of the selected composition at a temperature of 35 ° C be 24 hours. As a result of filtration studies conducted in laboratory conditions, the value of the initial pressure gradient that this composition withstands in the pore reservoir and fracture is established on the reservoir model. For this, the selected composition is tested in a pore reservoir (fracture) on a bulk reservoir model (fracture model) with permeability close to the reservoir. The reservoir model is prepared from quartz sand with the addition of a certain amount of ground quartz in order to select the required permeability (the fracture model is made in the form of a stainless steel capillary with a diameter simulating the crack opening). The sand model of the formation is placed in a core holder and saturated with water. Then, the selected composition is pumped into the model core in the amount necessary to fill the entire pore volume. The core holder with the composition is placed in a heating cabinet with a temperature of 35 ° C for 24 hours (gelation time of the composition). Then, water is pumped through the core at a flow rate realized in the installation area of the gel screen, with the measurement of the injection pressure. The initial pressure gradient ΔP / l for the polymer composition is the pressure at which the filtration of water through the gel begins. For this example, it was found that the initial pressure gradient for the selected composition in the pore reservoir is 20 atm / m (~ 20 · 10 5 Pa / m) and 5 atm / m (~ 5 · 10 5 Pa / m) in the fracture.

4. Рассчитывается градиент давления в пласте на расстояния Rк от нагнетательной скважины. Распределение градиентов давления по пласту при увеличении расстояния от нагнетательной скважины представлено на фиг. 2 для исходных данных:4. The pressure gradient in the reservoir is calculated at a distance R to from the injection well. The distribution of pressure gradients across the reservoir with increasing distance from the injection well is shown in FIG. 2 for the source data:

k=4·10-12 м2 k = 4 · 10 -12 m 2

h=2,0 мh = 2.0 m

Rk=50 мR k = 50 m

Rc=0,1 мR c = 0.1 m

Δp=Pпл-Pзаб=50 атм (~50·105 Па)Δp = P PL -P Zab = 50 atm (~ 50 · 10 5 Pa)

µ=2·106 Па·сµ = 2 · 10 6 Pa · s

Q=10 м3Q = 10 m 3 / s

Расчеты показывают, что при удалении от нагнетательной скважин на 50 м градиент давления уменьшается с 23 атм/м (~23·105 Па/м) до 0,06 атм/м (~6·103 Па/м).Calculations show that with a distance of 50 m from the injection wells, the pressure gradient decreases from 23 atm / m (~ 23 · 10 5 Pa / m) to 0.06 atm / m (~ 6 · 10 3 Pa / m).

Выбранная в результате экспериментальных исследований композиция удовлетворяет по прочности с большим запасом.The composition selected as a result of experimental studies satisfies the strength with a large margin.

5. Рассчитывается минимальный объем композиции.5. The minimum volume of the composition is calculated.

а) минимальный радиус экрана для призабойной зоны составит:a) the minimum screen radius for the bottomhole zone is:

Rэ≥[Рплзаб]/(ΔP/l)R e ≥ [P PL -P Zab ] / (ΔP / l)

- для порового коллектора Rэ=50/20=2,5 м;- for a pore collector R e = 50/20 = 2.5 m;

- для трещины Rэ=50/5=10 м;- for a crack R e = 50/5 = 10 m;

б) минимальный объем композиции:b) the minimum volume of the composition:

V к о м = π ( R э + R с ) 2 h m π h m R c 2

Figure 00000004
V to about m = π ( R uh + R from ) 2 h m - π h m R c 2
Figure 00000004

- для порового коллектора:- for pore collector:

Vком=3,14·(2,5+0,1)2·2·0,2-3,14·2·0,2·0,12=8,49-0,01256=8,5 м3 V com = 3.14 · (2.5 + 0.1) 2 · 2 · 0.2-3.14 · 2 · 0.2 · 0.1 2 = 8.49-0.01256 = 8.5 m 3

- для трещины:- for a crack:

Vком=3,14·(10+0,1)2·2·0,2-3,14·2·0,2·0,12=128,1-0,01256=128 м3 V com = 3.14 · (10 + 0.1) 2 · 2 · 0.2-3.14 · 2 · 0.2 · 0.1 2 = 128.1-0.01256 = 128 m 3

