RU2555975C1 - Method to treat bottomhole area of production well - Google Patents

Method to treat bottomhole area of production well Download PDF

Info

Publication number
RU2555975C1
RU2555975C1 RU2014130975/03A RU2014130975A RU2555975C1 RU 2555975 C1 RU2555975 C1 RU 2555975C1 RU 2014130975/03 A RU2014130975/03 A RU 2014130975/03A RU 2014130975 A RU2014130975 A RU 2014130975A RU 2555975 C1 RU2555975 C1 RU 2555975C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
oil
surfactant
adsorption layer
concentration
Prior art date
Application number
RU2014130975/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рустам Шафкатович Салихов
Юрий Вавилович Пахаруков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" (ТюмГНГУ)
Priority to RU2014130975/03A priority Critical patent/RU2555975C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555975C1 publication Critical patent/RU2555975C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.SUBSTANCE: method includes the detection of dependence between an adsorption layer structure and the concentration of non-ionogenic surfactant. The concentration of the surfactant in an aqueous solution of the non-ionogenic surfactant is accepted on the condition of formation of an "island" adsorption layer on the surface of the rock - alternating hydrophilic sections of an oil reservoir surface and hydrophobic sections of absorbed molecules of the surfactant providing for structuring of oil drops in the flow. A well is selected for the operation. Control measurements of yield, well head and bottom hole pressures are carried out. The wells are investigated at stabilised and transient conditions. An acid-containing solution is pumped to the well bottom hole. Then the acid-containing solution is removed from the well by well flushing with oil. Then a packer device is installed into the well. Further pumping of a water-removing composition is carried out, as well as the aqueous solution of non-ionogenic surfactant, displacing fluid into the production well. The well is soaked, and then oil is uptaken via production wells.EFFECT: increased efficiency of treatment due to the development of a structured adsorption layer of surfactants in a bed.1 ex, 5 tbl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам обработки призабойной зоны скважин.The invention relates to the oil industry, in particular to methods for processing bottom-hole zone of wells.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ увеличения нефтеотдачи пласта, включающий закачку водного раствора поверхностно-активного вещества, продавочной жидкости и последующий отбор жидкости через добывающие скважины [RU 94025398 А1, МПК 6 Е21В 43/27, опубликовано 10.06.1996].Closest to the proposed invention in technical essence is a method of increasing oil recovery, including the injection of an aqueous solution of a surfactant, displacement fluid and subsequent fluid withdrawal through production wells [RU 94025398 A1, IPC 6 ЕВВ 43/27, published on 10.06.1996].

Недостатком этого способа является отсутствие учета структуры образовавшегося адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ, что снижает потенциальную эффективность метода.The disadvantage of this method is the lack of consideration of the structure of the formed adsorption layer of surfactants, which reduces the potential effectiveness of the method.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение эффективности способа разработки нефтяных месторождений заводнением, при этом увеличивается количество нефти и уменьшается количество воды в продукции добывающей скважины.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the method of developing oil fields by water flooding, while the amount of oil increases and the amount of water in the production of the producing well decreases.

Технический результат достигается тем, что способ обработки призабойной зоны добывающей скважины включает определение зависимости структуры адсорбционного слоя от концентрации неионогенного поверхностно-активного вещества, при этом концентрацию поверхностно-активного вещества в водном растворе неионогенного поверхностно-активного вещества принимают из условия образования «островкового» адсорбционного слоя на поверхности породы - чередующихся гидрофильных участков поверхности нефтяного коллектора и гидрофобных участков адсорбированных молекул поверхностно-активного вещества, обеспечивающих структурирование капель нефти в потоке, выбор скважины для проведения операции, проведение контрольных замеров дебита, устьевых и забойных давлений, исследования скважины на установившихся и неустановившихся режимах, закачку кислотосодержащего раствора на забой скважины, удаление из скважины кислотосодержащего раствора промывкой скважины нефтью, установкой пакерующего устройства в скважине, в дальнейшем последовательной закачкой водоудаляющей композиции, водного раствора неионогенного поверхностно-активного вещества, продавочной жидкости в добывающую скважину, выдержку раствора и последующий отбор нефти через добывающие скважины.The technical result is achieved by the fact that the method of processing the bottom-hole zone of a producing well includes determining the dependence of the structure of the adsorption layer on the concentration of a nonionic surfactant, while the concentration of a surfactant in an aqueous solution of a nonionic surfactant is taken from the formation condition of an “island” adsorption layer on the surface of the rock - alternating hydrophilic sections of the surface of the oil reservoir and hydrophobic sections of adsors sourced surfactant molecules, ensuring the structuring of oil droplets in the stream, selecting a well for the operation, conducting control measurements of flow rate, wellhead and bottomhole pressures, studying the well at steady and unsteady conditions, pumping an acid-containing solution to the bottom of the well, removing an acid-containing solution from the well washing the well with oil, installing a packing device in the well, then sequentially injecting a water-removing composition, water a solution of a nonionic surfactant, a squeezing fluid into a production well, holding the solution and subsequent oil selection through the production wells.

Большая часть нефтяных пластов по характеру смачивания относится к гидрофильным. Вода в таких коллекторах как смачивающая фаза движется по мелким порам, вытесняя нефть в более крупные поры и толкая ее к забоям добывающих скважин. Применение поверхностно-активных веществ без учета влияния концентрации поверхностно-активного вещества в растворе на структуру адсорбционного слоя приводит к значительной их адсорбции. Образующийся сплошной адсорбционный слой в нефтяном пласте приводит к изменению смачиваемости с гидрофильного на гидрофобный. Вода в таких коллекторах, как несмачивающая фаза, движется по наиболее крупным порам и не вытесняет нефть.Most of the oil reservoirs by the nature of wetting refers to hydrophilic. Water in such reservoirs as the wetting phase moves through the shallow pores, displacing oil into larger pores and pushing it to the bottom of production wells. The use of surfactants without taking into account the effect of the concentration of surfactant in solution on the structure of the adsorption layer leads to their significant adsorption. The resulting continuous adsorption layer in the oil reservoir leads to a change in wettability from hydrophilic to hydrophobic. Water in reservoirs such as a non-wetting phase moves through the largest pores and does not displace oil.

