Способ разработки нефтяной залежи заводнением

(ц)5 Е 21 В 43/22 ОЛИСА БРЕТЕНИЯСВЩПОВСТВ У В продукный раст коллекторскими своиствами.тивные пласты,закачивают водвор поверхностно-активных веществ (ПАВчерез нагнетательные скважины. До закачки ПАВ определяют критическую концентрацию мицеллообраэования ПАВ водном растворе, соответствующую наибольшему снижению поверхностного наяжения отс створ н доводят водном растворе Создавая в зака тяед де такой чительно этом изб нцен выси тносится к горномуение нефтеотдачи разнопроницаемьми за счет сниженидельных участко5 табл. вязкости системы, закупорки мелкихпор породы и пр . В результате неучетаявления мицеллообраэования в эакачиваемой воде, значительно снижаетсякоэФФициент нефтеотдачи. Эффективность разработки остается на низкомуровне. В из вес тном сп ос обнефтяной залежи заводщем закачку в пластытельные скважины водыПАВ и отбор нефти черскважины, определяютцентрацию мицеллообраводе, доводят концентдо этого значения и пр разработки ением, включаюереэ нагнетас добавлением э добывающие. ритическую конования ПАВ в алию ПАВ в воде закач зво овышени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОЬРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СОСР(71) Научно-исследовательский и проектный институт по освоению месторождений нефти и газа "Гипроморнефтегаэ" (72) Л.Б.Листенгартен, Б.Е.дейнин, Н.Г.11 амедов, А.И.А.Асад-заде, Я.И.Кац и И.И.Рзабеков(56) Середа Н.Г. и др . Спутник неф ника и газовика. Справочник. М.: Н ра, 1986, с. 155.(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОЙ ЗАЛЕВИ ЗАВОДНЕ 161 ЕМ(57) Изобретение оделу. Цель - повышпластов с низким и Изобретение относится к горному делу, а именно к разработке нефтяных месторождений с применением химических реагентов при эаводнении.Целью изобретения является повыше нее нефтеотдачи пластов с низкими и разнопроницаемьии коллекторскими свойствами.Предлагаемый способ позволяет повысить нефтеотдачу пластов за счет снижения поверхностного натяжения на границе вода - нефть добавлением к воде поверхностно-активных веществ (ПАВ) при определенных условиях образовывает в воде нерастворимые моле кулярные агрегаты - мицеллы, образование которых приводит к п ю тствии мицелия в раконцентрацию ПАВ в до этого значения. иваемой в пласты ворации ПАВ, можно энаь нефтеотдачу, и при ска, уменьшить еенефтеотдачи иэ оти эон залежи. 2 ил.ку воды с этим значением концентрации ЛАВ.С увеличением концентрации ПАВ в водном растворе, при некоторой концентрации ПАВ начинают образовываться мицеллы. Концентрация, при к";эрой в растворе начинают образовываться мицеллы, называется критической концентрацией мицеллообразования (ККп), 1 О В результате рбразования мицелл истинный гомогенный раствор переходит в гетерогенную систему (золь) . Молекулы мицеллы представляют собой соединившиеся в агрегаты молекулы ПАВ. 15 В результате агрегации молекул ПАВ, молекулы мицеллы во много раэ превышают размеры молекул ПАВ в истинном растворе. Образование большого числа мицелл в водном растворе приводит к 20 повышению его вязкости, застреванию мицелл в порах породы и пр. Все это приводит к снижению нефтеотдачи мицелл в порах породы и пр. Все это приводит к снижению нефтеотдачи при 25 осуществлении заводнения водой с концентрацией ПАВ большей критической концентрации мицеллообразования (ККМ).Точка критической концентрации ми" целлообразования соответствует наибольшему снижению поверхностного натяжения при отсутствии.мицелл в растворе (мицеллы начинают образовываться в растворе после точки ККМ). Следовательно, если в закачиваемой воде поддерживать значение концентрации ПАВ, соответствующее ККМ, от можно достичь максимально возможную нефтеотдачу, так как выполняется условие максимального снижения поверхностного натяжения на границе вода - нефть без образования мицелл в воде.