Таким образом, для выбранной композиции с указанной прочностью и при перепаде давлений между пластовым и забойным, равным 50 атм (~50·105 Па), закачиваемый объем должен составить для порового коллектора 8,5 м3 и 128 м3 для трещины. С учетом адсорбционных явлений и диффузионных процессов в пласте закачиваемый объем композиции увеличивают в 5-10 раз (в зависимости от расстояний, на которые проталкивается композиция).Thus, for the selected composition with the indicated strength and at a pressure difference between the reservoir and bottomhole equal to 50 atm (~ 50 · 10 5 Pa), the injected volume should be 8.5 m 3 and 128 m 3 for the fracture for the pore collector. Taking into account the adsorption phenomena and diffusion processes in the formation, the injected volume of the composition is increased by 5-10 times (depending on the distances over which the composition is pushed).

Способ прошел опытно-промышленные испытания, результаты которых показали положительный эффект, выразившийся в снижении обводненности продукции добывающих скважин окружения.The method has passed pilot tests, the results of which have shown a positive effect, expressed in a decrease in the water cut in the production of production wells of the environment.

Для реализации опытно-промышленных работ по установке гелевого экрана в удаленной зоне был выделен промышленный участок, состоящий из одной нагнетательной скважины №15243 и семи скважин окружения Приобского месторождения. Наглядно участок представлен на фиг.3.For the implementation of pilot industrial works on the installation of a gel screen in a remote area, an industrial area was selected consisting of one injection well No. 15243 and seven surrounding wells of the Priobskoye field. Clearly, the plot is presented in figure 3.

Анализ основных геолого-физических характеристик коллектора позволяет сделать следующие выводы:Analysis of the main geological and physical characteristics of the reservoir allows us to draw the following conclusions:

1) Пласт преимущественно представлен песчаником с глинистыми включениями.1) The formation is mainly represented by sandstone with clay inclusions.

Средние значения характеристик пласта:The average values of the characteristics of the reservoir:

- пористость (m) 0,136- porosity (m) 0.136

- проницаемость (k) 5,9 м2 - permeability (k) 5.9 m 2

- мощность пласта (h) 18 м- reservoir thickness (h) 18 m

2) Отмечается высокая расчлененность разреза (Кр=5), что косвенно обосновывает лавинообразное обводнения продукции.2) There is a high dissection of the section (Kp = 5), which indirectly justifies the avalanche-like flooding of the products.

3) Помимо высокой послойной неоднородности, можно отметить ярко выраженную, проницаемостную неоднородность (коэф. вар. = 1,23).3) In addition to high layer-by-layer heterogeneity, a pronounced, permeability heterogeneity can be noted (coefficient. Var. = 1.23).

4) Коллектор достаточно сильно заглинизирован (Кглин. = 10,35%).4) The collector is highly clogged (Clin. = 10.35%).

На момент обработки скв. №15243 обводненность продукции окружения составляет 73,8%. Обводнение продукции происходило лавинообразно:At the time of processing wells. No. 15243 the water content of the environment is 73.8%. Flooding of products took place like an avalanche:

- с мая по сентябрь 2007 года (с 10% до 30%)- from May to September 2007 (from 10% to 30%)

- с января по апрель 2008 года (с 23% по 44%)- from January to April 2008 (from 23% to 44%)

- с декабря 2009 года по июнь 2010 года (с 52% до 70%).- from December 2009 to June 2010 (from 52% to 70%).

Обводнение продукции связано с высокой расчлененностью и наличием сети техногенных трещин.Waterlogging of products is associated with high fragmentation and the presence of a network of technogenic cracks.

Для снижения количества попутно-добываемой воды и увеличения конечной нефтеотдачи, была рекомендована технология по выравниванию профиля приемистости, путем установки гелевого экрана в удаленной зоне.To reduce the amount of produced water and increase the final oil recovery, a technology was recommended to align the injectivity profile by installing a gel screen in a remote area.

Закачка сшивающейся полимерной системы (СПС) в пласт была начата 08.09.2011 г. при начальном устьевом давлении Рнач=116 атм ((~116·105 Па) и приемистости скважины 256 м3/сут. В пласт было закачено 987 м3 потокоотклоняющей композиции с концентрацией полимера Спаа=0,5% и концентрацией сшивателя Сах=0,05%. Время гелеобразования этой композиции было определено экспериментально в условиях лаборатории и составило 16 полных суток.The injection of a crosslinkable polymer system (SPS) into the formation was started on September 8, 2011 with an initial wellhead pressure of P beginning = 116 atm ((~ 116 · 10 5 Pa) and a well injectivity of 256 m 3 / day. 987 m 3 was injected into the formation flow-deflecting composition with a polymer concentration of C paa = 0.5% and a crosslinker concentration of C ax = 0.05%. The gelation time of this composition was determined experimentally in the laboratory and amounted to 16 full days.

