RU2597383C1

RU2597383C1 - Composition for increasing oil displacement

Info

Publication number: RU2597383C1
Application number: RU2015148594/03A
Authority: RU
Inventors: Ревал Нурлыгаянович Мухаметзянов; Риваль Нуретдинович Фахретдинов
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2016-09-10

Abstract

FIELD: oil industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil industry, in particular, to methods for development of flooded non-uniform reservoir using chemical reagents. Composition for increasing oil displacement, including gel-forming component based on nepheline and hydrochloric acid, contains as gelling component based on nepheline finely ground alumino-alkaline syenite concentrate with particle size of 10-50 mcm and hydrochloric acid 3-8 % in following ratio, wt%: said concentrate - 1.0-8.0 and said acid - balance.

EFFECT: technical result is improved strength properties of injected gel-forming compound.

1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки обводненного неоднородного пласта с применением химических реагентов.The invention relates to the field of the oil industry, in particular to methods for developing an irrigated heterogeneous formation using chemical reagents.

Известен состав на основе поликремниевой кислоты, для получения которой используется природный минерал - нефелин и соляная кислота (патент РФ 2089723, E21B 43/22). При этом доля нефелина в составе колеблется в пределах 3-15%, а соляной кислоты 5-9%. Однако состав не обеспечивает необходимого снижения проницаемости обводненного коллектора по причине низких вязкостных свойств получаемого геля.A composition based on polysilicic acid is known, for the production of which a natural mineral is used - nepheline and hydrochloric acid (RF patent 2089723, E21B 43/22). In this case, the proportion of nepheline in the composition ranges from 3-15%, and hydrochloric acid 5-9%. However, the composition does not provide the necessary reduction in the permeability of the watered reservoir due to the low viscosity properties of the resulting gel.

Наиболее близким к заявленному является состав для повышения добычи нефти вытеснением путем регулирования проницаемости неоднородного коллектора (RU №2167285, E21B 43/27, 43/22) на основе нефелина, цеолитсодержащего компонента, соляной кислоты и воды, при следующем соотношении компонентов: нефелин - 3,0-7,9 мас. %; цеолитсодержащий компонент 0,1-5,0 мас. %; соляная кислота - 6,0-10,0 мас. %, остальное - вода. Однако состав не обладает высокими коэффициентами снижения проницаемости обводненного коллектора, не улучшает нефтевытесняющие свойств закачиваемой воды, а значит недостатком является низкая нефтеотдача залежи.Closest to the claimed is a composition for increasing oil production by displacement by regulating the permeability of an inhomogeneous reservoir (RU No. 2167285, E21B 43/27, 43/22) based on nepheline, zeolite-containing component, hydrochloric acid and water, with the following ratio of components: nepheline - 3 0-7.9 wt. %; zeolite-containing component 0.1-5.0 wt. %; hydrochloric acid - 6.0-10.0 wt. %, the rest is water. However, the composition does not have high coefficients of reducing the permeability of the watered reservoir, does not improve the oil-displacing properties of the injected water, and therefore the disadvantage is the low oil recovery of the reservoir.

Целью изобретения является увеличение прочностных свойств закачиваемого гелеобразующего состава.The aim of the invention is to increase the strength properties of the injected gelling composition.

Поставленная цель достигается тем, что состав для повышения добычи нефти вытеснением, включающий гелеобразующий компонент на основе нефелина и соляную кислоту, содержит в качестве гелеобразующего компонента на основе нефелина тонкомолотый концентрат сиенитовый алюмощелочной с размером частиц 10-50 мкм и соляную кислоту 3-8%-ную при следующем соотношении компонентов, мас. %:This goal is achieved in that the composition for increasing oil production by displacement, including a gelling component based on nepheline and hydrochloric acid, contains as a gelling component based on nepheline a finely ground syenite alumina alkali concentrate with a particle size of 10-50 microns and hydrochloric acid of 3-8% - new in the following ratio of components, wt. %:

Указанный концентратSpecified Concentrate 1,0-8,01.0-8.0 Указанная кислотаIndicated acid остальноеrest

