Результат интеллектуальной деятельности: Методика исследования отрицательного влияния химических реагентов на смежные технологии

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для проведения исследований по оценке влияния химического реагента (далее ХР) на свойства продукции скважин.

Механизм работы ХР сложен и недостаточно полно изучен. Важной проблемой, требующей своего решения, остаются совместимость применяемых технологий воздействия на пласт и скважину, главным образом, химической направленности. Плотность применяемых технологий порой такова, что негативный побочный эффект одной "гасит" эффективность другой.

В настоящее время для оценки эффективности ХР используют различные способы.

Способ 1. При осуществлении способа готовят модельную смесь, имитирующую пластовую воду, помещают ее в двухэлектродную электрохимическую ячейку, рабочим электродом в которой выступает образец конструкционного материала, имитирующий деталь скважинного оборудования, а вспомогательный электрод выполнен из инертного металла, ячейку термостатируют при температуре 20-80°С, далее воздействуют на смесь электромагнитным полем при различных частотах, производя при этом измерение во времени реактивной С и активной R составляющих электрохимического импеданса ячейки, и определяют оптимальную частоту для данной модельной смеси, при которой значения составляющих импеданса изменяются во времени не менее чем в 3 раза по сравнению с первоначальным. Затем, при оптимальной частоте, проводят измерение во времени составляющих импеданса для смеси с введенным в нее ингибитором, находят соотношение реактивной и активной составляющих, строят графическую зависимость указанного соотношения от времени воздействия электромагнитным полем при оптимальной частоте для смеси с ингибитором и без него, по которой определяют время воздействия, соответствующее максимальному значению соотношения C/R, устанавливают разность между упомянутым временем воздействия для смеси с ингибитором и без него, по которой судят о сравнительной эффективности ингибиторов. Чем больше упомянутая разность, тем более эффективным является ингибитор (Ракитин А.Р., Кичигин В.И., Фофанов Б.В. «Способ подбора эффективных ингибиторов солеотложения», патент РФ №2327029, МПК Е21В 37/06, опубл. 20.06.2008).

Способ 2. Определение эффективности ингибитора солеотложений. Сущность: продавку ингибитора осуществляют через модель пористой среды геометрически правильной формы с химически нейтральной поверхностью, снимают зависимости удельной адсорбции от времени контактирования, максимального числа объемов пор и тангенса угла между касательной к кривой десорбции и осью ординат от расхода раствора ингибитора. По максимальным значениям удельной адсорбции максимального числа объемов пор и тангенса угла судят об эффективности ингибитора. В качестве пористой среды используют кварцевые шарики (Антипин Ю.В., Целиковский О.И., Исланов Ш.Г. «Способ определения эффективности ингибитора солеотложений», патент РФ №2056040, МПК G01N 5/04, опубл. 10.03.1996).

Недостатком этих способов является то, что они не позволяют определить эффективность применения ХР в условиях последовательного применения технологий. В связи с чем результаты, получаемые на основе этих методик, зачастую не соответствуют результатам промысловых испытаний.

Практически все исследования по выбору оптимального ХР основаны на изучении влияния состава ХР на кинетику растворения отложений в зависимости от состава отложений. При этом не учитываются свойства отложений, структура и их возможные изменения в результате воздействия ранее применявшихся технологий.

Процесс подбора растворителей должен включать этап проведения исследований по оценке влияния ХР на устойчивость нефтяной дисперсной системы, так как при смешении с ХР возможно снижение вязкости нефтяной дисперсной системы и, как следствие, снижение коллоидной стабильности, ускорение седиментационных процессов. Это приводит к разрушению нефтяной дисперсной системы и снижению эффективной добычи нефти.

В связи с этим важной и актуальной является задача разработки нового способа комплексного анализа влияния ХР на свойства нефти.

Цель изобретения - выбор эффективного готового ХР для технологических процессов эксплуатации и ремонта скважин, не оказывающих побочного негативного воздействия на коллоидную устойчивость нефти и на образование водонефтяных эмульсий.

Поставленная цель достигается тем, что в методике оценки отрицательного влияния химических реагентов на смежные технологии проводится отбор проб нефти, приготовление искусственной водонефтяной эмульсии (далее по тексту - эмульсии), приготовление рабочего раствора готового химического реагента, определение плотности эмульсии до и после отделения свободной воды, определение дисперсности проб до и после отделения свободной воды, определение устойчивости эмульсии, определение рН отделившейся воды из эмульсии, определение гранулометрического состава механических примесей в воде; анализ полученных данных, обобщенная оценка готового химического реагента по комплексу свойств.

Новым является то, что при выборе готового ХР для эксплуатации и ремонта скважин, кроме непосредственной оценки эффективности применения в технологическом процессе, для приготовления эмульсии в качестве водной фазы используется пластовая вода, что позволяет смоделировать скважинные условия, проводится оценка влияния готового ХР на коллоидную устойчивость нефти с использованием оптических методов исследования с исследованием оптических свойств верхнего и нижнего слоев контрольной пробы нефти и пробы нефти с готовым химическим реагентом, отстаивание проб в течение 24 часов, затем осуществляют повторные исследования оптических свойств верхнего и нижнего слоев для определения коллоидной устойчивости; а на основе микроскопических исследований установлено увеличение дисперсности эмульсии с готовым химическим реагентом, что позволяет определить способность формирования устойчивых водонефтяных эмульсий.