Закачка указанного выше объема осуществлялась в течение шести полных суток и была прекращена 14.09.2011 г. Композиция была успешно закачана в полном объеме.The injection of the above volume was carried out for six full days and was discontinued on September 14, 2011. The composition was successfully downloaded in full.

После закачки полимерной системы в пласт была осуществлена продавка композиции водой. Объем закачиваемой воды Vводы, необходимый для проталкивания гелеобразующей композиции на заданное от забоя скважины расстояние, определяется из соотношения V в о д ы = π ( R к + R с ) 2 h m π R c 2 h m

Figure 00000005
, м3 где Rк - заданное расстояние, на котором устанавливается экран, м; Rс - радиус скважины, м; h - толщина пласта, м; m - пористость пласта. Для продавки раствора полимерной композиции в глубь пласта было закачено 1000 м3 воды. Закачка воды производилась в течение 10 суток. При этом композиция была продвинута на расстояние 17-20 м от нагнетательной скважины. После продавки скважина была остановлена на 24 часа для процесса гелеобразования и укрепления гелевого экрана.After the polymer system was pumped into the formation, the composition was sold with water. The volume of injected water V water required to push the gelling composition to a distance specified from the bottom of the well is determined from the ratio V at about d s = π ( R to + R from ) 2 h m - π R c 2 h m
Figure 00000005
, m 3 where R to - a given distance at which the screen is installed, m; R with - well radius, m; h is the thickness of the reservoir, m; m is the porosity of the reservoir. To sell a solution of the polymer composition into the reservoir, 1000 m 3 of water was pumped. Water injection was carried out for 10 days. In this case, the composition was advanced at a distance of 17-20 m from the injection well. After the sale, the well was stopped for 24 hours for the gelation process and gel screen strengthening.

После пуска скважины была замерена приемистость, которая снизилась незначительно и составила 245 м3/сут. Следует заметить, что при установке гелевого экрана в призабойной зоне приемистость изменяется сильно, а при установке экрана в удаленной зоне практически не меняется. Сохранение приемистости является положительным фактором предлагаемого способа, т.к. при его осуществлении не требуется закачка интенсифицирующего состава.After the start-up of the well, the injectivity was measured, which decreased slightly and amounted to 245 m 3 / day. It should be noted that when installing a gel screen in the bottom-hole zone, the injectivity varies greatly, and when installing the screen in the remote zone, it practically does not change. Preservation of throttle response is a positive factor of the proposed method, because its implementation does not require the injection of an intensifying composition.

Анализ основных технологических параметров работы скважин окружения показал, что в течение месяца эксплуатации по добывающим скважинам наблюдалось снижение попутно добываемой воды на 1,2%, что указывает на проявление технологического эффекта при установке в удаленной зоне пласта экрана, сформированного из выбранной предложенным способом полимерной гелеобразующей композиции.The analysis of the main technological parameters of the operation of the environment wells showed that during the month of operation in the production wells, a decrease in produced water was observed by 1.2%, which indicates the manifestation of the technological effect when a screen is formed in the remote zone of the reservoir, formed from the polymer gel-forming composition selected by the proposed method .

Расчет прогнозных показателей разработки и планируемой дополнительной добычи показывает, что за месяц эксплуатации произойдет снижение попутно добываемой воды на 0,5%, т.е. по факту наблюдается более интенсивное снижение попутно добываемой воды, чем при расчете, и как следствие увеличение добычи нефти.The calculation of the forecast development indicators and the planned additional production shows that during the month of operation there will be a decrease in the produced water by 0.5%, i.e. in fact, there is a more intense decrease in produced water than in the calculation, and as a result, an increase in oil production.

