Способ повышения нефтеотдачи пластов реагентом iREX

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к сфере нефтедобывающей промышленности.
Изобретение может быть успешно применено при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии разработки с высокой обводненностью продукции.
Задачей изобретения является повышение нефтеотдачи пластов путем закачки реагента iREX, который стимулирует биохимическую активность анаэробных термофильных бактерий обитающих в нефтяном пласте.
Техническим результатом является повышение текущего дебита нефти за счет активного производства нефте-мобилизирующих агентов на дне коллектора и вовлечения в разработку низкопроницаемых участков пласта.

Текст

Смотреть все

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Изобретение может быть успешно применено при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии разработки с высокой обводненностью продукции. Задачей изобретения является повышение нефтеотдачи пластов путем закачки реагента ,который стимулирует биохимическую активность анаэробных термофильных бактерий обитающих в нефтяном пласте. Техническим результатом является повышение текущего дебита нефти за счет активного производства нефте-мобилизирующих агентов на дне коллектора и вовлечения в разработку низкопроницаемых участков пласта.(72) Айтуов Бауыржан Абдугалиевич Мухамедьяров Дамир Адильевич(56) Инновационный патент РК 28836,15.08.2014 г(54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ РЕАГЕНТОМ Изобретение относится к сфере нефтедобывающей промышленности и может быть успешно применено при разработке нефтяных месторождений на поздней стадии разработки с высокой обводненностью продукции. Критерии применимости способа достаточно широки - различный литологический состав(песчаники,гравелиты,алевролиты,глины,карбонаты, теригенно-поровые и т.д.), глубина залегания до 4000 метров, пластовое давление до 400 атм, температура пласта от 20 С до 98 С,проницаемость от 30 мД и выше, средняя пористость от 5 до 40, обводненность продукции от 40 до 99, а также минерализация пластовых вод до 300 гр/л. В настоящее время многие значительные по запасам месторождения Казахстана и зарубежья переживают период поздней стадии разработки. Добываемая продукция на этих месторождениях достигла высокого уровня обводненности 80-90, а объемы невыработанных запасов нефти,остающихся в недрах, составляют до 60-70. По этой причине, применение инновационных методов увеличения нефтеотдачи является актуальным. Предлагаемый способ увеличения нефтеотдачи реагентомявляется перспективным для решения данной задачи. Глубинные нефтяные резервуары представляют собой уникальные подземные экосистемы, так как в них обитают различные сообщества микроорганизмов (микробном) в экстремальных условиях окружающей среды(температура,давление и соленость). Известно также, что состав нефти значительно различается между резервуарами,что может повлиять на биоразнообразие микробиома в таких условиях. Известен способ увеличения нефтеотдачи пластов, в котором закачивают предварительно выращенные в лаборатории культуры микроорганизмов с питательной средой с содержанием формальдегида и полидиметилдиаллиламмоний хлорида (Патент 1828161). Однако необходимость предварительного культивирования (выращивания) микроорганизмов перед закачкой в скважины крайне не рентабельна ввиду необходимости доведения концентрации микроорганизмов до высоких объемов, способных повлиять на повышение нефтеотдачи пластов в условиях месторождения. Связанные с этим дополнительные затраты и человеческие ресурсы ограничивают применение данного способа на практике (необходимость закачивать несколько тонн). Известен способ повышения нефтеотдачи пластов микробиологическим методом путем закачки аэрированного раствора солей азота и фосфора (4)2 О 4) в концентрации 0,1-0,5 вместе с биомассой галотолерантных углеводородокисляющих микроорганизмов (УОМ) в количестве 1014-1016 клеток (Патент 2120545, Е 21 В 43/22). Недостатком данного способа является тот факт,что закачка аэрированного водного раствора 2 питательных веществ может вызывать кислородную коррозию оборудования скважин и требует использования дорогостоящего оборудования(компрессора высокого давления, аэраторы) и предварительной специальной подготовки закачиваемой воды (деаэрация), что существенно усложняет и удорожает технологию обработки пластов. Наиболее близким способом является способ повышения нефтеотдачи пластов с применением в качестве реагента аммония щавелевокислого в качестве биостимулятора известного по(Инновационный патент РК 28836). Однако данный способ имеет ряд недостатков,т.