Состав для добычи нефти

Состав для добычи нефти

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для разработки нефтяных месторождений для увеличения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти. Цель - улучшение реологических свойств составов на основе водорастворимого полимера. Состав содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.%: гидролизованный полиакриламид (ПАА) 0,0016-0,1000

неионогенное поверхностно-активное вещество 0,0033-1,0000

вода - остальное. Состав приготавливают путем растворения в воде ПАА, а затем оксиэтилированного ПАВ при перемешивании. При взаимодействии ПАА с оксиэтилированным ПАВ образуется комплекс из нескольких молекул ПАА, сшитых молекулой неионогенного ПАВ за счет взаимодействия амидной группы ПАА с неподеленной парой электрона кислорода полиоксиэтиленовой группы неионогенных ПАВ. Образующийся комплекс имеет мол.м. в несколько раз выше мол.м.ПАА, что предает ему более высокие реологические свойства. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)5 Е 21 В 43/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нос тно-актив ное веще ство (НПАВ) при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Гидролизованный полиакриламид 0,0016-0,3000

НПАВ О, 0033-1,0

Вода Остальное

В качестве HIIAB используют оксиэтилированные ПАВ: оксиэтилированные алкилфенолы, блоксополнмеры окисей этилена и пропилена и т.п., в качестве воды — пресную или минерализованную воду (раствор электролитов) °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4379358/23-03 (22) 04. 01. 88 (46) 23.02.90. Бюл. К 7 (71) Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности

"Гипровостокнефть" и Институт проблем мех аник и АН СССР (72) В.П. Городнов, В.А. Волков, Е.С. Калинин, B.M. Битов и А.В, Базилевский (53) 622.276(088.8) (56) Патент США Ф 3739848, кл. 166-274, 197 1. (54) СОСТАВ ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для разработки нефтяных месторождений для увеличения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти.

Цель — улучшение реологических свойств

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и применяется при разработке нефтяных месторождений для увеличения нефтеотдачи пласта и интенсификации добычи нефти.

Целью изобретения является улучшение реологических свойств составов на основе водорастворимого полимера.

Состав, содержащий водорастворимый полимер, ПАВ и воду, содержит в качестве водорастворимого полимера гидролизованный полиакриламид, а в качестве ПА — неионогенное поверхсоставов на основе водорастворимого полимера. Состав содержит следующие компоненты при их соотношении, мас.7: гидролизованный полиакриламид (ПАА)

0,0016 вЂ,3000, неионогенное поверхйостно-активное вещество 0,0033- 1,0000, вода — остальное. Состав приготавливают путем растворения в воде ПАА, а затем оксиэтилированного ПАВ при перемешивании. При взаимодействии

ПАА с оксиэтилированным ПАВ образуется комплекс из нескольких молекул

ПАА, сшитых молекулой неионогенного

ПАВ за счет взаимодействия амидной группы ПАА с неподеленной парой электрона кислорода полиоксиэтиленовой группы неионогенных ПАВ. Образующийся комплекс имеет мол.м. в несколько раз выше мол.м. ПАА, что придает ему более высокие реологические свойства. 2 табл.

1544958

Согласно известному составу молекулы полиоксиэтилена при взаимодействии с

1I анионным ПАВ не "сшиваются, а следовательно, молекулярная массаих комплекса изменяется незначительно по сравнению с молекулярной массой пблиоксиэтилена, в предлагаемом составепри взаимодействии полиакриламида с оксиэтилированным ПАВ

0 ,образуется комплекс из нескольких мо- 10 лекул полиакриламида, сшитых молекулой HTIAH за счет взаимодействия амидной группы полиакриламида с неподелен ной парой электрона кислорода поли-! оксиэтиленовой группы НПАВ. Образующийся комплекс имеет молекулярную массу в несколько раз выше молекулярной массы полиакриламида, что обуславливает более высокие реологические свойства комплекса по сравнению :0

; со свойствами как полиакриламида, так и комплекса полиэтиленоксида с анионным ПАВ по известному составу.