Для оценки влияния готового ХР на коллоидную устойчивость нефти разработана комплексная методика анализа, предусматривающая оптические и микроскопические исследования нефти до и после применения готового ХР.

В данной работе, в качестве примера конкретного выполнения методики исследования отрицательного влияния химических реагентов на смежные технологии представлены результаты исследований готовых ХР СНПХ-5314 с использованием образцов нефти девонского горизонта Северо-Альметьевской площади Ромашкинского месторождения ПАО «Татнефть».

Методика исследования отрицательного влияния готового ХР на смежные технологии иллюстрируется следующими чертежами: где

на фиг. 1 представлена зависимость К_сп от длины волны нефти с верхнего слоя эмульсии с обводненностью 40%;

на фиг. 2 представлена зависимость К_сп от длины волны нефти с нижнего слоя эмульсии с обводненностью 40%;

на фиг. 3 представлены результаты лабораторных исследований оптических свойств эмульсий с обводненностью 40% после начала отстаивания;

на фиг. 4 представлены микрофотографии эмульсии с обводненностью 20% без готового химического реагента (а) и с готовым химическим реагентом (б);

на фиг. 5 представлены результаты микроскопических исследований эмульсии обводненностью 20% без готового химического реагента и с готовым химическим реагентом.

Спектрофотометрический метод анализа заключается в определении степени поглощения веществом лучей света различной длины волны - коэффициента светопоглащения (К_сп). В связи с тем, что поглощение на определенной длине волны является индивидуальной характеристикой вещества, то по величине поглощения можно судить о концентрации данного вещества в образце.

Если построить непрерывную кривую изменения оптической плотности образца нефти в зависимости от длины волны, то можно заметить отдельные максимумы и минимумы, соответствующие поглощению света отдельными компонентами нефти.

Лабораторные исследования изменения оптических свойств нефти проводились на приборе «спектрофотометр ShimadzuUV-1800». Методика исследований предусматривала следующее: исследовались оптические свойства верхнего и нижнего слоев контрольной пробы нефти и пробы нефти с готовым химическим реагентом, затем пробы отстаивались в течение 24 часов, после чего повторно проводились исследования оптических свойств верхнего и нижнего слоев. Результаты исследований представлены на фиг. 1 и фиг. 2.

Лабораторные исследования определения плотности эмульсии до и после отделения свободной воды проводились при помощи аналитического прибора «Вибрационный измеритель плотности ВИП-2М», который позволяет наиболее точно определить показатель плотности именно эмульсии до и после отделения свободной воды.

Выявлено, что при контакте нефти с готовым ХР происходит изменение коэффициента светопоглощения верхнего и нижнего слоев нефти, что говорит о влиянии готового ХР на коллоидную устойчивость нефти.

Затем были проведены микроскопические исследования эмульсий на «Микроскопе Leica DM 750 Р». Получены микрофотографии (фиг. 4) и проведен дисперсный анализ. Установлено, что эмульсии без готового химического реагента имеют меньшую степень дисперсности, чем эмульсия с готовым ХР.

В качестве примера на фиг. 5 приведены результаты микроскопических исследований эмульсии обводненностью 20% без готового химического реагента и с готовым химическим реагентом.

Применение методики исследования отрицательного влияния готовых химических реагентов на смежные технологии показало, что:

- химический реагент СНПХ-5314 увеличивает устойчивость эмульсий. Установлено, что при обводненности 20% седиментационная устойчивость эмульсии с готовым химическим реагентом увеличивается в 2 раза;

- при контакте нефти с готовым ХР происходит изменение коэффициента светопоглощения верхнего и нижнего слоев нефти. Так, Ксп верхнего слоя уменьшился на 792 ед., а Ксп нижнего слоя увеличился на 924 (фиг. 3). На основе данных исследования можно предположить, что готовый химический реагент СНПХ-5314 оказывает влияние на коллоидную устойчивость нефти;

- при микроскопических исследованиях, выполненных на «микроскопе Leica DM 750 Р», установлено увеличение дисперсности эмульсии с готовым ХР обводненностью 20% на 35%.

Необходимо продолжать исследования готовых ХР на смежные технологические процессы. Для исследований может быть рекомендовано использование предлагаемых методик. Кроме стандартной оценки эффективности готовых ХР необходимо оценивать влияние готовых ХР на коллоидную устойчивость нефти и на формирование эмульсий.

Сопоставление показателей влияния готовых ХР позволяет ранжировать их как по конкретному, так и по обобщенному критерию.

Технологический и экономический эффект от применения готовых ХР может быть получен не только благодаря предотвращению отложения солей, но их грамотному использованию, не допуская всевозможных последствий после их применения.