В нефтяных пластах со смешанной смачиваемостью, в которых присутствуют как гидрофильные участки породы, так и гидрофобные. Сравнение значений проницаемости для нефти в гидрофильных пластах и пластах со смешанной смачиваемостью в условиях предельных значений водонасыщенности показало, что в пластах со смешанной смачиваемостью значение фазовой проницаемости по нефти значительно выше.In oil formations with mixed wettability, in which there are both hydrophilic sections of the rock and hydrophobic. Comparison of oil permeability values in hydrophilic and mixed wettability formations under the conditions of water saturation limits showed that the phase permeability value for oil in mixed wettability formations is much higher.

Таким образом, создание в пласте «островковой» структуры адсорбционного слоя гидрофобных частиц, приводящего к чередованию гидрофильных и гидрофобных участков, позволит увеличить значение проницаемости для нефти и увеличить коэффициент извлечения нефти.Thus, the creation of an “island” structure of an adsorption layer of hydrophobic particles in the reservoir, leading to the alternation of hydrophilic and hydrophobic sites, will increase the permeability for oil and increase the oil recovery coefficient.

Способ осуществляют следующим образомThe method is as follows

На фиг. 1 изображен первый этап схемы обработки призабойной зоны пласта, где цифрами обозначено: 1 - насос; 2 - манометр; 3 - расходомер; 4 - колонна НКТ; 5 -эксплуатационная колонна; 6 - продуктивный пласт; 7 - нефть; 8 - задвижка; 9 - кислотосодержащий раствор.In FIG. 1 shows the first stage of the treatment of the bottomhole formation zone, where the numbers indicate: 1 - pump; 2 - pressure gauge; 3 - flow meter; 4 - tubing string; 5 production tower; 6 - reservoir; 7 - oil; 8 - valve; 9 - acid-containing solution.

На фиг. 2 изображен второй этап схемы обработки призабойной зоны пласта, где цифрами обозначено: 1 - насос; 2 - манометр; 3 - расходомер; 4 - колонна НКТ; 5 - эксплуатационная колонна; 6 - продуктивный пласт; 8 - задвижка; 10 - пакерующее устройство; 11 - водоудаляющая композиция; 12 - гидрофобизирующий состав; 13 - продавочная жидкость.In FIG. 2 shows the second stage of the treatment of the bottomhole formation zone, where the numbers indicate: 1 - pump; 2 - pressure gauge; 3 - flow meter; 4 - tubing string; 5 - production casing; 6 - reservoir; 8 - valve; 10 - packing device; 11 - water-removing composition; 12 - hydrophobic composition; 13 - selling fluid.

На фиг. 3 изображена исходная поверхность слюды, где цифрами обозначено: 14 - наночастицы слюды; 15 - правильная фигура в центре.In FIG. 3 shows the initial surface of the mica, where the numbers indicate: 14 - nanoparticles of mica; 15 - the correct figure in the center.

На фиг. 4 изображено трехмерное изображение поверхности с нанесенным адсорбционным слоем при концентрации поверхностно-активного вещества 0.1%, где цифрами обозначено: 16 - отдельные адсорбированные молекулы поверхностно-активного вещества.In FIG. Figure 4 shows a three-dimensional image of a surface with an adsorption layer deposited at a surfactant concentration of 0.1%, where the numbers indicate: 16 — individual adsorbed molecules of a surfactant.

На фиг. 5 изображено трехмерное изображение поверхности с нанесенным адсорбционным слоем при концентрации поверхностно-активного вещества 1%, где цифрами обозначено: 17 - отдельные агрегаты молекул.In FIG. 5 shows a three-dimensional image of a surface with an adsorption layer deposited at a surfactant concentration of 1%, where the numbers indicate: 17 - individual aggregates of molecules.

На фиг. 6 изображено трехмерное изображение поверхности с нанесенным адсорбционным слоем при концентрации поверхностно-активного вещества 5%, где цифрами обозначено: 18 - большие агрегаты молекул.In FIG. 6 shows a three-dimensional image of a surface with an adsorption layer deposited at a surfactant concentration of 5%, where the numbers indicate: 18 - large aggregates of molecules.

На начальной стадии при помощи лабораторных экспериментов проводят исследование зависимости структуры адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ на поверхности твердого тела. Данные исследования проводят с целью определения такой концентрации поверхностно-активного вещества, при которой происходит образование «островковой» структуры адсорбционного слоя. Для решения поставленной задачи наилучшем способом является применение атомно-силовых микроскопов.At the initial stage, with the help of laboratory experiments, a study is made of the dependence of the structure of the adsorption layer of surfactants on the surface of a solid. These studies are carried out in order to determine the concentration of surfactant at which the formation of the "island" structure of the adsorption layer occurs. To solve this problem, the best way is to use atomic force microscopes.

Далее приводят выбор скважины для проведения операции. Выбор добывающих скважин для воздействия производится на основании анализа действующего фонда добывающих скважин. Основными критериями для проведения обработок призабойных зон являются аномально высокое значение обводненности скважины по сравнению с другими скважинами, а также значительное снижение дебита нефти ввиду прорыва нагнетаемой воды.The following is a selection of wells for the operation. The selection of production wells for impact is based on an analysis of the current stock of production wells. The main criteria for bottomhole treatment are an abnormally high value of water cut in the well compared to other wells, as well as a significant decrease in oil production due to breakthrough of injected water.