Для приготовления полимерсодержащих составов (ПС) взяты." в качестве 25 гидролизованного полиакриламида— три полимера с мол.м. 10 млн и степенью гидролиза 5, 15 и 24% соответственно, шифр их П-1,П-2 и Н-З, в качестве неионогенного ПАЗ вЂ” оксиэтилированные алкилфенолы — продукты марки неонол АФ 9-7, АФ 9-10 и

АФ 9-18 соответственно с 7, 10 и 18 оксиэтиленовыми группами и блоксопо-! лимер окисей этилена и пропилена

1 марки проксанол 305, в качестве воды — модель волжской воды с содержанием солей 0,034%.

Составы приготавливают путем растворения в воде полиакриламида, а затем оксиэтилированного ПАВ в требуемых количествах при неремешивании пропеллерной мешалкой в химическом стакане. Содержание полимера в приготовленных составах находится в пределах 0,001-0,30%, а оксиэтилированного продукта 0,002-1,2%.

Известные составы готовят путем растворения тех же полимеров в воде, а также путем последовательного раст- 0 ворения полиэтиленоксида мол.м. около 1 млн и алкилбензолсульфоната (АБС) натрия эквивалентного веса 320 в той же воде и в тех же условиях, что и предлагаемый состав.

П р и и е р 1. У приготовленных составов определяют время релаксации — одно из реологических свойств водных растворов полимера, позволя= ющих оценить, в частности, взаимодействие молекул полимера с молекулами оксиэтилированного алкилфенола.

Определение проводят на приборе, принцип действия которого основан на образовании цилиндрической нити из исследуемого состава при растяжении его между двумя плоскими дисками с последующей фиксацией скорости утоньшения нити под действием межфазных сил на границе жидкости — воздух во времени (1:). По скорости утонь-. шения нити определяют время релаксации по формуле где  — текущий диаметр нити.

Результаты определения времени релаксации приготовленных полимерсодержащих составов приведены в табл.1.

Из табл. 1 видно, что.время релаксации предлагаемых составов (водных растворов полиакриламида с алкипфенолом оксиэтилированным) выше времени релаксации известных составов (водных растворов полиакриламида), что указывает на образование комплекса между полимером и НПАВ за счет взаимодействия их (сравнение составов 3, 5, 7 и 18 с составом 1, составы 4, 6 и 8 с составом 2, составов 9 и 16 с 11 и 10, составов 17 и 19 с 12 и 13). При этом на примере составов 10, 12 и .13 видно, что предлагаемый состав 10 обладает синергическим эффектом по сравнению с известным составом 12 и контрольным составом 13 (водный раствор оксиэтилированного алкилфенола).

Из табл. 1 также вцдно, что известные составы 14 и 15 значительно уступают предлагаемым составам 3-10 по вязкостной характеристике, поскольку комплекс полиоксиэтилена с анионным ПАВ имеет невысокую молекулярную массу.

Реологические характеристики составов как известных, так и предлагаемых улучшаются с увеличением степени гидролиза полиакриламида. Время релаксации известного состава0,075%-ного водного раствора полиак" риламида — с увеличением степени гидролиза от 5 (П-1) до 24% (П-3) повышается от 0,12 до 1,42 с, т.е. почти в 12 раз (составы 11, 12 и 1).

5 15449

11оскольку время релаксации предлагаемых составов с тем же содержанием полимера выше этой характеристики известного состава (сравнение состава 1 с составами 3, 5 и 7), то для

5 предлагаемых составов с увеличением степени гидролиза полимера время релаксации повьш ается. Это подтверждается данными по времени релаксации составов 3, 9, 16-19.

