Результат интеллектуальной деятельности: Способ разработки неоднородного нефтяного пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти из неоднородного нефтяного пласта путем регулирования охвата пласта заводнением и перераспределения фильтрационных потоков.

Известен способ разработки обводненного неоднородного пласта нефтяной залежи, включающий закачку в пласт водной суспензии дисперсных частиц (пат. RU №2043494, МПК E21B 43/32, E21B 33/138, опубл. 10.09.1995 г., бюл. №25). В качестве дисперсных частиц используют древесную муку.

Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная недостаточной водоизолирующей способностью из-за быстрого размыва нагнетаемой водой.

Известен способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку водных суспензий древесной муки и глины (пат. RU №2116439, МПК E21B 43/22, опубл. 27.07.1998 г., бюл. №21).

Недостатком способа является низкая эффективность вследствие невозможности полного блокирования промытых водой высокопроницаемых зон пласта.

Известен способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов, включающий закачку полисахаридного реагента - целлюлозно-полимерного комплекса - (ЦПК) и суспензии наполнителя (пат. RU №2496978, МПК E21B 43/22, опубл. 27.10.2013 г., бюл. №30). В качестве наполнителя используют древесную муку, или доломитовую муку, или бентонитовый глинопорошок.

Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за недостаточно глубокой обработки пласта вследствие низкой проникающей способности состава в поры пласта.

Известен способ регулирования разработки нефтяных месторождений заводнением, включающий закачку в пласт водного раствора полимера и суспензии дисперсных частиц (пат. RU №2090746, МПК E21B 43/22, опубл. 20.09.1997 г., бюл. №26). В качестве полимера используют полиакриламид, или полиоксиэтилен, или карбоксиметилцеллюлозу. В качестве дисперсных частиц используют известковый порошок, кварцевый песок, диамитовую муку, смесь древесной муки с глинопорошком, глинопорошок.

Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за низких значений остаточного фактора сопротивления. Также водорастворимые полимеры снижают реологические свойства в минерализованной воде, что снижает эффективность способа.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ добычи нефти, включающий закачку в пласт дисперсии твердых частиц в водном растворе полимера или щелочи (пат. RU №2057914, МПК E21B 43/22, опубл. 10.04.1996 г., бюл. №10). В качестве полимера используют полиакриламид, или полиоксиэтилен, или карбоксиметилцеллюлозу при концентрации 0,005-1,0 мас. %. В качестве твердых частиц используют древесную муку.

Недостатками известного способа являются:

- во-первых, низкая эффективность блокирования высокопроницаемых зон пласта набухшими частицами древесной муки, образующимися по мере продвижения по пласту;

- во-вторых, невозможность глубокой обработки пласта. При закачке дисперсных частиц в водном растворе указанных полимеров происходит процесс флокуляции, вследствие которого образуются крупные полимер-дисперсные частицы, характеризующиеся низкой проникающей способностью в поровое пространство;

- в-третьих, низкая эффективность способа из-за недостаточно высоких значений фильтрационного сопротивления;

- в четвертых, низкое качество состава, так как водорастворимые полимеры (полиакриламид, полиоксиэтилен, карбоксиметилцеллюлоза) подвержены солевой деструкции. В результате снижается охват пласта вытеснением, что приводит к снижению коэффициента нефтеизвлечения.

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности добычи нефти за счет увеличения охвата пласта воздействием и снижения обводненности добывающих скважин, улучшения качества закачиваемого состава в пласт, а также расширение технологических возможностей способа.

Поставленные технические задачи решаются способом разработки неоднородного нефтяного пласта, включающим закачку в скважину водной суспензии древесной муки и полимера.

