SU1104243A1 - Способ контрол за разработкой нефт ной залежи заводнением - Google Patents

Abstract

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА РАЗРАБОТКОЙ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ЗАВОДНЕНИЕМ путем закачки в пласт через нагнетательные скважины воды, загущенной полимером , отбора продукции через добьшающие скважины и определени  концентрации полимера в добывающей тличающийс  продукции, о тем, что, с целью повьшени  точности контрол  за разработкой путем определени  сорбции и деструкции полимера , воду загущают полимером с удельной активностью трити  10 10 Си/кг , полученной изотопным обменом .атомов водорода в молекуле i полимера на атомы трити  , а по удельной активности трити  в отобран (/) ной продукции суд т о концентрации сорбции и деструкции полимера в пластовых услови х.

Description

i1 Изобретение относитс  к области разработки нефт ных или нефтегазовы месторождений и на правлено на контроль за разработкой залежи с приме нением метода воздействи  на пласт водой, загущенной водорастворимыми полимерами. Известен способ контрол  за разр боткой нефт ной залежи с применение воздействи  на пласт водой, загущен ной полимерами, заключающийс  в отборе проб из эксплуатационных скважин, определении концентрации н сорбирующегос  индикатора и концентрации полимера по рассе нию света. Анализ концентрации полимера по рассе нию света в пробах из эксплуа ционных скважин позвол ет определит уменьшение концентрации полимера в добываемой продукции по сравнению с начальной величиной. Уменьшение концентрации полимера происходит вследствие сорбции полимера в породе и деструкили полимера в пластовых услови х lj . Недостатком способа  вл етс  то, что он не позвол ет раздельно оценит уменьшение концентрации полимера вследствие сорбции и из-за деструкци Сорбци  полимера обуславливает сниж ние подвижности воды, проталкивающей отсрочку полимера, что способствует уменьшению гидродинамической неоднородности пласта и увеличению нефте отдачи . Деструкци , т.е. разрушение, поли мера происходит вследствие различных причин, например повышени  температуры высоких скоростей движени , особенностей технологии применени , наличи  кислорода в закачиваемой вод и т.д. В результате деструкции происходит уменьшение среднего значени  молекул рной массы.макромолекул полимера или полимерных ассоциатов и снижение в зкости раствора. При этом полезное действие полимерного раствора на нефтеотдачу пласта снижаетс  (продукты деструкции полимера также могут сорбировать с  горными породами). Кроме того, процесс определени  концентрации поjraMepa по рассе нию света достаточно трудоемкий и обеспечивает недостаточ но высокую точность. Известен также способ контрол  за разработкой нефт ной залежи завод 3 нением путем закачки в пласт через нагнетательные скважины воды, запущенной полимером, отбора продукции через добывающие скважины и определени  концентрации полимера в добывающей продукции. Анализ в зкости полимерного раствора в пробах из эксплуатационных скважин позвол ет определить уменьшение концентрации полимера в добываемой продукции по сравнению с начальной величиной. Уменьшение в зкости раствора происходит вследствие уменьшени  концентрации полимера в растворе.Определение концентрации по в зкости более технологично, чем по рассе нию света. Уменьшение концентрации полимера происходит вследствие сорбции полимера в породе и деструкции полимера в пластовых услови х 2j Недостатком известного способа также  вл етс  невозможность раздельной оценки уменьшени  концентрации полимера из-за сорбции и деструкции. В результате деструкции проис содит уменьшение среднего значени  молекул рного веса макромолекулы полимера и снижение в зкости раствора. При этом полезное действие полимерного раствора на нефтеотдачу, пласта снижаетс . Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол  за разработкой путем определени  сорбции и деструкции полимера. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу контрол  за разработкой нефт ной залежи заводнение путем закачки в пласт через нагнетательные скважины воды, загущенной полимером, отбора продукции через добывающие скважины и определени  концентрации полимера в добывающей продукции, воду загущают полимером с удельной активностью трити  Ки/кг, полученной изотопным обменом атомов водорода в молекуле полимера на атомы трити , а по Удельной активности трити  в отобранной продукции суд т о концентрации и деструкции полимера в пластовых услови х . На фиг.1 показаны результаты прокачки через модуль соленой и тритиевой воды и меченого полиакриламида , на фиг.2 - зависимость концентрации раствора полиакриламида от

объема прокачки; на фиг.З - то же, дл  полиэтиленоксида.