Точка критической концентрации мицеллообразования зависит от различных физических условий: вида ПАВ, вида закачиваемой воды, состава нефти, давления, температуры и пр. Поэтому для каждой конкретной залежи необходимо определять свое значение ККМ при соответствующих физических условиях. Существует много методов определения50 ККИ.По способу-прототипу изобретения можно определять оптимальную концентрацию ПАВ, соответствующую наибольшей55 нефтеотдачи, используя зависимость коэффициента нефтеотдачи от концентрации ПАВ в эакачиваемой воде. Для этого необходимо использовать лабораторные модели нефтяного пласта, из которого вытесняют нефть водой с различной концентрацией ПАВ. По построенной зависимости определяют концентрацию ПАВ, соответствующую наибольшей нефтеотдаче. Однако, недостатком данного метода является то, что для определения оптимальной концентрации ПАВ используют модель нефтяного пласта. 11 звестно, что получаемые значения нефтеотдачи на моделях пласта определяются с большой погрешностью и не соответствуют реальным значениям нефтеотдачи, получаемой в пластовых условиях конкретных месторождений, так в лабораторных моделях при построении указанной зависимости нефтеотдача от концентрации ЛАВ используют "среднюю" проницаемость пласта. На самом деле природные пласты являются неоднородными со значительной изменчивостью значения проницаемости по всему объему пласта. Эту изменчивость проницаемости воспроизвести на моделях пласта, точно соответствующую природным коллекторам, просто невозможно. Из-за того же, что пласт состоит иэ самого разнообразного и причудливого сочетания пропластков, слоев и участков пласта различной проницаемости, то для каждого значения проницаемости должно существовать свое оптимальное значение концентрации ПАВ в закачи" .ваемой воде, приводящее к наибольшей нефтеотдаче. Так, например, если в лабораторных условиях по зависимости: коэффициент нефтеотдачи от концентрации ПАВ получено значение оптимальной концентрации ПАВ для среднего значения проницаемости пласта (известно, что при определении проницаемости погрешность достигает ЗООХ и более), то это выбранное значение концентрации ПАВ одновременно может привести к снижению нефтеотдачи иэ тех участков залежи, для которых эта концентрация ПАВ оказывается больше ККМ. В результате конечная нефтеотдача снижается. Далее рассмотрим результаты проведенных экспериментальных исследований,Лроводились эксперименты по вытеснению нефти иэ модели цласта водой с добавлением ПАВ в разных концентрациях. В качестве модели пласта использовалась цилиндрическай колонка с пористой средой (кварцевый песок). Для данной системы определялось значение ККН,.(метод определения см. в кон10 Для ляется Дпя табл. Для40 са 5 1 б 4547 кретцом примере выполнения способа), которое составило С = 0,037 В качестве ПЛВ использовался ОПО. В ко -лонке создавалось среднее значениепроницаемости пласта равное 400 мД(однородная модель) . Далее определцчцоптимальное значение концентрации ПЛВ,соответствующее наибольшему прцростунефтеотдачи.В табл. 1-4 приведены значенияприроста нефтеотдачиот концентрации (С) ПАВ в воде,Как видно из данных табл. 1, значению С = 0,05 соответствует наибольший прирост нефтеотдачи = 4 /."Средняя" проницаемость пласта 400 мД может быть представлена н экс - периментах не только однородной мо делью (вьппепроведенный эксперимент), но также и неоднородной, Например, для трехслойной модели пласта со значениями проницаемостей н слоях соответственно: К 1 = 700, Е = 400 ц Е . 