Claims (1)

Способ выбора полимерной гелеобразующей композиции для повышения нефтеотдачи пластов и водоизоляционных работ на основе полимера акриламида, сшивателя и воды, включающий определение параметров пласта для конкретной скважины, экспериментальное определение характеристик указанной композиции, в том числе времени гелеобразования и статического напряжения сдвига, расчет начального градиента давления, минимального радиуса гелевого экрана и минимального объема закачиваемой композиции, отличающийся тем, что задают расстояние Rk в удаленной от забоя нагнетательной скважины зоне, где должен быть сформирован гелевый экран, осуществляют определение для этого расстояния значения температуры по предварительно построенному графику зависимости распределения по расстоянию в пласте значений температуры, рассчитанных с учетом температуры закаченной воды, скорости и времени ее закачки, температуры, пористости и теплопроводности пласта, и значения давления - по предварительно построенному графику зависимости распределения по расстоянию в пласте значений давления, рассчитанных по формуле
ΔP/l=Q·µ/k·2π·h·Rk,
где Q - приток жидкости, м3/с,
k - проницаемость, м2,
h - мощность пласта, м,
Rk - радиус удаления, м,
µ - вязкость, Па·с,
а выбор композиции производят из условий: время гелеобразования при определенной для данной зоны температуре не меньше времени закачки композиции в эту зону пласта, а начальный градиент давления выше депрессии, которую будет испытывать гель в этой зоне пласта.
A method for selecting a polymer gel-forming composition to enhance oil recovery and waterproofing based on a polymer of acrylamide, a crosslinker and water, including determining the parameters of the formation for a particular well, experimentally characterizing the composition, including gelation time and static shear stress, calculating the initial pressure gradient, gel minimum radius of the screen and the minimum volume of the injected composition, characterized in that the distance is set to R k removed the zone where the gel screen is to be formed from the bottom of the injection well, the temperature values are determined for this distance according to a previously constructed graph of the distribution of the temperature values calculated according to the temperature of the injected water, speed and time of injection, temperature, porosity and thermal conductivity of the formation, and pressure values - according to a previously constructed graph of the distribution of pressure values over the distance in the formation, calculated according to the formula
ΔP / l = Q · µ / k · 2π · h · R k ,
where Q is the flow of fluid, m 3 / s,
k - permeability, m 2 ,
h is the thickness of the reservoir, m,
R k is the radius of removal, m,
µ - viscosity, Pa · s,
and the composition is selected from the conditions: the gelation time at a temperature defined for a given zone is not less than the time the composition is injected into this formation zone, and the initial pressure gradient is higher than the depression that the gel will experience in this formation zone.
RU2011154734/03A 2011-12-30 2011-12-30 Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work RU2496818C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011154734/03A RU2496818C2 (en) 2011-12-30 2011-12-30 Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011154734/03A RU2496818C2 (en) 2011-12-30 2011-12-30 Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011154734A RU2011154734A (en) 2013-07-10
RU2496818C2 true RU2496818C2 (en) 2013-10-27

Family

ID=48787535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011154734/03A RU2496818C2 (en) 2011-12-30 2011-12-30 Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2496818C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597593C1 (en) * 2015-06-25 2016-09-10 Фарит Фазитович Мухамедьянов Method for balancing injection well water-intake capacity profile and restriction of water influx to production wells
RU2777820C1 (en) * 2021-08-02 2022-08-11 Общество с ограниченной ответственностью "Тюменский нефтяной научный центр" (ООО "ТННЦ") Method for oil deposit development

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111269703B (en) * 2020-03-11 2023-05-09 西南石油大学 Intelligent steering agent for coal bed gas exploitation and preparation method thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4915170A (en) * 1989-03-10 1990-04-10 Mobil Oil Corporation Enhanced oil recovery method using crosslinked polymeric gels for profile control
US5133408A (en) * 1991-05-31 1992-07-28 Marathon Oil Company Rate controllable gel for conformance improvement treatment in a subterranean hydrocarbon-bearing formation
RU2086757C1 (en) * 1995-02-21 1997-08-10 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Oil production method
RU2139419C1 (en) * 1998-07-13 1999-10-10 Открытое акционерное общество "Сибирская инновационная нефтяная корпорация" Method for development of oil deposit at late stage of operation
RU2169258C1 (en) * 2000-11-15 2001-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТАТРОЙЛ" Method of equalization of injectivity profile in injection wells and restriction of water inflows to producing wells
RU2180039C2 (en) * 2000-02-14 2002-02-27 Кабо Владимир Яковлевич Method of selecting gelating compositions for increasing oil recovery of strata
RU2272899C1 (en) * 2004-08-18 2006-03-27 Елена Александровна Румянцева Method for polymeric gel-forming composition choice to increase reservoir recovery and perform waterproofing works