к. в данном способе заявители декларируют активацию пластовой микрофлоры,которая является анаэробной (обитают в бескислородной среде), но в опытах (примерах) используют активные штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов из рабочей коллекции углеводородокисляющих микроорганизмов лаборатории экологической биотехнологии РГП Национальный центр биотехнологии (НЦБ РК). Из публикаций НЦБ РК, а также характеристик данных микроорганизмов известно, что данные штаммы были выделены из нефтезагрязненных участков (нефтешламмов) с поверхности почв и являются аэробными микроорганизмами (обитают в кислородной среде). Следовательно, они не являются представителями пластовой микрофлоры. Опыты же с использованием данных штаммов бактерий не отражают картину, происходящую с анаэробными пластовыми микроорганизмами. Кроме того, пластовые условия (высокая температура,высокое давление,высокая минерализация пластовых вод) отличаются от поверхностных условий, где обитают активные штаммы нефтеокисляющих микроорганизмов,поэтому при условии интродукции в пласт данных аэробных микроорганизмов, последние имеют низкие шансы на адаптируемость и эффективность способа падает. Таким образом, применение аэробных нефтеокисляющих микроорганизмов в опытах с насыпной моделью пласта для увеличения нефтеотдачи, как указано в инновационном патенте РК 28836, является сомнительным методом оценки эффективности изобретения и основным недостатком данного способа. Кроме того, из нормативных документов известно,что применяемый в качестве биостимулятора аммоний щавелевокислый в больших объемах является раздражителем слизистой оболочки пищевода,желудка,дыхательных путей и кожных покровов человека(ГОСТ 5712-78. Аммоний щавелевокислый. Технические условия). Так, для применения данного биостимулятора в промышленных масштабах при закачке в нефтяные скважины со средним суточным объемом 800 м 3 в концентрации 0,3 (как указано в Инновационном патенте РК 28836) необходимо порядка 1200 кг аммония щавелевокислого, что является достаточно большим объемом, представляющим опасность для персонала недропользователей. Задачей предлагаемого изобретения является повышение нефтеотдачи пластов путем закачки реагента,который стимулирует биохимическую активность анаэробных термофильных бактерий обитающих в нефтяном пласте. Техническим результатом является повышение текущего дебита нефти за счет активного производства нефте-мобилизирующих агентов на дне коллектора и вовлечения в разработку низкопроницаемых участков пласта. Поставленная задача достигается следующим образом. Реагентпредставляет собой высококонцентрированный раствор питательных веществ для жизнедеятельности анаэробных термофилов. Реагент состоит из легкоусвояемых источников углерода, фосфора и различных микро- и макроэлементов. При закачке в нефтеносную породу реагентаактивизируется естественная микрофлора пласта. Рост микробных клеток сопровождается образованием нефтевытесняющих агентов, которые 1) снижают межфазное натяжение на границе вода-нефть и нефть-порода,увеличивая проницаемость и стимулируя интенсивный отмыв микроглобул нефти с порового пространства породы 2) снижают вязкость нефти и повышают давление в порах (газы Н 2, СН 4, СО 2) 3) влияют на растворимость парафинистых и смолисто-асфальтеновых отложений (АСПО) на стенках пор в призабойной зоне скважин (спирты,кетоны и иные растворители) 4) вызывают кратковременную избирательную закупорку высокопроницаемых пропластков и промытых зон, стимулируя перенаправление фильтрационных потоков (биополимеры). В