Новым является то, что предварительно определяют начальную удельную приемистость скважины, в качестве дисперсной фазы используют смесь древесной муки и полимера, в качестве дисперсионной среды используют закачиваемую воду с минерализацией от 0,15 до 300 г/л, в качестве полимера используют высоковязкую оксиэтилцеллюлозу - ОЭЦ, осуществляют закачку указанной водной суспензии древесной муки и ОЭЦ двумя оторочками, первую оторочку указанной водной суспензии закачивают до снижения удельной приемистости скважины на 15-30% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %:

затем осуществляют закачку второй оторочки указанной водной суспензии до снижения удельной приемистости на 5-10% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %:

причем указанные оторочки закачивают в объемном соотношении 1:(1-7).

Для приготовления составов используются следующие реагенты:

- древесная мука (ДМ), выпускаемая по ГОСТ 16361-87;

- высоковязкая оксиэтилцеллюлоза отечественного или импортного производства, представляющая собой неионногенное производное целлюлозы, по внешнему виду - белый или слегка кремовый сыпучий порошок, не имеющий вкуса и запаха, с динамической вязкостью раствора с массовой долей 0,3% в пресной воде не менее 25 мПа⋅с;

- вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л.

Эффективность предлагаемого способа и способа по прототипу в лабораторных условиях оценивалась по двум показателям - остаточному фактору сопротивления (ОФС) и коэффициенту нефтеизвлечения. Эксперименты проводят на моделях пласта, представляющих собой две одинаковые трубки (длиной 0,5 м, площадью поперечного сечения 6,4 см²). Подбором величины зерен кварцевого песка создают необходимую проницаемость каналов модели пласта. Через модель пропускают пресную или минерализованную воду, которую затем замещают нефтью плотностью 0,805-0,887 г/см³. Далее проводят вытеснение нефти водой с минерализацией от 0,15 до 300 г/л с замером на выходе объемов нефти и воды. В табл. 1 приведены результаты по определению остаточного фактора сопротивления и коэффициента нефтеизвлечения при закачке водной суспензии древесной муки и высоковязкой оксиэтилцеллюлозы оторочками через модель пласта.

Пример 1. В модель пласта закачивают водную суспензию смеси древесной муки и высоковязкой оксиэтилцеллюлозы – ОЭЦ, двумя оторочками в объемном соотношении 1:1. Закачивают первую оторочку водной суспензии смеси древесной муки с концентрацией 0,3 мас. %, ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. %, воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,699 мас. % в объеме 15 см³, затем закачивают вторую оторочку водной суспензии смеси древесной муки с концентрацией 0,001 мас. %, ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %, воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,994 мас. % в объеме 15 см³. Проводят довытеснение нефти водой с минерализацией 0,15 г/л путем закачки воды с замером на выходе объемов нефти и воды. Коэффициент нефтеизвлечения составляет 79,8, а остаточный фактор сопротивления (ОФС) - 56 (см. табл. 1, опыт 1).

Как видно из таблицы 1, ОФС по предлагаемому способу добычи нефти возрастает по сравнению с прототипом в 8-30 раз. Коэффициент нефтевытеснения увеличивается в 1,5-2,0 раза.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

Выбирают участок нагнетательной скважины и проводят анализ его разработки. Проводят комплекс гидродинамических и геофизических исследований. Определяют оставшиеся запасы нефти по участку нагнетательной скважины с корректировкой по горизонтам и пластам. Определяют начальную удельную приемистость нагнетательной скважины, минерализацию закачиваемой воды, допустимое давление на эксплуатационную колонну и продуктивные пласты. Определяют добывающие скважины, гидродинамически связанные с нагнетательной скважиной. На основе анализа геолого-технологических показателей (проницаемости коллектора, толщины нефтенасыщенного продуктивного пласта, пористости, дебита по нефти и жидкости по участку, обводненности добываемой продукции), начальной удельной приемистости нагнетательной скважины определяют объемное соотношение оторочек и рассчитывают объемы закачки оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ.

Приготовление и закачку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ осуществляют существующими в нефтедобыче стандартными установками типа КУДР, ЦА-320 и т.д.

Водную суспензию древесной муки и ОЭЦ готовят непосредственно перед закачкой в пласт через нагнетательную скважину следующим образом.

