Способ разработки нефтяной залежи с применением внутрипластового горения

(71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности(Я) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕЖИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВНУТРИПЛАСТОВОГОГОРЕНИЯ(67) Изобретение относится к нефтедобывающейпромышленности, в частности к способам разработки залежи нефти с применением тепловых методов. М ЬЭ СР СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(Я)Ь ЕНВ 4 З г 4 З Цель изобретения - повышение нефтеотдачи пласта за счет выравнивания фронта горения, а также снижение коррозии оборудования и расхода деэмульгатора за счет связывания в пласте кислых . газов горения и избыточного кислорода в пласте, Для этого в пласт до инициирования горения через нагнетательную скважину закачивают раствор, со-. держащий карбамид, двухлорное железо и воду После закачки раствора переходят к инициированию горения и закачке окислителя, например воздуха Изобретение позволяет увеличить коэффициент нефтеизвлечения и значительно снизить коррозионную активность и устойчивость добываемой водонефтяной эмульсии. 1 табпИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности,к способам разработки залежей нефти с применением тепловых метоДов.Целью изобретения является повыше ние нефтеотдачи пласта за счет выравнивания фронта горения, а также снижение коррозии оборудования и расхода деэмульгатора за счет связывания в. пласте кислых газов горения и избыточного кислорода.Поставленная цель достигается способом разработки нефтяной залежи с применением внутрипластового горения,включающим инициирование горения в 15приэабойной зоне нагнетательной скважиныи закачку через нее окислителя и холоднойводы с последующим отбором продукции через добывающую скважину, причем,в пластдо инициирования горения закачивают 20водный раствор, содержащий карбамид идвуххлорное железо, при следующем соот-ношении компонентов, мас.:Карбамид 30-40Двуххлорное железо 12-16 25Вода 44-58Нижний и верхний пределы концентраций; входящих в закачиваемый раствор, установленный из условий достиженияоптимальных результатов по поставленной 30цели. При снижении концентраций компонентов в растворах ниже нижнего пределаснижается эффективность поглощения кислых газов и избытка. кислорода, Верхнийпредел концентраций компонентов обусловлен их предельной растворимостью,.Предлагаемый способ в промысловых условиях осуществляют в следующей последовательности,В пласт до инициирования горения череэ нагнетательную скважину закачиваютраствор, содержащий, мас.:Карбамид12-16Двуххлорное железо 30-40, Вода 44-58 45Объем закачиваемого раствора (Ч, мз)рассчитывался по формулеЧ - й В ЬКпКнКвыт,50где й 3,14; В - радиус эоны закачки оторочки, м (экспериментально установлено,что й- (0,08-0,1)Егде Е; - расстояние междунагнетательной и добывающей скважиной);и - эффективная нефтенасыщенная толща 555пласта, м; Кп - коэффициент пористости,доли ед.; Кн - коэффициент нефтенасыщенности, доли ед.; Квыт - коэффициент нефтевытеснения, доли ед; После закачки раствора переходят к инициированию горения и закачке окислителя,.далее к другим операциям по применению способа внутрипластового горения.Механизм процессов, происходящих в пласте при осуществлении предлагаемого способа, можно представить следующим образом. В процессе горения в пласте образуются кислые газы горения (Нг 8, 302, 0 з), которые растворяются в зоне конденсации пара и легких углеводородов, образуя тем самым оторочку кислых коррозионно-агрессивных вод, К газам горения присоединяется избыточный кислород, неиспользованный при горении, Раствор, вводимый по предлагаемому способу в пласт до инициирования внутрипластового горенйя, является. активным поглотителем кислорода, сернистого, серного газов и сероводорода. Карбамид в водном растворе при температуре выше 90 С гидролизуется с образованием аммиака и углекислого газа по следующей реакции .СО(Н ) + Н О --- - СО+ 2 НТа 90 Сг г г г 3При это углекислый газ растворяется в нефти (понижает ее вязкость), аммиак остается в растворе, создавая щелочную среду, Двухвалентное железо в щелочной среде вступает в реакцию с кислородом4 РеСг+ 8 ИН 40 Н + Ог+ 2 Н 20- 4 Ге(ОН)з+ 8 МН 4 ОСернистый газ.