Перед проведением работ на добывающей скважине проводят контрольный замер дебита, устьевых и забойных давлений. Скважину исследуют на установившихся режимах для уточнения коэффициента продуктивности (снятие индикаторной диаграммы) и неустановившихся режимах для оценки состояния призабойной зоны пласта. По результатам интерпретации полученных данных происходит выбор дальнейшего технологического этапа действий: в случае отсутствия ухудшения состояния призабойной зоны переходят к закачке водоудаляющего агента.Before carrying out work on the producing well, a control measurement of flow rate, wellhead and bottomhole pressures is carried out. The well is examined in steady-state modes to clarify the productivity coefficient (removal of the indicator diagram) and transient modes for assessing the state of the bottom-hole formation zone. Based on the results of the interpretation of the obtained data, a further technological stage of actions is selected: in the absence of deterioration of the bottom-hole zone, they transfer to the injection of a water removal agent.

В случае выявления факта наличия зоны ухудшенных фильтрационных свойств проводят предварительную обработку скважины кислотосодержащим составом. В качестве кислотосодержащего состава может выступать соляная кислота или глинокислота. Закачку в скважину осуществляют по колонне насосно-компрессорных труб. Кислотосодержащий состав продавливается на забой по насосно-компрессорным трубам буферной жидкостью (безводной нефтью в объеме 1 м3). Далее проводят выдержку скважины в течение 2-4 часов для реагирования кислотосодержащего состава с породой. Данный технологический этап необходим для удаления из призабойной зоны скважины асфальтосмолопарафиновых отложений, очистки фильтрационных каналов от механических примесей и частиц породы, ограничивающих фильтрацию жидкости. Количество кислотосодержащего состава определяется из расчета 1 м3 на 1 м эффективной перфорированной толщины пласта. Кислотосодержащего состав удаляется из скважины промывкой скважины безводной нефтью. Промывка скважины производится посредством закачки безводной нефти в затрубное пространство и выход ее через колонну насосно-компрессорных труб (фиг. 1)If a fact of the presence of a zone of impaired filtration properties is detected, the well is pretreated with an acid-containing composition. Hydrochloric acid or clay acid may act as an acid-containing composition. The injection into the well is carried out along the tubing string. The acid-containing composition is forced into the face through tubing with a buffer fluid (anhydrous oil in a volume of 1 m 3 ). Next, hold the well for 2-4 hours for the reaction of the acid-containing composition with the rock. This technological stage is necessary to remove asphalt-resin-paraffin deposits from the bottomhole zone of the well, to clean the filter channels from mechanical impurities and rock particles that limit fluid filtration. The amount of acid-containing composition is determined at the rate of 1 m 3 per 1 m of effective perforated formation thickness. The acid-containing composition is removed from the well by flushing the well with anhydrous oil. The well is flushed by pumping anhydrous oil into the annulus and leaving it through the tubing string (Fig. 1)

Далее производится установка пакерующего устройства в скважине на глубине, превышающей интервал продуктивного пласта на 100-200 м. Перед установкой пакерующего устройства рекомендуется проведение предварительной очистки стенок эксплуатационной колонны в месте установки пакерующего устройства для его герметичной посадки.Next, the installation of the packing device in the well at a depth exceeding the interval of the productive formation by 100-200 m. Before installing the packing device, it is recommended that the walls of the production casing be pre-cleaned at the installation site of the packing device for its tight fit.

Следующим осуществляется процесс удаления влаги из обрабатываемой зоны с применением водоудаляющих композиций. Закачку водоудаляющей композиции производят по трубам НКТ. Удаление избыточной влаги из призабойной зоны предотвратит образование вязких эмульсий, а также будет способствовать повышению эффективности предложенного изобретения. Количество водоудаляющей композиции определяется из расчета 1 м3 на 1 м эффективной перфорированной толщины пласта. В качестве водоудаляющей композиции могут выступать спирты, ацетон, смесь ацетона с соляной кислотой.The following is the process of removing moisture from the treated area using water-removing compositions. The water-removing composition is pumped through tubing. Removing excess moisture from the bottomhole zone will prevent the formation of viscous emulsions, and will also increase the efficiency of the proposed invention. The amount of water-removing composition is determined on the basis of 1 m 3 per 1 m of effective perforated formation thickness. Alcohols, acetone, a mixture of acetone with hydrochloric acid can act as a water-removing composition.

Сразу после закачки водоудаляющей композиции закачивают гидрофобизирующий состав, представляющий смесь воды и неионогенного поверхностно-активного вещества. Концентрация поверхностно-активного вещества определяется по результатам лабораторных исследований, описанных выше, и должна обеспечивать образование «островкового» адсорбционного слоя на поверхности породы (чередующиеся гидрофильные участки поверхности нефтяного коллектора и гидрофобные участки адсорбированных молекул поверхностно-активного вещества). Такая структура поверхности будет способствовать структурированию капель нефти в потоке. На гидрофобных участках нефтяные капли будут увеличивать свою скорость движения, в то время как скорость фильтрации воды на данных участках будет снижаться, что будет выражаться в увеличении проницаемости для нефти и снижении проницаемости для воды (фиг. 2).Immediately after injection of the water-removing composition, a hydrophobizing composition is introduced, which is a mixture of water and a nonionic surfactant. The concentration of the surfactant is determined by the results of laboratory studies described above, and should ensure the formation of an “island” adsorption layer on the rock surface (alternating hydrophilic sections of the surface of the oil reservoir and hydrophobic sections of the adsorbed surfactant molecules). Such a surface structure will facilitate the structuring of oil droplets in the stream. In hydrophobic areas, oil droplets will increase their speed, while the rate of water filtration in these areas will decrease, which will be reflected in an increase in oil permeability and a decrease in water permeability (Fig. 2).

