Результат интеллектуальной деятельности: Способ подбора кислотного состава для интенсификации добычи нефти

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено в способах разработки нефтяных месторождений для интенсификации добычи нефти и подборе кислотного состава для обработки терригенных коллекторов.

Предпосылки для создания изобретения.

Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.

Для интенсификации добычи наиболее эффективным и широко используемым методом воздействия на призабойную зону пласта в мировой нефтедобывающей практике, обеспечивающим восстановление и увеличение продуктивности добывающих, а также улучшение показателей приемистости нагнетательных скважин, является обработка скважин различными кислотными составами (КС).

Одной из проблем при проведении кислотных обработок является формирование осадков, состоящих из асфальтеновых компонентов. При выборе кислоты для воздействия на призабойную зону пласта необходимо учитывать возможность формирования нерастворимых осадков, состоящих из асфальтеновых компонентов.

Для исследования влияния кислоты на формирование нерастворимых осадков и снижения вследствие этого эффективности обработки необходимо проводить дополнительные исследования.

Известен способ, по которому проводили определение содержания смолисто-асфальтеновых веществ в нефти (Патент РФ №2451054, кл. С09K 8/74, опубл. 22.12.2010, «Многофункциональный кислотный состав (МКС)»), включающий фильтрацию нефти через металлическое сито на предмет образования сгустков. Способ основан на том, что если нефть фильтруется за достаточно короткий промежуток времени через сито и на сите не остается осадка асфальтеносмолопарафинов (АСПО) или твердой фазы, то считается, что состав прошел испытание.

Известный способ не всегда обладает высокой точностью и не позволяет давать рекомендации для подбора рецептур кислотных составов при кислотных обработках.

Известен фотоколориметрический способ определения асфальтенов в нефти (Физикохимия и разработка нефтяных месторождений, В.В. Девликамов. Вып. 30, 1975, стр. 6). В соответствии с этим способом по калибровочной кривой зависимости оптической плотности раствора нефти от концентрации асфальтенов в бензоле определяют концентрацию асфальтенов в нефти. Используется график зависимости между коэффициентом светопоглощения (К_сп) дегазированной нефти и содержанием асфальтенов нефти. Коэффициент корреляции при этом достаточно высокий и составляет 0,916, что указывает на тесную связь между исследуемыми параметрами, близкую к функциональной. Для определения коэффициента светопоглощения К_сп готовят раствор из 0,2 мл дегазированной нефти в 50 мл бензола. Измерения производят на стандартных фотоколориметрах при нейтральном светофильтре в кювете шириной 5 мм.

Таким образом, для нахождения содержания асфальтенов в нефти достаточно определить коэффициент светопоглощения К_сп дегазированной нефти, затем по графику или по формуле найти весовое содержание асфальтенов.

Данное техническое решение направлено на анализ влияния предложенного к использованию компонентного состава на коллоидную устойчивость нефти и не позволяет оценить осаждение асфальтенов из нефти при взаимодействии с кислотой.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности для подбора рецептур кислотных составов при кислотных обработках терригенных коллекторов добывающих скважин.

Поставленная цель реализуется в способе подбора кислотного состава для интенсификации добычи нефти, заключающемся в следующем:

- отбирают две пробы нефти: 1 - контрольная, 2 - для приготовления кислотных составов;

- проводят оптические исследования на спектрофотометре образца нефти, отобранного из верхнего слоя контрольной пробы (не более 10 мл);

- в лабораторных условиях готовят смесь кислоты и нефти различной концентрации (Нефть + HCL 15% 5000 ppm Fe; Нефть + HCL 15% + HF 3% 5000 ppm Fe; Нефть + САК 5% 5000 ppm Fe; Нефть + CAK15% 5000 ppm Fe; Нефть + HCl 5%; Нефть + HCL 15% + HF 3%; Нефть + CAK15%; Нефть + HCL 5% 5000 ppm Fe), в течение 10 минут перемешивают и проводят отстой в течение 1 часа при комнатной температуре;

- отбирают пробу из верхнего слоя приготовленной кислотной смеси и проводят оптические исследования на спектрофотометре;

- аналогичное исследование проводят с несколькими различными кислотными составами;

- определяют математическим путем коэффициент светопоглощения К_сп, для контрольной пробы и для исследуемых проб после смешивания с кислотой;

- сравнивают полученные коэффициенты светопоглощения с К_сп контрольной пробы, при этом выбирают кислотный состав, при котором изменение К_сп между контрольной и исследуемыми пробами минимально при одной и той же длине волны пропускаемого света.