В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с кустовой насосной станции (КНС) с минерализацией от 0,15 до 300 г/л, через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки и ОЭЦ. При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину.

Водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают двумя оторочками в объемном соотношении 1:(1-7). Первую оторочку водной суспензии закачивают в пласт до снижения удельной приемистости скважины на 15-30% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %: древесная мука - 0,3-1,5, ОЭЦ - 0,001-0,5, закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л - остальное.

Затем закачивают в пласт вторую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ до снижения удельной приемистости скважины на 5-10% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %: древесная мука - 0,001-0,5, ОЭЦ - 0,005-1,0, закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л - остальное.

После закачки в пласт двух оторочек их продавливают в пласт водой с водовода в объеме насосно-компрессорных труб (НКТ) плюс 1,0-10,0 м³.

Объем закачиваемых оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ для каждой скважины индивидуален и зависит от приемистости нагнетательной скважины при давлении на водоводе и работающей толщины пласта.

Пример конкретного выполнения

В качестве объекта опытно-промышленных работ был выбран участок с одной нагнетательной и тремя добывающими скважинами. Пласты представлены терригенными коллекторами проницаемостью 0,5 мкм², нефтенасыщенностью 86,5%, пористостью 22,1-23,4%, нефтенасыщенная толщина пласта - 11,2 м. Среднесуточный дебит нефти на одну добывающую скважину составляет 4,2 т, средняя обводненность добываемой жидкости - 85% (от 75% до 88%). Определяют объемное соотношение оторочек водной суспензии древесной муки и полимера и рассчитывают их объемы закачки в зависимости от начальной удельной приемистости нагнетательной скважины. Начальная удельная приемистость нагнетательной скважины составляет 40 м³/сут/МПа. Максимальное допустимое давление на эксплуатационную колонну составляет 12,0 МПа (пример 1, табл. 2).

Для нагнетательной скважины согласно анализу разработки участка объемное соотношение первой и второй оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ составляет 1:2, объем первой оторочки водной суспензии древесной муки с концентрацией 0,3 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. %, закачиваемой воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,699 мас. % составляет 100 м³, объем второй оторочки водной суспензии древесной муки с концентрацией 0,001 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %, закачиваемой воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,994 мас. % составляет 200 м³.

Приготовление и закачку оторочек водных суспензий древесной муки и ОЭЦ проводят с помощью установки КУДР.

Первую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ в объеме 100 м³ готовят следующим образом.

В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с КНС с минерализацией 0,15 г/л (99,699 т), через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки с концентрацией 0,3 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. % При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину в пласт. Удельная приемистость скважины снизилась на 15%.

Затем готовят вторую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ в объеме 200 м³.

В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с КНС с минерализацией 0,15 г/л (199,994 т), через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки с концентрацией 0,001 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %. При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину в пласт. Удельная приемистость скважины снизилась на 5%.

После закачки в пласт двух оторочек их продавливают в пласт водой с водовода в объеме 10,0 м³. В результате закачки изменились эксплуатационные показатели добывающих скважин: средняя обводненность добываемой продукции снизилась от 85,0% до 80,4%, дебит нефти по участку увеличился на 1,7 т (пример 1, табл. 3).

Остальные примеры осуществления способа разработки неоднородного нефтяного пласта выполняют аналогично, их результаты приведены в табл. 2, 3. Дополнительная добыча нефти в среднем составила более 1500 т.

Полученные результаты показывают, что в высокопроницаемых зонах пласта происходят блокирование и перераспределение фильтрационных потоков в пласте и, как следствие, подключение в работу неохваченных ранее воздействием нефтенасыщенных зон пласта, которые приводят к увеличению охвата пласта вытеснением в 1,3-1,6 раза.

Таким образом, предлагаемый способ разработки неоднородного нефтяного пласта позволяет увеличить охват пласта воздействием, снизить обводненность добывающих скважин, улучшить качество закачиваемого состава в пласт, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности способа разработки неоднородного нефтяного пласта, а также расширению технологических возможностей способа.