результате процессов 1-4 увеличивается приток нефти к добывающим скважинам и вовлекается в разработку низкопроницаемые зоны пласта. В результате опытно-промышленных испытаний на месторождении Кумколь дополнительная добыча от одной скважинно-обработки составила 547 тонн нефти, что эквивалентно приросту 4,56 тонн/сутки на 120 дней. Предлагаемый способ прост, технологичен и эффективен для повышения нефтеотдачи пластов. Реагентне токсичен и экологически безопасен. На реагентполучен сертификат соответствия качества и безопасности продукции, успешно проведены испытания в СЭС. Сущность изобретения поясняется следующими конкретными примерами Пример 1. производство реагента . Пример 1.1. Реагентразрабатывается с учетом индивидуальных геохимических параметров исследуемых скважин. Как правило, состав реагента варьирует от месторождения к месторождению и от скважины к скважине в зависимости от химического состава флюидов. Основными компонентами являются микро- и макроэлементы, которые представлены 3,3 О 3, 2 О 4, 2, О 4, О 4 в концентрации от 0,05 до 0,5. При этом оптимальной концентрацией является не менее 0,1, что является минимальным пороговым значением для роста анаэробных термофилов. Также реагентимеет высокое содержание моно- и дигидратов фосфата который обладает повышенной буферной мкостью для стабилизации рН в пределах пластовых значений. Известно, что фосфаты являются источником фосфора для построения дочерних цепей ДНК в процессе пролиферации микроорганизмов, что обуславливает необходимость высокой концентрации фосфатов в составе реагента . Для промышленных целей,экономически целесообразно использовать ортофосфат натрия (2 О 4) в концентрации от 1 до 10 в зависимости от условий месторождения. При этом, оптимальной концентрацией является не менее 5. Третьим ключевым компонентом реагентаявляется сахароза в концентрации от 5 до 18,которая является энергетически предпочтительным субстратом и источником углерода в анаэробных условиях. Попадая в поры нефтеносной породы,сахароза целенаправленно стимулирует рост факультативных анаэробов, таких каки, которые используют сахарозу для пролиферации в геометрической прогрессии с образованием нефтемобилизирующих метаболитов(молочная,пропионовая, уксусная муравьиная кислоты формальдегиды метиловый, этиловый, пропиловый спирты, а также двуокись углерода). Для получения значительного прироста дебита нефти, оптимальная концентрация сахарозы в промышленных закачках составляет не менее 10. После приготовления рабочего объема раствора реагента , последний подвергается лиофильной сушке в течение 24 часов при температуре минус 80 С для последующей транспортировки на месторождение. Критичным является проведение всех операций в стерильных условиях(приготовление раствора, оптимизация рН среды,стерилизация, лиофильная сушка, упаковка в транспортную тару). Пример 1.2. Перед закачкой на промысле,предварительно проводятся лабораторные испытания эффективности нефтевытеснения реагентом . В частности, проводится испытание на насыпных моделях. Модель пласта,представляющую собой цилиндр, заполняют кварцевым песком. Пористую среду насыщают нефтью, после чего нефть вытесняют пластовой водой (предварительно отобранную от скважины, к которой разработали реагент ) до полной обводненности продукции на выходе и стабилизации скорости фильтрации. После закачки состава проводят выдержку модели в течение 12 ч при 48 С. Далее модель промывают пластовой водой с реагентомпосле культивирования в течение 3 недель и без реагента(контроль) в 3 течение 2 часов. Предполагается, что за 3 недели уже образовалось достаточное количество нефтемобилизирующих метаболитов пластовыми микроорганизмами. Прирост коэффициента нефтеотдачи определяют количественно. В результате моделирования заводнения, дополнительная нефтеотдача составила 55 по сравнению с контролем (без реагента ). На фиг.1 представлена фотография после 2 часов обработки реагентом. Изменение значения межфазного натяжения, / До обработки 3 неделя после обработки 29.4 7.9 28.9 8.3 28.3 9.7 28.9 10.1 28.6 13.9 Таблица 1. Измерение