Согласно предлагаемому способу используют меченный тритием полимер В результате деструкции полимера целые молекулы полимера и продукты его распада остаютс  меченными тритием , поэтому удельна  активность трити  в пробе характеризует суммарное количество полимера и продуктов его распада.

Были проведены лабораторные исследовани , которые показали различие в поведении меченной индикатором воды, на которой готовилс  раствор полимера и собственно меченного индикатором полимера,которы раствор лс  в немеченной воде.

Результаты этих исследований приведены на фиг.1, где С/С - измер ема  величина на выходе из образца, отнесенна  к ее значению перед прокачкой через образец; СР объем закачанной жидкости, отнесенной к объему пор, X - концентраци  NaCI в водном растворе полиакриламида, - удельна  активность окиси трити  в водном растворе полиакриламид ( несорбируемый индикатор по известнму способу), - в зкость раствора полиакриламида; и - удельна  активность раствора полиакриламида, меченного тритием (индикатор по предложенному способу).

Исследовани  проводили на модели пласта с недеструктированным полимером при таких услови х фильтрации растворов, чтобы избежать деструкции . Водный раствор полимера был слегка подсолен NaCI. Как следует из результатов опыта, фильтраци  несорбируемого индикатора по способ меченной тритием воды несовпадает с фильтрацией полимера и совпадает с фильтрацией воды: изменени  солености и удельной активности тритиевой воды ложатс  на одну кривую (крива  1).

Характер изменени  концентрации недеструктированного полимера, определенный по в зкости раствора и с помощью меченного полимера (индикатор по предлагаемому способу), достаточно хорошо совпадает (крива  2).

Скорость фильтрации полимера в пласте меньше скорости фильтрации воды, на которой готов т раствор полимера . Отличаетс  также и форма кривой выхода из пласта воды и полимера (за счет сорбции полимера в пласте).

Таким образом, только собственно меченный тритием полимер может использоватьс  дл  изучени  особенностей фильтрации полимера в пласте.

При использовании меченого полимера по предлагаемому способу следует использовать меченный тритием сухой полимер с удельной активностью 10 -10 Ки/кг полимера. Дл  обеспечени  массовых поточных анализов удельной активности полимера в растворе с погрешностью не хуже 20% относительна  величина удельной активности раствора полимера в воде не должна быть меньше 1- Ки/л воды из-за чувствительности измерительной аппаратуры СБС-2. Примен ема  дл  закачки в пласт концентраци  полимера составл ет 5-10 кг/кг раствора. При движении по пласту возможно уменьшение концентрации полимера в результате сорбции и разбавлени , прежде всего при создании небольших оторочек раствора полимера. Поэтому в зависимости от особенностей решаемой задачи необходимо определ ть концентрацию полимера на уровне 100-10% от начальной.величины, т.е. 5-10 кг/кг раствора. Соответственно удельна  активность таких растворов должна быть не менее Ки/л раствора, что соответствует удельной активности сухого полиг (

1 -10

in 1-10

2 10 и 5.105-10

2-.10 Ки/кг полимера.

Повышение величины удельной активное :и нецелесообразно из-за требований радиационной безопасности.

Таким образом, приведенные значени  удельной активности 10 -10 Ки/к полимера относ тс  к сухому полимеру и при приготовлении раствора полимера соответствуют 10 Ки/л раствора.