Следующим этапом является закачка в добывающую скважину продавочной жидкости. Данный этап необходим для более полного проникновения гидрофобизирующего состава в пласт. В качестве такой жидкости возможно применение безводной нефти в объеме 10-15 м3.The next step is the injection of a squeezing fluid into the production well. This stage is necessary for more complete penetration of the hydrophobizing composition into the formation. As such a liquid, anhydrous oil may be used in a volume of 10-15 m 3 .

После завершения закачки всех технологических жидкостей производят технологическую выдержку скважины в течение 1 часа.After completion of the injection of all process fluids, the technological exposure of the well is carried out for 1 hour.

После проведения операции в скважину спускается глубинно-насосное оборудование, скважина подключается ко всем технологическим системам сбора, подготовки и учета добываемой продукции. Осуществляется вызов притока из пласта в скважину созданием пониженного давления на забое добывающей скважины.After the operation, the downhole pumping equipment is lowered into the well, the well is connected to all technological systems for collecting, preparing and accounting for the produced products. The inflow from the formation into the well is called up by creating reduced pressure at the bottom of the producing well.

Пример осуществления способаAn example of the method

Первый этап работ заключается в изучении распределения молекул неионогенного поверхностно-активного вещества (на пример «Неонол БС-1») на поверхности твердого тела (слюды) с применением сканирующего атомно-силового микроскопа Ntegra Aura. Работы проводятся следующим образом: сканирование поверхности без нанесения адсорбционного слоя, далее - в регистрации изменений структуры поверхности после взаимодействия с раствором неионогенного поверхностно-активного вещества различной концентрации. Сканирование чистой поверхности проводят с целью определения наличия исходных деформаций, для того чтобы в дальнейшем не учитывать их в качестве возможных молекул ПАВ. Результаты сканирования чистой поверхности представлены на фиг. 3. Изображение представляет собой карту высот, кодированную цветом. Темные области - самые низкие, светлые области - самые высокие. Перевод цвет - высота дан в шкале справа.The first stage of work is to study the distribution of molecules of a nonionic surfactant (for example, “Neonol BS-1”) on the surface of a solid (mica) using an Ntegra Aura scanning atomic force microscope. The work is carried out as follows: scanning the surface without applying an adsorption layer, then - in registering changes in the surface structure after interaction with a solution of a nonionic surfactant of various concentrations. Scanning a clean surface is carried out in order to determine the presence of initial deformations, in order not to take them into account as possible surfactant molecules in the future. Clean surface scan results are shown in FIG. 3. The image is a color coded height map. Dark areas are the lowest, light areas are the highest. Translation color - height is given in the scale on the right.

Высветленные пятна 14 - наночастицы слюды. Сканирование поверхности проводят в двух режимах - в контактном (непосредственное соприкосновение сканирующего элемента с поверхностью) и полуконтактном режимах (чувствительный элемент движется под углом к поверхности, сила давления элемента на поверхность значительно ниже, что позволяет определить высоту адсорбированных элементов по амплитуде колебания сканирующей "иглы").Brightened spots 14 are nanoparticles of mica. Surface scanning is carried out in two modes - in contact (direct contact of the scanning element with the surface) and semi-contact modes (the sensitive element moves at an angle to the surface, the pressure force of the element on the surface is much lower, which allows you to determine the height of the adsorbed elements by the amplitude of oscillation of the scanning "needle" )

Фигура в центре 15 образована многократным сканированием меньшего участка в полуконтактном и контактном режимах, при котором произошло смещение частиц 14 к границам области сканирования иглой.The figure in the center 15 is formed by multiple scans of a smaller area in the tapping and contact modes, in which there was a displacement of particles 14 to the boundaries of the scanning area with a needle.

После получения цифровой структуры исходной поверхности производят нанесение адсорбционного слоя. Для нанесения адсорбционного слоя на поверхность слюды применяли растворы неионогенного ПАВ в диапазоне концентраций от 0.1 до 5% масс. Обработку проводят следующим образом: исследуемый образец помещают в раствор неионогенного поверхностно-активного вещества на 30 минут. Затем пластины слюды сушат при комнатной температуре в течение 3-х часов и далее в сушильном шкафу в течение 5 часов при температуре 30°C. Далее производят повторное сканирование поверхности в контактном и полуконтактном режимах. Результаты представлены на фиг. 4-6.After obtaining the digital structure of the initial surface, an adsorption layer is applied. To apply the adsorption layer on the surface of the mica, solutions of nonionic surfactants were used in the concentration range from 0.1 to 5 wt%. The treatment is carried out as follows: the test sample is placed in a solution of a nonionic surfactant for 30 minutes. Then the mica plates are dried at room temperature for 3 hours and then in an oven for 5 hours at a temperature of 30 ° C. Next, re-scan the surface in contact and tapping modes. The results are presented in FIG. 4-6.

Проведенные исследования структуры адсорбционного слоя позволяют получить информацию о распределении адсорбированного неионогенного поверхностно-активного вещества на поверхности слюды при различных концентрациях.The studies of the structure of the adsorption layer provide information on the distribution of the adsorbed nonionic surfactant on the surface of the mica at various concentrations.