поглощается щелочным раствором, причем ввиду того, что газ легко окисляется, он является дополнительным поглотителем избыточного кислорода 2802 + 4 ИН 40 Н + 02 2(ИН 4)2804 + 2 Н 20, Сероводород восстанавливает трехвалентное железо до двухвалентного и часть соединений железа, возвращается в исходнур форму. Поглощение сероводорода закачанным раствором предотвращает образование сульфида железа и соответственно предотвращается повышение устойчивости водонефтяной эмульсии. Один м закачанного раствора (объем при ф 20 С, Р 0,1 МПа) может поглотить до 26 м кислорода, кроме того, объем поглощения кислорода увеличится при наличии в газе сернистого газа и сероводорода,Опыты по определению эффективности способа по прототипу и по предлагаемому способу проводились на специальной установке, состоящей иэ модели пласта и приспособлений, предназначенных для охлаждения, сепарациисбора и замера нефти, воды игаза, а также отбора проб газа на анализ и отвода газообразных продуктов горения,Модель пласта представляла собой двухстенную стальную трубу длиной 142 см с внутренним диаметром 100 мм и кожух с внутренним диаметром 240 мм, Модель по всей длине снабжена 12 термопарами для измерения температуры. В кожухе поддерживается температура в пределах 150-160 С с помощью вмонтированных трубчатых электронагревателей мощностью 2 кВт.В качестве пористой среды использовали молотый керновый материал Модель пласта насыщали пластовой водой а затем нефтью с плотностью 0,920 г/см и вязкостью 110 МПа с.При моделировании предлагаемого способа (примеры 2-5) до инициирования горения закачивали водные растворы, содержащие 15, 30, 35, 40 мас. карбамида СО(М Н 2)2 ГОСТ 2081-63 и 6, 12, 14, 16 мас,двуххлорного железа РеС 2 ГОСТ 4149-65 соответственно.Растворы готовили следующим образом. Первый раствор: в 79 мл дистиллированной воды растворили 15 г карбамида и 6 г двуххлорного железа; второй раствор: в 58 мл дистиллированной воды растворили 30 г карбамида и 12 г двуххлорного железа; третий раствор: в 51 мл дистиллированной воды растворили 35 г карбамида и 14 г двуххлорного железа; четвертый раствор: в 44 мл дистиллированной воды растворили 40 г карбамида и 16 г двуххлорного железа. Кроме названных готовили еще один, содержащий 37 мл дистиллированной воды, 45 г карбамида и 18 г двуххлорного железа, но при таком соотношении компонентов раствор мутный, соединение железа до конца не растворилось.Было проведено 5 опытов по предлагаемому способу и 1 по известному (прототип).5 10 Технико-экономическая эффективность 40 предлагаемого способа разработки нефтяной залежи складывается за счет увеличе 45 донефтя ной эмульсии. 20 25 30 Полученные результаты приведены в таблице.Из приведенной таблицы видно, что при снижении концентрации компонентов в растворе ниже нижнего предела(карбамидаЗОО, двуххлорного железа12 оь) снижается эффективность в поглощении и нейтрализации кислых газов горения и избыточного кислорода, а верхний предел (карбамид40, двуххлорное железо16) ограничен растворимостью компонентов в растворепри совместном их присутствии.При применении предлагаемого способа по сравнению со способом-прототипом изменяется состав извлекаемого газа, состав воды и коэффициент нефтеизвлечения(опыты 3-5). В составе газа понижается содержание кислорода.в 4,1 раза, исчезают из него сернистый газ и сероводород, т,е. исключается воэможность образования сульфида железа, являющегося стабилизатором водонефтяных эмульсий, В выделенной из модели при применении предлагаемого способа воде реакция среды становится слабощелочной, рН увеличивается с 2,6 до 8,5. Из таблицы также видно, что несмотря на то, что содержание кислых серосодержащих компонентов в воде, полученных в результате растворения кислых газов горения, увеличивается. более чем в 4 раза реакция среды остается слабощелочной, что приведет в конечном итоге к снижению коррозии нефтепромыслового оборудования и сниже. нию материальных затрат за счет сокращения ремонтных работ в 2 раза. Коэффициент нефтеизвлечения попредлагаемому способу увеличился до 81 против 69 по прототипу, т,е. на 9,4 ния коэффициента нефтеизвлечения в среднем на 9;4 и снижения материальных затрат за счет уменьшения коррозионной активности и устойчивости добываемой во1820660 Продолжение таблицы жение таблицы етения шки тал остав ехред Редактор С.Кулаков ектор М,Сэмооская. Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аказ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Фбрмулэ изобрСПОСОБ РАЗРАБОТКИЗАЛЕЖИ С ПРИМЕНЕНИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ,инициирование горения взоне нагнетательной сквэжчерез нее окислителя и хоотбор продукции черезскважину, отличающийсяцелью повышения нефтеоза счет выравнивания фро НЕФТЯНОЙЕМ ВНУТРИвключающийпризабойнойины, закачку:лодной водыдобывающую 10тем, что, стдачи пластанта горения,С итель В.КТ М,Морге а также снижения коррозии оборудова) ния и расхода дезмульгатора за счет связывания кислых газов горения и избыточного кислорода в пласте, в пласт до инициирования горения закачимют. водный раствор, содержащий карбамид и двухлорнов,железо при следующем соотношении компонентов, мас.: Карбамид 30 - 40 Двухлорное железо, 12 - 16 Вода . 44 - 58