Изобретение относится к способам определения оптических свойств нефтей с различными рецептурами кислотных составов, с использованием оптического метода в видимой части спектра при разных длинах волн и может быть использовано в промысловых и научно-исследовательских лабораториях при комплексном анализе нефтей и нефтепродуктов.

Пример конкретного выполнения данного способа иллюстрируется следующими графическими материалами:

- на фиг. 1 приведены технические характеристики спектрофотометра SHIMADZU UV-1800;

- на фиг. 2 представлен график с анализом динамики изменения К_сп по раствору Нефть + HCL 15% 5000 ppm Fe (красная кривая) и исходной нефти (синяя кривая).

Отобрана скважина-кандидат (добывающая скважина) №2063 для проведения кислотной очистки призабойной зоны (ОПЗ), эксплуатирующая терригенный пласт ПАО «Татнефть» НГДУ «Лениногорскнефть». Исследование проводилось с июня по июль 2016 года. Отбор проб производился до кислотной ОПЗ.

Перед проведением анализа необходимо предварительное обезвоживание нефти, для этого скважинная проба нефти в объеме 50 мл центрифугировалась в течение 15 минут при скорости вращения 4000 об/мин.

Для проведения оптических исследований на спектрофотометре готовят кислотные эмульсии, полученные при смешении нефти с кислотами (НСL, САК, HF), которые растворяют в растворителе. В качестве растворителя выбирают толуол (С₆Н₅СН₃). Растворы нефти в толуоле готовят при следующем соотношении компонентов: 0,08 мл нефти в 10 мл толуола.

Проводят определение оптической плотности образцов нефти на спектрофотометре SHIMADZU UV-1800. Данный прибор работает в ультрафиолетовой и видимой областях спектра. Оптическая система с разделением светового потока позволяет учесть флуктуации и дрейф интенсивности излучения источника света.

Спектрофотометр обеспечивает основные характеристики - максимально низкий уровень рассеянного света, высокую фотометрическую точность, стабильность базовой линии, широкий динамический диапазон. Режимы работы: фотометрический, измерения концентрации, спектрометрический, кинетический (фиг. 1).

Проводят исследование по оптической плотности в диапазоне длин волн от 200 до 600 нм с шагом 1 нм на спектрофотометре SHIMADZU UV-1800.

По формуле (1) находят коэффициенты светопоглощения К_сп для каждого полученного значения оптической плотности нефти при определенных длинах волн по методике, описанной в патенте РФ №2372616, кл. G01N 33/22 «Способ определения содержания смол в нефтях»

где К_сп - коэффициент светопоглощения, см^-1;

D - оптическая плотность вещества;

С - концентрация измеряемого вещества, д.ед;

- длина кюветы, см.

Выбирают из полученных значений К_сп при длине волны от 385 и до 510 нм, строят по полученным данным по исследуемой пробе нефти и кислотным эмульсиям корреляционные зависимости К_сп.

Результат исследования образца раствора Нефть + HCL 15% 5000 ppm Fe приведен на фиг. 2, где представлен анализ динамики изменения К_сп по раствору Нефть + HCL 15% 5000 ppm Fe (красная кривая).

К_сп по раствору Нефть + HCL 15% 5000 ppm Fe (красная кривая) в два раза ниже коэффициента светопоглощения К_сп нефти (синяя кривая), что указывает на существенное снижение содержания асфальтенов (их осаждения в кислотной эмульсии) с применением данной рецептуры.

Таким образом, предлагаемый способ подбора кислотного состава для интенсификации добычи нефти позволит повысить эффективность кислотных обработок.

В результате применения данного технического решения достигается предупреждение осложнений, связанных не только с образованием эмульсий, плохо фильтрующихся в нефтенасыщенной толще, но и с закупоркой пор призабойной зоны пласта осаждающимися асфальтенами.