При значении концентрации в растворе ПАВ 5% (фиг. 6) адсорбция происходит в виде больших агрегатов молекул 16 (d=100 нм). Адсорбированное вещество полностью покрывает поверхность твердого тела и образует сплошной слой толщиной порядка 5-7 нм.When the concentration in the surfactant solution is 5% (Fig. 6), adsorption occurs in the form of large aggregates of molecules 16 (d = 100 nm). The adsorbed substance completely covers the surface of the solid and forms a continuous layer with a thickness of about 5-7 nm.

Образование сплошного слоя происходит при концентрации в растворе неионогенного поверхностно-активного вещества 1% (фиг. 5). По результатам сканирования поверхности в полуконтактном режиме толщина такого слоя составляет порядка 1.4 нм. На полученных изображениях поверхности видно, что помимо полного покрытия поверхности слюды молекулами ПАВ происходит адсорбция также отдельных агрегатов 17 (d=1÷4 нм).The formation of a continuous layer occurs at a concentration of non-ionic surfactant in a solution of 1% (Fig. 5). According to the results of surface scanning in the tapping mode, the thickness of such a layer is about 1.4 nm. The surface images show that, in addition to the complete coverage of the mica surface with surfactant molecules, the adsorption of individual aggregates 17 also occurs (d = 1–4 nm).

Таким образом, при концентрации 0.1% неионогенного поверхностно-активного вещества структура адсорбционного слоя будет иметь «островковую» структуру, такое расположение гидрофобных частиц приведет к ускорению фильтрации нефти в потоке жидкости, выраженное в повышении фазовой проницаемости для углеводородной фазы.Thus, at a concentration of 0.1% of a nonionic surfactant, the structure of the adsorption layer will have an “island” structure, such an arrangement of hydrophobic particles will accelerate the filtration of oil in the liquid stream, expressed as an increase in phase permeability for the hydrocarbon phase.

Второй этап заключается в изучении влияния адсорбции неионогенного ПАВ (на примере «Неонол БС-1» при концентрации 0.1%) на фильтрацию нефти и воды в пористой среде. Для решения поставленной задачи использовался керновый материал (таблица 1).The second stage is to study the effect of adsorption of nonionic surfactants (using the example of Neonol BS-1 at a concentration of 0.1%) on the filtration of oil and water in a porous medium. To solve this problem, core material was used (table 1).

Таблица 1Table 1 Основные фильтрационно-емкостные параметры образцов кернаThe main filtration and capacitive parameters of core samples № образцаSample No. Краткая литологическая характеристикаBrief lithological characteristic Кпо, %By the by,% Кпр, *10-3 мкм2 K ol , * 10 -3 μm 2 64-1164-11 Песчаник м/з, алевритистый, н/н, с глин. цем.Sandstone m / z, silty, n / n, with clay. cement 21.9121.91 307.70307.70 75п-1175p-11 Песчаник м/з, алевритистый, н/н, с глин. цем.Sandstone m / z, silty, n / n, with clay. cement 22.3122.31 294.60294.60 95-1195-11 Песчаник м/з, алевритистый, н/н, с глин. цем.Sandstone m / z, silty, n / n, with clay. cement 19.7619.76 305.50305.50 110-11110-11 Песчаник м/з, алевритистый, с глин. цем.Sandstone m / z, silty, with clay. cement 21.2921.29 29.7029.70 113-11113-11 Песчаник м/з, алевритистый, с глин. цем.Sandstone m / z, silty, with clay. cement 21.4221.42 28.7028.70 115п-11115p-11 Песчаник м/з, алевритовый, с глин. цем.Sandstone m / z, silt, with clay. cement 22.2122.21 28.8028.80

где Кпо - коэффициент открытой пористости; Кпр - абсолютная проницаемость.where K on - coefficient of open porosity; To pr - absolute permeability.

Суть проводимых работ заключается в оценке начальных значений фазовых проницаемостей для нефти и воды на немодифицированном керне, обработке керна раствором неионогенного ПАВ с последующим вытеснением водой и повторных замерах значений фазовых проницаемостей на керне с адсорбционным слоем. Краткое описание этапов проведения потоковых экспериментов представлено в таблице 2. Результаты приведены в таблице 3.The essence of the work is to evaluate the initial values of the phase permeabilities for oil and water on an unmodified core, treat the core with a solution of a nonionic surfactant, followed by water displacement and remeasure the values of the phase permeabilities on the core with an adsorption layer. A brief description of the stages of conducting streaming experiments is presented in table 2. The results are shown in table 3.

Таблица 2table 2 Этапы потоковых экспериментовStages of Streaming Experiments № ЭтапаStage Number ОписаниеDescription Тип фильтрацииType of filtration 1one Фильтрация по воде при 100%-ной водонасыщенностиWater filtration at 100% water saturation 22 Создание остаточной водонасыщенности вытеснением воды керосиномCreation of residual water saturation by water displacement by kerosene дренажdrainage 33 Замещение керосина нефтьюOil substitution for kerosene дренажdrainage 4four Вытеснение нефти водойOil displacement by water пропиткаimpregnation 55 Закачка раствора ПАВSurfactant solution injection 66 Довытеснение нефти водойSubstitution of oil by water пропиткаimpregnation 77 Создание остаточной водонасыщенности вытеснением воды керосиномCreation of residual water saturation by water displacement by kerosene дренажdrainage 88 Замещение керосина нефтьюOil substitution for kerosene дренажdrainage