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4915170A (en) * 1989-03-10 1990-04-10 Mobil Oil Corporation Enhanced oil recovery method using crosslinked polymeric gels for profile control
US5133408A (en) * 1991-05-31 1992-07-28 Marathon Oil Company Rate controllable gel for conformance improvement treatment in a subterranean hydrocarbon-bearing formation
RU2086757C1 (en) * 1995-02-21 1997-08-10 Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности Oil production method
RU2139419C1 (en) * 1998-07-13 1999-10-10 Открытое акционерное общество "Сибирская инновационная нефтяная корпорация" Method for development of oil deposit at late stage of operation
RU2180039C2 (en) * 2000-02-14 2002-02-27 Кабо Владимир Яковлевич Method of selecting gelating compositions for increasing oil recovery of strata
RU2169258C1 (en) * 2000-11-15 2001-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "ТАТРОЙЛ" Method of equalization of injectivity profile in injection wells and restriction of water inflows to producing wells
RU2272899C1 (en) * 2004-08-18 2006-03-27 Елена Александровна Румянцева Method for polymeric gel-forming composition choice to increase reservoir recovery and perform waterproofing works

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РУМЯНЦЕВА Е.А. др. Обоснование выбора составов и композиций для различных технологий в нефтедобыче, Тр. МТС. - М., 2003. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597593C1 (en) * 2015-06-25 2016-09-10 Фарит Фазитович Мухамедьянов Method for balancing injection well water-intake capacity profile and restriction of water influx to production wells
RU2777820C1 (en) * 2021-08-02 2022-08-11 Общество с ограниченной ответственностью "Тюменский нефтяной научный центр" (ООО "ТННЦ") Method for oil deposit development

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011154734A (en) 2013-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200355598A1 (en) Method for dynamic imbibition capacity of shale
Jia et al. The potential of using Cr3+/salt-tolerant polymer gel for well workover in low-temperature reservoir: Laboratory investigation and pilot test
Ding et al. Dynamic threshold pressure gradient in tight gas reservoir
RU2324810C2 (en) Method for determining dimensions of formation hydraulic fracture
CN107735668A (en) Method for determining the unconventional liquid imbibition in low-permeability material
Suleimanov et al. Novel polymeric nanogel as diversion agent for enhanced oil recovery
Li Mechanics and fracturing techniques of deep shale from the Sichuan Basin, SW China
Li et al. Experimental study on influencing factors of acid-fracturing effect for carbonate reservoirs
Wang et al. An investigation of fluid leak-off due to osmotic and capillary effects and its impact on micro-fracture generation during hydraulic fracturing stimulation of gas shale
Wang et al. Experimental investigation on the filtering flow law of pre-gelled particle in porous media
Lüftenegger et al. Operational challenges and monitoring of a polymer pilot, Matzen field, Austria
Salehi et al. Rheological and transport properties of sulfonated polyacrylamide hydrogels for water shutoff in porous media
Sergeev et al. Experimental research of the colloidal systems with nanoparticles influence on filtration characteristics of hydraulic fractures
Feng et al. Experimental and numerical study of gel particles movement and deposition in porous media after polymer flooding
Brattekås et al. Water leakoff during gel placement in fractures: extension to oil-saturated porous media
RU2639341C1 (en) Method for development of nonuniform permeability reservoirs
RU2496818C2 (en) Selection method of polymer gel-forming composition to increase oil recovery of formations and waterproofing work
Alarji et al. The impact of effective tortuosity on carbonate acidizing and the validation of Damköhler and Péclet dimensionless phase space
Johnson et al. Confirmation of Polymer Viscosity Retention at the Captain Field Through Wellhead Sampling
EA008533B1 (en) Method of selecting polymer gel-forming composition for increase oil recovery and carrying out water-shutoff operation
Zhou et al. Stress-dependent permeability of carbonate rock and its implication to CO2 sequestration
Borisenko et al. Dynamic Fluid Diversion with Advanced Pressure Monitoring Technique–New Era of Multistage Refracturing in Conventional Reservoirs of Western Siberia
CN112031719A (en) Reservoir development mode optimization method based on starting pressure under flow coefficient
Zhang et al. Experimental study of small-sized polymeric microgel (SPM) in low-or median-permeability reservoirs
Shangguan et al. The effect of physical property change on the water flooding development in Changqing oilfield Jurassic low permeability reservoir

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160303

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20170112