Были приготовлены 6 растворов наиболее часто примен емого полимера полиакриламида (ПАА) с концентрацией 0,05%, меченных тритием по различным методикам. Недеструктированны растворы ПАА фильтровались через насыпную модель пласта. В качестве модели использовали трубку диаметром 0,03 м и длиной 0,5 м. В результате был выбран способ мечени  ПАА тритием , которьй обеспечивает стабильн меченне и не приводит к изменению в зкости начального раствора. Така  методика заключаетс  в изотопном об не водорода сухого порошка ПАА с га зообразным тритием на специальной установке. Активность приготовленно го меченого ПАА составл -та Затем была исследована возможность оценки деструкции ПАА при фильтрации. Дл  получени  частного деструктированного раствора ПАА провели фильтрацию меченого ПАА через керн длиной 3 см с проницаемостью около 120 мД при скорости фильтрации пор дка 150 м/сут. Затем такой частично деструктированный раствор ПАА закачали в насыпную модель пористой среды проницаемостью около 1 Д. Скорость фильтрации при этом состави ла около 1 м/сут. На фиг.1 представлены результаты эксперимента: крива  1 изменение в зкости на выходе из модели, крива  2 - изменение суммарной удельной активности меченного тритием ПАА и продуктов его деструкции. Удельную активность раствора по трению определ ли радиометрически с помощью серийного жидкостного сцинтштл ционного счетчика СБС-2 следующим образом. Отбирали пробу раствора полимера на выходе из модели пласта объемом 0,1 мл и добавл ли ее в измерительную кювету к 20 мл жидкого оцинтилл тора ЖС-8. Затем производили измерение. В зкость измер ли на вискозиметре ВПЖ-1 диаметром 0,54 мм при 20°С. В зкость раствора обусловлена недеструктированным ПАА. Величина удельной активности трити  обусловлена суммарной концентрацией недеструктированного ПАА и продуктов его распада. Прокачку меченого ПАА проводили до получени  на выходе из модели раствора ПАА с посто нной в зкостью и удельной акт вностью . Это условие выполн лось в данном конкретном случае после прокачки через модель раствора ПАА в ко личестве двух пороговых объемов модели . Результаты измерени  в зкости на выходе из модели приведены в дол х от величины в зкости начального не деструктированного раствора ПАА до его фильтрации через керн. Величина удельной активности трити  меченного ПАА приведена в дол х от начальной величины удельно1у активности недеструктированного раствора ПАА до его фильтрации через керн. Как следует из фиг.2, удельна  активность трити  на выходе из модели достигла 100% после прокачки двух пороговых объемов и 50% после прокачки 1,3 пороговых объемов, в зкость на выходе модели достигла 60% от начальной величины, а половина этого значени  бьша достигнута после прокачки 1 ,4 пороговых объемов. Отсюда величина сорбции определ етс  следующим приближенным методом . Если бы сорбции не было, то 50% закачанного вещества вышло бы из модели после прокачки 1 порогового объема. Следовательно, дл  определени  количества сорбированного недеструктированного полимера необходимо из величины порогового объема, при котором наблюдалась концентраци  полимера , равна  0,5 от максимально достигнутой (в данном случае 1,4), вычесть 1, умножить на абсолютную величину порогового объема (в данном случае 106,0 см) и на максимально достигнутую величину концентрации полимера (в данном случае 0,6-0,0005 кг/кг) . В данном примере эта величина равна 0,4 0,106 3 , 127- полимера. Суммарна  величина сорбции недеструктированного полимера и продуктов его распада составила 0,3-0,1060,0005 0,159. 10 кг. Величину деструкции считаем равной разности между средней концентрацией полимера и продуктов его распада и средней концентрацией . недеструктированного полимера после его выхода из пласта, отнесенной к средней концентрации полимера и продуктов его распада. Дл  определени  величины средней концентрации полимера врспользуемс  выражением --tp-aq, j -cp-citf tP,