Таблица 3Table 3 Результаты потоковых экспериментовStreaming Experiment Results № режима фильтрацииFiltration Mode No. Скорость закачки флюидаFluid injection rate Перепад давленияPressure drop Объем закачки флюидаFluid Injection Volume ФП по водеAF on water ФП по нефтиOil FP ВодонасыщенностьWater saturation НефтенасыщенностьOil saturation см3cm 3 / h атat см3 cm 3 10-3 мкм2 10 -3 μm 2 10-3 мкм2 10 -3 μm 2 д. ед.d. д. ед.d. Колонка керна с проницаемостью ≈30×10-3 мкм2 Core column with permeability ≈30 × 10 -3 μm 2 1one 10.510.5 0.080.08 14.5114.51 1one 00 22 10.510.5 0.420.42 22 10.510.5 1.821.82 155155 0.5530.553 0.4470.447 33 10.510.5 0.630.63 7878 8.038.03 0.5420.542 0.4580.458 4four 10.510.5 1.791.79 155155 0.660.66 0.7500.750 0.2500.250 55 10.510.5 7.757.75 0.7500.750 0.2500.250 66 10.510.5 1.711.71 155155 0.690.69 0.8240.824 0.1760.176 77 10.510.5 0.210.21 77 73.573.5 1.021.02 155155 88 10.510.5 0.460.46 7878 10.9910.99 Солонка керна с проницаемостью ≈300×10-3 мкм2 Salt core with permeability ≈300 × 10 -3 μm 2 1one 110110 0.090.09 141.55141.55 1one 00 22 110110 0.690.69 76.9676.96 0.2650.265 0.7350.735 22 11001100 6.016.01 161161 0.1920.192 0.8080.808 33 110110 1.801.80 161161 6.846.84 0.6790.679 0.3210.321 4four 110110 8.058.05 0.6790.679 0.3210.321 55 110110 1.701.70 161161 7.247.24 0.7500.750 0.2500.250 66 110110 0.650.65 81.6981.69

Проведены исследования по оценке влияния адсорбции поверхностно-активных веществ на фильтрацию углеводородов в условиях, моделирующих первичное вскрытие пласта и вызова притока. Для решения поставленной задачи оценивается изменение фильтрационно-емкостных свойств пород под влиянием бурового раствора, содержащего в своем составе ПАВ.Studies have been conducted to evaluate the effect of adsorption of surfactants on the filtration of hydrocarbons under conditions that simulate the initial opening of the reservoir and the inflow. To solve this problem, the change in the reservoir properties of rocks is evaluated under the influence of a drilling fluid containing surfactants.

На начальной стадии работ керн насыщается моделью пластовой воды. Прокачкой керосина (не менее 10 поровых объемов) из образцов удалялась подвижная вода и формировалась остаточная водонасыщенность. Проводится измерение фазовой проницаемости по керосину (Кпр) до обработки, после чего осуществлялась закачка испытуемой жидкости с тангенциальным омыванием входного торца керна. Такая методика закачки раствора позволяет смоделировать движение бурового раствора по стволу скважины. Прокачивается не менее 5 объемов пор испытуемой жидкости, после чего производилась выдержка в течение 8 часов для того, чтобы жидкость прореагировала с породой. Далее моделировался вызов притока путем прокачки керосина в обратном направлении (не менее 10 поровых объемов). После стабилизации процесса производят замер проницаемости по керосину.At the initial stage of work, the core is saturated with a reservoir water model. By pumping kerosene (at least 10 pore volumes), mobile water was removed from the samples and residual water saturation was formed. Permeability is measured by kerosene (K etc.) before treatment, followed by injection of the test fluid with tangential washing of the input end face of the core. This technique of fluid injection allows you to simulate the movement of the drilling fluid along the wellbore. At least 5 pore volumes of the test fluid are pumped, after which exposure is carried out for 8 hours in order for the fluid to react with the rock. Next, the inflow call was simulated by pumping kerosene in the opposite direction (at least 10 pore volumes). After stabilization of the process, kerosene permeability is measured.

По окончании эксперимента оценивают коэффициент восстановления проницаемости (Квпр), который является отношением проницаемости после обработки к проницаемости до обработки кернового материала.At the end of the experiment, the coefficient of permeability recovery (K vpr ) is estimated , which is the ratio of permeability after treatment to permeability before core treatment.

Коэффициент проницаемости рассчитывается по формулеThe permeability coefficient is calculated by the formula

К в п р = К п р ( к ) 1 К п р ( к ) 2 ( 1 )

Figure 00000001
TO at P R = TO P R ( to ) one TO P R ( to ) 2 ( one )
Figure 00000001

где Квпр - коэффициент восстановления проницаемости; Кпр(к)1 - проницаемость по керосину после обработки; Кпр(к)2 - начальная проницаемость по керосину.where K vpr - the recovery coefficient of permeability; To pr (k) 1 - kerosene permeability after processing; To pr (k) 2 - initial kerosene permeability.

Состав раствора представлен в таблице 4. Результаты опытов представлены в таблице 5.The composition of the solution is presented in table 4. The results of the experiments are presented in table 5.

Таблица 4Table 4 Состав раствораSolution composition Входящие компонентыInbound components Соотношение, %The ratio,% Натрий - карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ-700)Sodium - carboxymethyl cellulose (КМЦ-700) 1.51.5 Крахмальный реагент (ПолиКР)Starch Reagent (PolyKR) 1.51.5 Хлорид натрия (NaCl)Sodium Chloride (NaCl) 5.05.0 Гидроксид натрия (NaOH)Sodium Hydroxide (NaOH) 0.050.05 Смазка водоотталкивающая ФК-2000 ПлюсWater-repellent grease FC-2000 Plus 1.51.5 ШламSludge 6.06.0 ВодаWater остальноеrest