межфазного натяжения после обработки реагентомКак видно из Таблицы 1, в результате выделения биоПАВов происходит снижение межфазного натяжения в 3 раза. Пример 1.4. Параллельно проводятся микроскопические работы по фото-фиксации деятельности пластовых микроорганизмов в процессе нефтевытеснения. В результате воздействия реагентом пластовые микроорганизмы увеличились в геометрической прогрессии (в сотни тысяч раз). Данные бактерии секретируют биоПАВы,которые снижают межфазное натяжение на границе вода-нефть,способствуя размельчению крупных глобул нефти запертых в породе. Вновь образованные микроглобулы нефти обладают меньшей сопротивляемостью и более мобильны (легко извлекаемы). Данные микроглобулы нефти попадают в поток заводнения и транспортируется по направлению к добывающей скважине. На микроскопической фотографии показан данный процесс, фиг.2. Как видно из вышеприведенных результатов лабораторных испытаний, обработка реагентомпозволяет добиться прироста текущего дебита нефти в различных системах нефтевытеснения. Пример 2. промышленное использование реагентана нефтяном месторождении кумколь. Промышленная закачка реагента проводится в соответствии со стандартными процедурами ППД. Процедура закачки реагента произведена в следующем порядке 1) Разводят реагентв емкости до 10 м 3. 2) Размещают технику на нормативном расстоянии. 3) Подключают всю технику к скважине. 4) Приступают к опрессовке системы. 5) Приступают к закачке реагента под давлением до 150 атм. 6) После закачки реагентной смеси останавливают скважину для реагирования. 4 Для подтверждения полученных результатом,аналогичный эксперимент проводят на керновых моделях. Пример 1.3. Следующим этапом проводят измерение выработку нефте-мобилизирующих метаболитов пластовыми микроорганизмами в условиях пласта. Измеряют изменение межфазного натяжения на границе пластовая вода-нефть в динамике до 3 недель. Ниже приведены результаты по измерению межфазного натяжения тенсиометром 7) Время реагирования 48 часов. 8) Отключают все трубы и рукава от техники. Примечание. Суммарный объем реагентной смеси 10 м 3. На фиг.3 приведен результат закачки реагентав нагнетательную скважину месторождения Кумколь. Графически показан прирост текущей добычи нефти на одной из реагирующих скважин на расстоянии 1000 метров. Представлены данные по дополнительной добычи нефти после закачки реагента . До закачки среднесуточный дебит нефти составлял 11 тонн нефти/сутки. После закачки прирост до 22 тонн нефти/сутки, со стабилизацией до 19 тонн нефти/сутки. Суммарный эффект от одной скважино-обработки за 4 месяца составляет 547 тонн нефти, что эквивалентно приросту 4,56 тонн/сутки на 120 дней. На фиг.4 приведен результат закачки реагентав добывающую скважину месторождения Кумколь. Графически представлены данные по среднесуточной добыче до (1 тонна нефти/сутки) и после закачки реагента(до 5 тонн нефти/сутки). После закачки прирост до 5 тонн нефти/сутки, со стабилизацией до 2 тонн нефти/сутки. Суммарный эффект от одной скважино-обработки за 4 месяца составляет 123 тонны нефти, что эквивалентно приросту 1,02 тонны/сутки на 120 дней. Следует отметить, что данная скважина была кандидатом в нерентабельный фонд и закачка реагентомреанимировала данную скважину. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ повышения нефтеотдачи пластов,включающий закачку реагента, отличающийся тем,что в качестве реагента используют реагент . 2. Способ, по п.1, отличающийся тем, что в составе реагентамикро- и макроэлементы представлены еС 3, Н 3 ВО 3, 24, 2,4, 4 в концентрации от 0,05 до 0,5,преимущественно в концентрации 0,1 фосфат представлен в виде ортофосфата натрия (24) в концентрации от 1 до 10, преимущественно в концентрации 5 источник углерода представлен

МПК / Метки

МПК: E21B 43/00

Метки: пластов, повышения, нефтеотдачи, способ, реагентом

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/6-31672-sposob-povysheniya-nefteotdachi-plastov-reagentom-irex.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ повышения нефтеотдачи пластов реагентом iREX</a>

Похожие патенты