Необходимо отметить, что полиакриламиды с низкой степенью гидролиза (до 5-77.) мало пригодны для приготовления предлагаемых составов, 15 так как время релаксации их незначительно выше времени релаксации известного состава с тем же содержанием полимера (сравнение составов 10, 17 и 19 с составом 12). 20

По времени релаксации не представляется возможным определить нижний концентрационный предел полимера и

НПАВ, так как при содержании полиакриламида даже со степенью гидролиза 25

247 (П-3) ниже 0,017. прибор показывает О, т.е. не чувствует "кажущуюся" вязкость испытываемого раствора. Это объясняется тем, что молекулы полимера, модифицированного НПАВ, при 30 концентрации полимера ниже 0,1Х удалены друг от друга в растворителе и слабо взаимодействуют, хотя и имеют большие размеры, чем молеКулы немодифицированного полиакриламида. В этом 3 случае, реологические свойства составов следует определять на пористой среде, которая наиболее полно моделирует коллектор нефтяного пласта.

Пример 2. У приготовленных.. 4О составов определяют фактор сопротивления и остаточный фактор сопротивления при фильтрации в пористой среде составов и затем воды соответственно.

Эти параметры составов являются ос45 новными реологическими свойствами их.

Фактор сопротивления - отношение подвижности воды (5 ) к подвижности поВ лимерного состава (9 ), а остаточный фактор сопротивления — отношение подвижности воды, закачиваемой в пористую среду до полимерного состава (ф ), к подвижности воды, закачиваемой поI сле этого состава, (9В), и обозначаются R u R соответственно, т.е. R = — а R = — . Подвижность— ост

Ь отношение проницаемости пористой среды для воды (КВ) или состава (Kc) к

58 6 вязкости воды

КВ Кс т.е. Ъ = с В с Ps

Реологические свойства составов определяют по следующей методике.

Насыпную песчаную модель пористой среды (керн) диаметром 2,8 см, длиной 9,6 см с промежуточной точкой отбора давления на 4,8 см от входа в модель насьш ают под вакуумом водой, после чего через керн прокачивают воду с помощью датчика постоянного расхода до выхода на постоянный режим фильтрации (давление в промежуточной точке керна почти не изменяется), затем испытываемый полимерный состав— также до выхода на постоянный режим и воду. Фильтрацию проводят при комнатной температуре на скоростях

0,99 и 6, 14 м/сут. При установившемся режиме фильтрации определяют проницаемость по фильтруемой жидкости (К). а по ней рассчитывают ф, R u

Rpcw

Результаты определения реологических свойств предлагаемых составов, растворов полимера и известного состава приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что предлагаемые составы по реологическим свойствам существенно превосходят известные составы. Однако при снижении содержания НПАВ до 0,002Х и полиакриламида до 0,0017 реологические свойства предлагаемого состава улучшаются несущественно (в пределах ошибки опыта).

Это позволяет принять за нижний предел содержания в предлагаемых составах НПЛВ О,ООЗЗХ, а полиакриламида

0,0016Х. В то же время увеличение содержания НПАВ в предлагаемом составе до 1,2Х не приводит к улучшению реологических свойств по сравнению с составом, содержащим 17 HITAB. Отсю.да верхний предел содержания НПАВ в предлагаемом составе 17. !

Несмотря на то что увеличение содержания полиакриламида в предлагаемых составах до О,ЗХ (состав 17) улучшает реологические свойства их по сравнению с известным составом (состав

18), за верхний предел содержания полиакриламида в предлагаемых составах принимают О,ЗХ, так как дальнейшее увеличение содержания его в составе экономически и технически нецелесообразно.

1544958

Следует отметить, что предлагаемые составы с содержанием полиакриламида выше 0,17. могут быть рекомендованы для коллекторов с высокой проница5 еМо стью и микро трещинов ато стью.

Необходимо также отметить, что аиалогично времени релаксации фактор (R) и остаточнь фактор сопротивл ния (R, ) предлагаемых составов 10 п вышаются с увеличением степени гидр лиза полиакриламида.

Таким образом приведенные результ ты опытов по исследованию полимерсфдержащих составов показывают на луч-15 ш е реологические свойства предлагае 4ых составов в пористой среде по сравнению с известными составами.