Таблица 5Table 5 Результаты экспериментовExperiment Results Тип раствораType of solution Условный образецConditional sample 10-3 мкм2 10 -3 μm 2 Проницаемость по керосину, 10-3 мкм2 Kerosene permeability, 10 -3 μm 2 Квпр, д. ед Forwards , d. доbefore послеafter ПолимерныйPolymeric 1one 4.334.33 0.5880.588 0.7330.733 1.2451.245 22 4.334.33 1.5541.554 2.5512.551 1.6411.641 слабоминерализованныйslightly mineralized 33 4.134.13 2.5442.544 2.6712.671 1.0501.050 4four 4.014.01 1.7931.793 2.2892.289 1.2761.276 Среднее значениеAverage value 1.7261.726 2.1682.168 1.2571.257

Проведенные работы показали, что проникновение в поровое пространство исследуемого раствора не вызывает ухудшения проницаемости. Наблюдается рост значения фазовой проницаемости по керосину в среднем 20%. Данный эффект, возможно, обусловлен эффектом ускорения фильтрации из-за периодичности адсорбции гидрофобизирующей добавки, в качестве которой в данном случае выступает ФК-2000.The work performed showed that penetration into the pore space of the test solution does not cause permeability deterioration. An increase in the value of phase permeability for kerosene is observed on average 20%. This effect is probably due to the effect of accelerating the filtration due to the frequency of adsorption of the hydrophobizing additive, which in this case is FC-2000.

Проведенные исследования с применением атомно-силового микроскопа подтвердили «островковую» структуру адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества. При концентрации ПАВ 1% и 5% отмечается образование сплошного адсорбционного слоя на поверхности слюды. Анализ полученных данных показал, что в области малых концентраций гидрофобизирующих веществ происходит частичное покрытие обрабатываемой поверхности адсорбатом.The studies using an atomic force microscope confirmed the "island" structure of the adsorption layer of a surfactant. At a surfactant concentration of 1% and 5%, the formation of a continuous adsorption layer on the mica surface is noted. An analysis of the data showed that in the region of low concentrations of hydrophobizing substances, a partial coating of the treated surface with adsorbate occurs.

В ходе потоковых исследований после обработки кернового материала раствором ПАВ отмечено ускорение движения нефтяных частиц, выраженное в повышении значения фазовой проницаемости по нефти. Значение фазовой проницаемости после обработки повышается по сравнению с исходным значением на 36% (для среднепроницаемых образцов) и на 4% (для высокопроницаемых), для экспериментов по моделированию первичного вскрытия пласта прирост составил порядка 20%.In the course of stream studies after processing core material with a surfactant solution, an acceleration of the movement of oil particles was noted, expressed in an increase in the value of phase permeability to oil. The value of phase permeability after treatment increases compared to the initial value by 36% (for medium permeable samples) and 4% (for high permeability); for experiments on modeling the initial opening of the formation, the increase was about 20%.

Таким образом, полученные данные подтверждают достижение заявленного технического результата в условиях образования «островковой» структуры адсорбционного слоя, выраженное в повышении значения фазовой проницаемости для нефти.Thus, the obtained data confirm the achievement of the claimed technical result in the conditions of formation of the "island" structure of the adsorption layer, expressed in increasing the value of phase permeability for oil.

Claims (1)

Способ обработки призабойной зоны добывающей скважины, включающий определение зависимости структуры адсорбционного слоя от концентрации неионогенного поверхностно-активного вещества, при этом концентрацию поверхностно-активного вещества в водном растворе неионогенного поверхностно-активного вещества принимают из условия образования «островкового» адсорбционного слоя на поверхности породы - чередующихся гидрофильных участков поверхности нефтяного коллектора и гидрофобных участков адсорбированных молекул поверхностно-активного вещества, обеспечивающих структурирование капель нефти в потоке, выбор скважины для проведения операции, проведение контрольных замеров дебита, устьевых и забойных давлений, исследование скважины на установившихся и неустановившихся режимах, закачку кислотосодержащего раствора на забой скважины, удаление из скважины кислотосодержащего раствора промывкой скважины нефтью, установку пакерующего устройства в скважине, дальнейшую последовательную закачку водоудаляющей композиции, водного раствора неионогенного поверхностно-активного вещества, продавочной жидкости в добывающую скважину, выдержку скважины и последующий отбор нефти через добывающие скважины. A method for treating the bottom-hole zone of a producing well, including determining the dependence of the structure of the adsorption layer on the concentration of a nonionic surfactant, wherein the concentration of a surfactant in an aqueous solution of a nonionic surfactant is taken from the formation condition of an “island” adsorption layer on the rock surface — alternating hydrophilic sections of the surface of the oil reservoir and hydrophobic sections of adsorbed molecules are surface-active about substances that provide for the structuring of oil droplets in the stream, choosing a well for the operation, conducting control measurements of flow rate, wellhead and bottomhole pressures, studying the well at steady and unsteady conditions, injecting an acid-containing solution into the bottom of a well, removing an acid-containing solution from the well by flushing the well with oil, installation of a packing device in the well, further sequential injection of a water-removing composition, an aqueous solution of a nonionic surfactant th substance, squeezing fluid into the production well, the wells exposure and subsequent selection of oil through the production wells.
RU2014130975/03A 2014-07-25 2014-07-25 Method to treat bottomhole area of production well RU2555975C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014130975/03A RU2555975C1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method to treat bottomhole area of production well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014130975/03A RU2555975C1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method to treat bottomhole area of production well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2555975C1 true RU2555975C1 (en) 2015-07-10