В заявленный состав входит концентрат сиенитовый алюмощелочной (ТУ 5726-047-00203938-97) высокой степени помола с размерами частиц от 10 до 50 мкм в количестве 1,0-8,0 мас. % и водный раствор соляной кислоты 3,0-8,0%-ной остальное. Применение указанного концентрата сиенитового алюмощелочного тонкоизмельченного до размера частиц от 10 до 50 мкм при заявленном его соотношении с соляной кислотой позволяет увеличить закупоривающие свойства закачиваемой композиции за счет образования армированного геля во всем объеме рабочего раствора по сравнению с гелевыми системами из нефелина и цеолитсодержащего компонента. При смешении цеолита с нефелином не устраняется один из существенных недостатков: выпадение до 30% твердой фазы от массы нефелина размерностью до 200 мкм, которая не реагирует с соляной кислотой, что может спровоцировать загрязнение ствола нагнетательной скважины в процессе закачки композиции в пласт, а при закачке больших объемов привести к перекрытию осадком продуктивного интервала. Также в процессе закачки такого состава происходит активный абразивный износ насосного оборудования.The claimed composition includes a syenite alumina alkali concentrate (TU 5726-047-00203938-97) of a high degree of grinding with particle sizes from 10 to 50 microns in an amount of 1.0-8.0 wt. % and an aqueous solution of hydrochloric acid 3.0-8.0% rest. The use of the specified syenite alumina alkali fine concentrate to a particle size of 10 to 50 μm with its stated ratio with hydrochloric acid allows to increase the clogging properties of the injected composition due to the formation of a reinforced gel in the entire volume of the working solution in comparison with gel systems made of nepheline and zeolite-containing component. When mixing zeolite with nepheline, one of the significant drawbacks is not eliminated: the precipitation of up to 30% of the solid phase from the mass of nepheline up to 200 microns in size, which does not react with hydrochloric acid, which can provoke contamination of the injection wellbore during the injection of the composition into the reservoir, and during injection large volumes lead to overlapping sediment production interval. Also in the process of pumping such a composition, active abrasive wear of the pumping equipment occurs.

С целью устранения указанных недостатков был произведен помол концентрата сиенитового алюмощелочного (ТУ 5726-047-00203938-97), имеющего исходно крупность +0,2 мм 28-32 мас. %, до размера частиц 10-50 мкм и проведено его лабораторное тестирование. В ходе тестирования неожиданно было выявлено, что твердая фаза размолотого сиенита в процессе реакции с соляной кислотой и имитации движения состава по колонне насосно-компрессорных труб (слабое перемешивание) переходит во взвешенное состояние в получаемом геле, а сам гель на порядок увеличивает свои прочностные характеристики. В структуре сиенитового концентрата с размерами частиц 10-50 мкм имеются дисперсные частицы минералов, которые являются координационными центрами гелеобразования (нефелин, микроклин, гидрослюды) и в присутствии гелеобразователя - соляной кислоты указанной концентрации образуют армированный гель с более высокими прочностными свойствами, причем образование гелевой системы происходит во всем объеме рабочего раствора и отсутствует нерастворившийся в соляной кислоте осадок. В результате закачки гелеобразующего состава в пластовых условиях происходит увеличение не только коэффициента охвата пласта воздействием, но и усиление нефтевытесняющих свойств закачиваемой воды благодаря высокой проникающей способности части концентрата сиенитового алюмощелочного с размерностью 10-50 мкм совместно с соляной кислотой указанной концентрации в матрицу нефтяной породы с размерностью пор менее 60 мкм, что приводит к увеличению коэффициента вытеснения нефти из пористой среды.In order to eliminate these drawbacks, grinding of a syenite alumina alkali concentrate (TU 5726-047-00203938-97) was carried out, having an initial fineness of +0.2 mm 28-32 wt. %, to a particle size of 10-50 microns and conducted laboratory testing. During testing, it was unexpectedly revealed that the solid phase of milled syenite during the reaction with hydrochloric acid and simulating the movement of the composition along the tubing string (weak mixing) goes into suspension in the resulting gel, and the gel itself increases its strength characteristics by an order of magnitude. In the structure of syenite concentrate with particle sizes of 10–50 μm there are dispersed particles of minerals that are gel coordination centers (nepheline, microcline, hydromica) and form a reinforced gel with higher strength properties in the presence of a gel-forming hydrochloric acid of the indicated concentration, and the gel system is formed occurs in the entire volume of the working solution and there is no precipitate insoluble in hydrochloric acid. As a result of injection of the gel-forming composition in the reservoir conditions, there is an increase not only in the coverage factor of the formation, but also in the oil-displacing properties of the injected water due to the high penetration ability of a part of the syenite alumina alkali concentrate with a dimension of 10-50 μm together with hydrochloric acid of the indicated concentration in an oil matrix with a dimension then less than 60 microns, which leads to an increase in the coefficient of oil displacement from the porous medium.

Дополнительно были проведены эксперименты с уменьшением количества основных веществ в гелеобразующей системе.Additionally, experiments were conducted with a decrease in the amount of basic substances in the gel-forming system.

По результатам выполненных экспериментов отмечается, что объемная гелевая структура наблюдается во всем диапазоне исследованных концентраций, каждая из которых может быть рекомендована для закачки либо в низкопроницаемых коллекторах (1 мас. %. : 3 мас. %, концентрат к соляной кислоте соответственно), либо в трещиноватых коллекторах (8 мас. % : 8 мас. %).According to the results of the performed experiments, it is noted that the bulk gel structure is observed in the entire range of the studied concentrations, each of which can be recommended for injection either in low-permeability reservoirs (1 wt.%.: 3 wt.%, Concentrate for hydrochloric acid, respectively), or fractured reservoirs (8 wt.%: 8 wt.%).