Предлагаемые составы могут быть использованы для повьппения нефтеот- 20 дачи пласта путем закачки их в пласт в форме одной или нескольких оторочек общим размером 0,05-0,4 объема пор ( пласта, для интенсификации работы водонагнетательных и нефтедобывающих

Таблица 1

Полимерсодержащий состав, мас. X

Состав

Н, с

Полимер

1,42

0,54

О, 075

0,03

П-3

П-3

0,7

1,85

0,7

2,3

0,9

0,45

0,16

АФ 9-10

АФ 9-10

АФ 9-1 8

АФ 9-18

АФ 9-7

АФ 9-7

АФ 9-7 .

АФ 9-10

0,01

0,05

0,03

0,05 . 0,03

0,05

О, 005

0,05

О, 075

0,03

О, 075

0,03

О, 075

0,03

О, 075

О, 075

П-3

П-3

П-3

П-3

П-3

П-3

П-.2.

П-1

П-2

П-1

0,075

О, 075

0,38

О, 12

АФ 9-10 0,05

0,05

0,03

АБС

Полизтиленоксид

АБС

О, 075

0,05

0,07

1 звестньп

2

Предлагаемый

4

6

8

Известный

11 l2

Контрольный

13

Известньп

Шифр Содержание скважин путем закачки в при;3абойную зону пласта 0,5-50,0 м на один метр интервала перфорации или тоюпцины пл аста.

Формула изобретения

Состав для добычи. нефти, содержащий водорастворимый полимер, поверхностно-активное вещество (ПАВ) и воду, отличающийся тем, что, с целвю улучшения реологических свойств состава, в качестве водорастворимого полимера сн содержит гидролизованный полиакриламид, а в качестве ПА — неионогенное поверхностноактивное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Гидролизованный полиакриламид О, 0016-0, 3000

Неионогенное поверхностноактивное вещество 0,0033-1,0

Вода Остальное

Шифр Содержание

1544958

Продолжение табл.1

Состав

Н, с

Шифр Содержание

Шифр Содержание

Предлагаемый

16

17

18

АФ 9-10

АФ 9-10

АФ 9-7

АФ 9-7

П-2

П-1

П-3

П-1

0,01

0,01

О, 005

О, 005

О, 075

О, 075

О, 075

О, 075

0,58

0,13

1,8б

0,13

Таблица 2 к керна, мкм

Состав

6,14 0Ä99

0,99

Полимер!

Ihip дер- Шифр Содерние (жанне

3,0

8,2

5,0

0,005

П-2

4,3

5,8

3,8

3,6

6,0

4,5

16,0

19,7

10,0

0,005 АФ 9-10 0,01 8 0

0,005 АФ 9-10 0,1 8,4

0,0016 АФ 9-10 0,0033 7,0

П-2

П-2

П-2

1,8

1,4

2,4

1,8

7,7

3,8

3,4

2,4

0, 0016

0,001

П-2

П-2

2,6

43,0

АФ 9-10 О, 002

Прокса- 0,1 нол 305

1,6

9,3

2,1

22,4

4,0

47,0

О, 001

О, 005

П-2

П-2

О, 005

О, 005

15,9

14,5

11,7

10,8

44,0

40,8

17,6

15,!

П-2

П-2

0,44

0,41.1,0

1,2

53,0

113, О

0,03 АФ 9-12 0,5

0,60

29,0

2,1

36,0

19,2

0,03

0,1

0,62

2,60

П-3

3,5

16,0

П-2

3,5

6,0

23,0

19,7

П-2

0,1

АФ 9-10 0,5

2,20

1,0

1,6

1,9

0,5

0,36

Полиэти- О, 03 АБС ленокПредлагаемый

16 0,54

17 11,4

Известный

21,1

28,2

9,4

7,7

0,03

0,3

АФ 9-12 0,5

АФ 9-12 0,6

П-2

П-2

2,5

19,8

0,3

П-2

Известный

1 0,24

Предлагаемый

2 031

3 0,28

4 0,35

Известный

5 0,36 б 0,32

Предла гафий

7 0,30

В 0.39

Предлагаемый

11

Известный

12 13

Предлагаем

14

Известный

Полимерсодержащий состав, мас, %, Полимерсодераащий состав, <, м! сУт > лрн К, мlсут, IIPB мас. Х