где а - средн   концентраци  полимера , %, (fi - объем, после прокачки

которого из модели начинает поступать полимер,дол  порогового объема; (fp - объем, после прокачки которого из модели начинает поступать посто нна  концентраци  полимера, дол  порогового объема; С/Сд - отношение текущего значени  измер емой величины к начальному значению. Дп  оценки средней концентрации недеструктированного полимера в выражение (1) необходимо подставить значени  С/Сд, характеризующие относительное изменение в зкости, т.е. данные кривой 1 (фиг.2). Дл  оценки средней концентрации полимера и продуктов его распада в выражение (1) следует подставить значение С/С, характеризующие изменение удельной активности трити  в растворе, т.е. данные кривой 2 (фиг.2). Интегрирование дл  облегчени  растворов в данном случае провод т графически. Получены следующие результаты. Средн   концентраци  недеструктированного полимера составила 1,47 усл.ед. полимера вместе с продутами его распада - 2,45 усл.ед.Отсюда величина деструкции равна

%;,j 0,4, т.е. 40%.

Таким образом, приведеиньй пример показывает, как с помощью меченного тритием полимера и определении в зкости раствора можно оценивать сорбцию и деструкцию полимера в пластовых услови х, значение которых повьшает эффективность контрол  за разработкой.

Был приготовлен меченный тритием полиэтиленоксид (ПЭО). Мечение производилось также изотопным обменом с сухим ПЭО. Удельна  активность меченого ПЭО составила 10 Ки/кг. Затем был приготовлен

частично деструктированный полимер. Так как ПЭО довольно легко разрушаетс  под действием кислорода, то дл  частичной деструкции раствор ПЭО насыщали под давлением кислородом и вьиерживали 24 ч. Затем раствор ПЭО фильтровали через насыпную модель пласта, идентичную той, что была использована в предьщущем примере Определение сорбциии и деструкции производилось аналогично предьщущему примеру.

На фиг.З представлены крива  1 изменени  в зкости раствора на выходе из модели и крива  2 изменени  суммарной дельной активности трити  ПЭО и продуктов его деструкции. Обе эти величины вышли на насьш1ение после прокачки через модель раствора в количестве 1,9 пороговых объемов. Удельна  активность достигла величины 100% от начальной, а 50%-ный уровень был достигнут при прокачке 1,1 порогового объема. В зкость достигла величины 80% от исходной, а половина этого значени , т.е. 40%, быпа достигнута после прокачки 1,25 порогового объема. Отсюда величина сорбции недеструктированного полимера составила (1,25-1,00).О,106-0,8-0,0005 1,0610- кг. Величина сорбции ПЭО и продуктов его распада составила (1,1-1,0). О,106-0,0005 5,3-10 кг. Величина деструкции оценивалась, как и в предьщущем случае , как отношение разности площадей под кривыми 2 и 1 к площади под кривой 2. В результате графического интегрировани  величина деструкции 3.6-2,9

0,2, т.е. 20%.

составила

3,6

Осуществление контрол  за воздействием на пласт загущенной водой с помощью меченного полимера позволит выбирать концентрацию и технологию применени  полимера с учетом деструкции последнего в пластовых услови х. Это позволит повысить нефтеотдачу пласта, что обеспечит экономический эффект пор дка сотен тыс ч рублей.

Claims (1)

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА РАЗРАБОТКОЙ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ ЗАВОДНЕНИЕМ путем закачки в пласт через нагнетательные скважины воды, загущенной полимером, отбора продукции через добывающие скважины и определения концентрации полимера в добывающей продукции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля за разработкой путем определения сорбции и деструкции полимера, воду загущают полимером удельной активностью трития 10 10'⁴Ки/кг, полученной изотопным обменом.атомов водорода в молекуле полимера на атомы трития , а по <g удельной активности трития в отобран ной продукции судят о концентрации сорбции и деструкции полимера в пластовых условиях.

   1 1104243