Состав готовится из промышленно выпускаемых реагентов: концентрат сиенитовый алюмощелочной (ТУ 5726-047-00203937-97), содержащий, масс. %: апатит 0,3-0,8, нефелин 7-80, микроклин 10-14, гидрослюды 1-3, титаномагнетит 0,2-0,4, техническая соляная кислота по ГОСТ 857-88.The composition is prepared from industrially produced reagents: syenite alumina alkali concentrate (TU 5726-047-00203937-97), containing, mass. %: apatite 0.3-0.8, nepheline 7-80, microcline 10-14, hydromica 1-3, titanomagnetite 0.2-0.4, technical hydrochloric acid according to GOST 857-88.

Сравнение известного и предлагаемого составов осуществлено по результатам лабораторных испытаний. Испытания проводили в опытах по снижению проницаемости модели пласта при фильтрации составов. Результаты сведены в таблицу 1.A comparison of the known and proposed formulations is carried out according to the results of laboratory tests. The tests were carried out in experiments to reduce the permeability of the reservoir model when filtering the compositions. The results are summarized in table 1.

По результатам, приведенным в таблице, видно, что максимальное снижение проницаемости при концентрация цеолита и нефелина составляет 84,9%. Заявленный состав, содержащий концентрат сиенитовый алюмощелочной - 1,0-8,0 мас % и 3-8%-ную соляную кислоту остальное (HCL - 3,0-8,0 мас. %) обладает более высокой закупоривающей способностью, чем нефелин в комплексе с цеолитсодержащим компонентом.According to the results given in the table, it is seen that the maximum decrease in permeability with a concentration of zeolite and nepheline is 84.9%. The claimed composition containing a syenite alumina alkali concentrate - 1.0-8.0 wt.% And 3-8% hydrochloric acid the rest (HCL - 3.0-8.0 wt.%) Has a higher plugging ability than nepheline in complex with a zeolite-containing component.

Динамическая вязкость получаемых гелей из нефелина и соляной кислоты составляет 250 мПа·с при концентрации нефелина 6-8% и соляной кислоты 8-10%. Полученный гель со взвешенными частицами перемолотого нефелинового концетрата алюмощелочного по результатам тестирования в ОАО «ВНИИнефть» им. А.П. Крылова при тех же концентрациях веществ имеет вязкость до 14000 мПа·с, т.е. вязкость получаемой композиции в 50 раз выше, чем у прототипа. Гель получается высокоструктурированный не текучий. Повышение устойчивости геля оказывает более продолжительное сопротивление режиму фильтрации через участки с высокой проницаемостью.The dynamic viscosity of the obtained gels from nepheline and hydrochloric acid is 250 MPa · s at a concentration of nepheline of 6-8% and hydrochloric acid of 8-10%. The resulting gel with suspended particles of milled nepheline alumina alkali concentrate according to the results of testing at VNIIneft A.P. Krylova at the same concentrations of substances has a viscosity of up to 14000 MPa · s, i.e. the viscosity of the resulting composition is 50 times higher than that of the prototype. The gel is highly structured non-flowing. Increasing the stability of the gel has a longer resistance to the filtration mode through areas with high permeability.

Дополнительно в механизме нового состава установлена возможность образования сферических гелевых глобул, способных воздействовать на пленочную остаточную нефть, наблюдается эффект «жесткого соскабливания» капель нефти с поверхности пористой среды. Эта составляющая механизма воздействия отсутствует в известном составе на основе нефелина и цеолитсодержащего компонента. Таким образом, новый состав позволяет повысить технологический и экономический эффект.In addition, the possibility of the formation of spherical gel globules capable of acting on film residual oil has been established in the new composition mechanism, the effect of “hard scraping” of oil droplets from the surface of a porous medium is observed. This component of the mechanism of action is absent in the known composition based on nepheline and a zeolite-containing component. Thus, the new composition allows to increase the technological and economic effect.

Промысловое испытание предлагаемого состава осуществлено в условиях разработки нефтяной залежи Западной Сибири. Пилотный участок эксплуатируется 9 нагнетательными и 30 добывающими скважинами. Обводненность добываемой продукции составляет в среднем 87%. Объем закачиваемой гелеобразующей композиции составляет 69 м3 в среднем на 1 скважино-обработку. Снижение обводненности составило 0,8-10%, объем попутно добываемой воды уменьшился на 30000 т, дополнительно добыто более 6000 т нефти за первые два месяца, эффект продолжается.A field test of the proposed composition was carried out in the conditions of the development of an oil deposit in Western Siberia. The pilot section is operated by 9 injection and 30 production wells. The water cut of the produced products averages 87%. The volume of the injected gel-forming composition is 69 m3 on average per 1 well treatment. The decrease in water cut was 0.8-10%, the volume of produced water decreased by 30,000 tons, more than 6,000 tons of oil were additionally produced in the first two months, the effect continues.

Claims

A composition for increasing oil production by displacement, including a gelling component based on nepheline and hydrochloric acid, characterized in that it contains a finely ground syenite alumina alkali concentrate with a particle size of 10-50 μm and hydrochloric acid 3-8% with the following ratio of components, wt. %:
Specified Concentrate 1.0-8.0 Indicated acid rest