Розробка технології підвищення нафтовилучення за методом заводнення міцелярним розчином

У нафтовій промисловості вивчаються і впроваджуються у промислову практику десятки різних методів впливу на нафтові поклади і підвищення нафтовидобутку, що тією чи іншою мірою базуються на заводненні. Тому вибір методу підвищення нафтовіддачі конкретного об’єкта розробки починається з вивчення його геологічних умов. Особлива увага приділяється властивостям пластових нафт, які відіграють вирішальну роль в призначенні того чи іншого методу підвищення нафтовіддачі.

Важливими параметрами для вибору методу підвищення нафтовіддачі є глибина залягання об’єкта розробки і його товщина, пластовий і гідростатичний тиски, степінь його неоднорідності, хімічні і фізичні властивості насичених рідин, теплофізичні характеристики пласта.

Витіснення нафти за допомогою нагнітання міцелярних розчинів можна застосовувати на родовищах які характеризуються наступними параметрами:–

динамічний коефіцієнт в’язкості пластової нафти – менше 15 мПа·с;–

нафтонасиченість >25%;–

пластовим тиском – не обмежений;–

проникність – більше 0,1 мкм2;–

солонуватість пластової води – 5 мг/л;–

товщина пласта – менше 25 м.

Середньоменілітовий поклад Південно-Пнівського родовища повністю відповідає своїми геолого-промисловими даними відповідно до представлених параметрів застосування.

Отже, міцелярне заводнення ідеально підходить для геолого-фізичних умов даного горизонту.

Єдиним недоліком даного методу є складність технології, але збільшення нафтовіддачі на 8–20%, повністю його компенсує. Для даних геологічних умов я вважаю, що приріст буде становити близько 10%.

Властивості міцелярних розчинів і вплив на них різних факторів

Загальні вимоги до міцелярних розчинів наступні.

1. Розчин повинен володіти здатністю повністю витісняти нафту і воду з колекторів різного типу. Витісняючи здатність розчину визначається так звани-ми контролюючим міжфазним натягом. Якщо міжфазний натяг на границі роз-чину з нафтою і водою різний, наприклад, 0,01 мН/м і 0 відповідно для розчину ІІ типу, то ефективність витіснення нафти буде контролюватися великим міжфазним натягом, тобто величиною 0,01 мН/м. Найкраща витісняюча здат-ність досягається у розчина IV типу (“середня фаза”), у котрого низький між-фазний натяг (<0,001 мН/м) на контакті з нафтою і з водою.

Але достатньо висока ефективність витіснення нафти зберігається і після переходу розчину типу IV в тип ІІ чи ІІІ.

2. Розчин повинен залишатися в’язкою однофазною, дрібнодисперсною емульсією, тобто однорідною рідиною, при достатньо великому вмісті кальцію і магнію, при високій температурі пласта, при сильному розбавленні їх водою та нафтою в процесі руху по пласту.

В’язкість емульсії є функцією його складу і може широко регулюватися. Різний вплив на нього чинять кількість води, концентрація електролітів, тип вуглеводнів, ПАР і стабілізаторів. Найбільший вплив на в’язкість міцелярного розчину чинить вміст в ньому води.

Властивості міцелярних розчинів дуже залежать від температури. При вмісті води 50% в’язкість розчину при збільшенні температури різко (в кілька раз) знижується, особливо при збільшенні температури до 50–60ОС.

За низьких температур (до 45-50ОС) ПАР знаходяться у водній фазі і утворюють нафтоводяну емульсію при вільній водяній фазі (розчин ІІ типу). Міжфазний натяг проходить різко виражений мінімум, ПАР переходять з водної фази в нафтову, утворюється водонафтова емульсія, вільна нафтова фаза зникає, з’являється міцелярний розчин води і нафти.

Температура інверсії фаз, так само як і вміст солей у воді, чинить значний вплив на область застосування міцелярних розчинів.

Реологічні властивості міцелярних розчинів вивчалися в залежності позірної в’язкості від швидкості зсуву. В широкому діапазоні зміни швидкості зсуву (до 200–250 с-1) позірна в’язкість залишається сталою. Це дає основу рахувати, що міцелярні розчини відносяться до категорії ньютонівських, тобто звичайних в’язких рідин.

Розробка технології міцелярного заводнення

Із промислової практики відомо, що розміри облямівки висококонцентро-ваного розчину повинні становити 5-15%, а водного слабоконцентрованого роз-чину 20-50% від порового об’єму. Склад облямівок міцелярних розчинів пови-нен бути підібраний таким чином, щоб на їх передньому фронті був мінімально можливий міжфазний натяг між розчином і нафтою, а на задньому фронті – мінімальний натяг між розчином і водою буфера рухливості.

Я пропоную використати наступний склад міцелярного розчину, який використовувався для проведення дослідів ЦНДЛ ВАТ “Укрнафта” для нафто-вих родовищ: –

Мирол-1, з масовою концентрацією 5%;–

поверхнево-активна речовина РДА 1020 – 0,03%;–

солена вода (пластова) – 94,97%.

Даний склад міцелярного розчину забезпечував в лабораторних дослідах ЦНДЛ ВАТ “Укрнафта” підвищення коефіцієнт витіснення нафти на 14% і отримання кінцевого коефіцієнту вилучення до 0,67.

Міцелярний розчин готується безпосередньо на родовищі. Він добре перемішується при циркуляції його через насос, а перед закачуванням його про-пускають через фільтр. Оптимальна технологія має бути твердо витриманою, оскільки її порушення неминуче погіршує ефективність процесу. Для переве-зення рідин використовують автоцистерни АЦН–7, а для закачування розчину в пласт – агрегати типу УНІ–630Ч700А.

Сама схема міцелярно-полімерного заводнення базується на системі під-тримання пластового тиску шляхом заводнення, що передбачає наявність наступних елементів:–

системи водозабезпечення прісної води, водозабірні споруди (ППТ);–

системи приготування міцелярно-полімерного розчину і подавання його та води до нагнітальних свердловин;–

системи нагнітальних свердловин.

Технологічна схема міцелярного заводнення наведена на рисунку 6.1. Ємності (11) для зберігання миролі-1. Якщо ПАР поставляються в бочковій парі, то останні попадають у барокамеру (12) для її підігріву. Як з ємностей (11, 12), так і з (17) подаються у змішувальну ємність (14) завдяки відцентрованому насосу (13). В зимовий період розчини ПАР, який знаходиться у змішувальній ємності постійно підігрівається. 50%-ний розчин подається дозувальними насосами (15) подають на насос другого підйому (6).

Рисунок 6.1 – Технологічна схема застосування міцелярного розчину

1 – водозабір; 2 – насосна станція першого підйому; 3 – буферні ємності для зібраної води; 4 – водоочисна станція; 5 – буферні ємності для підготовленої води; 6 – насосна станція другого підйому; 7 – магістральний трубопровід; 8 _ кущові