Family

ID=53538624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014130975/03A RU2555975C1 (en) 2014-07-25 2014-07-25 Method to treat bottomhole area of production well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555975C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2743983C1 (en) * 2020-10-19 2021-03-01 Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" Method for treating the bottomhole zone of a production well operated by a submersible electric centrifugal pump
RU2746498C1 (en) * 2020-10-12 2021-04-14 Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" Method of treatment of bottomhole zone of production well operated with downhole pump
RU2756216C1 (en) * 2020-11-20 2021-09-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" Method for heat treatment of bottom-hole zone of producing well

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4066126A (en) * 1976-12-20 1978-01-03 Mobil Oil Corporation Surfactant waterflooding with hydrocarbon slug
RU94025398A (en) * 1994-07-05 1996-06-10 Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт Method of working of face zone of production well
RU2068086C1 (en) * 1994-11-15 1996-10-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Интойл" Method for treatment of bottom-hole formation zone
RU2272127C1 (en) * 2004-08-02 2006-03-20 ЗАО "Химеко-ГАНГ" Method for mudding formation removing from bottomhole terrigenous formation area
RU2314332C1 (en) * 2006-06-19 2008-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Самараойл" Oil formation critical area treatment reagent and a method for using the same
RU2319727C1 (en) * 2006-06-22 2008-03-20 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Composition for treatment of terrigenous reservoirs
RU2482269C2 (en) * 2011-08-19 2013-05-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for increasing oil recovery of deposit in carbonate reservoirs of fracture-pore type
RU2487235C1 (en) * 2012-04-12 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of wet carbonate formation

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4066126A (en) * 1976-12-20 1978-01-03 Mobil Oil Corporation Surfactant waterflooding with hydrocarbon slug
RU94025398A (en) * 1994-07-05 1996-06-10 Всероссийский нефтегазовый научно-исследовательский институт Method of working of face zone of production well
RU2068086C1 (en) * 1994-11-15 1996-10-20 Товарищество с ограниченной ответственностью фирма "Интойл" Method for treatment of bottom-hole formation zone
RU2272127C1 (en) * 2004-08-02 2006-03-20 ЗАО "Химеко-ГАНГ" Method for mudding formation removing from bottomhole terrigenous formation area
RU2314332C1 (en) * 2006-06-19 2008-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Самараойл" Oil formation critical area treatment reagent and a method for using the same
RU2319727C1 (en) * 2006-06-22 2008-03-20 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Composition for treatment of terrigenous reservoirs
RU2482269C2 (en) * 2011-08-19 2013-05-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method for increasing oil recovery of deposit in carbonate reservoirs of fracture-pore type
RU2487235C1 (en) * 2012-04-12 2013-07-10 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Development method of wet carbonate formation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИБРАГИМОВ Г. З. и др., Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти, Справочник, Москва, Недра, 1991, с. 129 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746498C1 (en) * 2020-10-12 2021-04-14 Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" Method of treatment of bottomhole zone of production well operated with downhole pump
RU2743983C1 (en) * 2020-10-19 2021-03-01 Общество с ограниченной ответственностью Сервисная Компания "Карат" Method for treating the bottomhole zone of a production well operated by a submersible electric centrifugal pump
RU2756216C1 (en) * 2020-11-20 2021-09-28 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский государственный университет" Method for heat treatment of bottom-hole zone of producing well

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10000687B2 (en) Smart water flooding processes for increasing hydrocarbon recovery
Hu et al. Mechanisms of fracturing fluid spontaneous imbibition behavior in shale reservoir: A review
Wei et al. Influence of individual ions on oil/brine/rock interfacial interactions and oil–water flow behaviors in porous media
Shehata et al. Waterflooding in carbonate reservoirs: Does the salinity matter?
US10429372B2 (en) Smart water flooding processes for increasing hydrocarbon recovery
RU2548636C2 (en) Method of tracking of movement of treating liquid in productive formation
Mehana et al. Impact of salinity and mineralogy on slick water spontaneous imbibition and formation strength in shale
Zhang et al. Investigating the effect of the temperature and pressure on wettability in crude oil–brine–rock systems
CN109996930B (en) Method of treating a downhole formation zone
RU2555975C1 (en) Method to treat bottomhole area of production well
AU2012203555B2 (en) Method for determining spatial distribution and concentration of a component in a pore volume of a porous material
Park et al. Investigation of the Interaction of Surfactant at Variable Salinity with Permian Basin Rock Samples: Completion Enhancement and Application for Enhanced Oil Recovery
Podoprigora et al. Research of the influence of polymeric drilling mud on the filtration-capacitive properties of polymictic sandstones
Podoprigora et al. Acid stimulation technology for wells drilled the low-permeable high-temperature terrigenous reservoirs with high carbonate content
RU2007109548A (en) METHOD FOR DEVELOPING A HYDROCARBON DEPOSIT WITH PHYSICAL INFLUENCE ON THE GEOLOGICAL ENVIRONMENT
RU2140531C1 (en) Method of treating bottom zone of oil formation
RU2507500C1 (en) Method to measure weight concentration of clay material in sample of porous material
RU2475622C1 (en) Lining method of bottom-hole zone of productive formation of gas wells
RU2662724C1 (en) Method for developing an oil pool with a clayey reservoir
RU2696745C1 (en) Method to reduce formation oil viscosity anomalies
RU2807536C1 (en) Method for assessing the change in the permeability of the bottomhole formation zone
RU2471978C1 (en) Treatment method of bottom-hole zone of horizontal or inclined well
Panahov et al. Control of capillary instability under hydrodynamic impact on the reservoir
Tangirala Experimental study of the impact of frac fluid invasion and mitigation of formation damage using surfactants in conventional and tight formations
Gopani Evaluating the Behaviour of Salinity and Potential Determining Ions (PDIs) by Zeta Potentiometric and Coreflooding Study in Smart-Water Flooding Carbonate Reservoirs

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180726