25100 мД, среднее значение проницаемости по пласту составляет также 400 Ид . Проверим, будет ли для данной системы (трехслойной) также оптимальным значение С = 0,05. 30Отдельно построим зависимостиот С для всех трех процицаемостей системы: К 1 = 700, К = 400 и К100 мД.Для К = 700 Мд .35 данной системы оптимальным яьзначение С = О, 1 К 2 = 400 мД, значения см, в 1.К = 100 мД. Как видно из табл. 3, для данной системы для С = 0,03(это значение концентрации соответствует ККМ) по лучен наибольший прирост нефтеотдачи, а при С ) 0,03 нефтеотдача значительно снижается.Рассмотрим результаты вытеснения теперь иэ трехслойной системы н целом (неоднородная модель), с проницаемостями слоев: К= 700, К = 400 и Кз =2- 100 мД. Как видно из данных табл. 4 наибольший прирост нефтеотдачи получен при С = 0,03(что соответствует точке ККМ ПАВ н воле). При оптимальной же концентрации ПЛВ, выбранной по 3 6среднему значению проницаемости плдс - тд 400 мД и ранной С = 0,05% (см, табл, 1), общая нефтеотдача трехслойной системы значительно снижается даже по сравнению со значением нефтеотдачи, полученной вытеснением нефти водой беэ добавления ПЛВ, Создавая же концентрацию ПАВ н закачиваемой ноде, равную ККИ, получаем прирост цфтеотдзчи 5 В заключение отметим еще один главный недостаток приведенного вьйпе :метода выбора (по прототипу) оптимальцого значения концентрации ПАВ по экспериментальной зависимости нефтеотдача - концентрация ПАВ в закачиваемой воде. Дело в том, что в началь. ной стадии разрабетки месторождений, вообще имеется очень слабое (недостоверное) представление о проницаемости пласта и ее изменчивости по объему. Поэтому на ранней стадии разработки сособ-прототип определения оптимальной концентрации ПАВ в воде, нообще неприемлем, Предлагаемый способ предполагает определение оптимальной концентрации ПАВ в воде без необходимос- ти точного знания значений и распределений проницаемости в пласте . В связи с этим предлагаемый способ применим в любой стадии разработки залежиТаким образом, создавая в закачинаемой н пласты воде концентрацию ПЛВ, соответствующую ККИ, можно значительно повысить нефтеотдачу и при этом избежать риска уменьшить ее за счет снижения нефтеотдачи из отдельцых участков и эон залежи, что происходит в случае применения концентрации ПАВ больше ККМ.На фиг.1 приведена зависимость величины поверхностного натяжения ф)ца границе вода - нефть от концентрации (С) ПАВ (ОП); на Фиг.2 - зависимость величины поверхностного натяжения Д в зависимости от логарифмаконцентрации (1 я Г),Определяют критическую концентрацию мицеллообра зонания для используемого типа ПАВ в здкачиваемой воде,Гущеетвует множество методов определения КК 14, Наиболее простой метод -это определение КЮ 1 путем построенияграфика здвисимости поверхностногонатяжения б от 1 д С.В соответствии е уравнением Гибб" ГКТ 1 п С,т.е. зависимость ц от 1 п С (или от 1 я С) носит прямолинейный характер. Точка излома на данном графике соответствует точке ККИ.В табл. 5 приведены значения 4.2 С и 18 С, полученные из эмпирической зависимости, приведенной на фиг. 1. данное значение концентрации ПАВ поддерживается постоянным. Формула изобретения Способ разработки нефтяной залежизаводнением, включающий закачку впродуктивные пласты водных растворовлов ер хиос т но-а кти вных веще ст в (ПАВ)через нагнетательные скважины и отборнефти через добывающие скважины, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения нефтеотдачи пластов снизкими и разнопроницаемьвии коллекторскими свойствами, до закачки водных.растворов ПАВ определяют критическую концентрацию мицеллообразования ПАВ в водном растворе, соответствующую наибольшему снижению поверхностного натяжения при отсутствиимицелл в растворе и доводят концентрацию ПАВ в водном растворе до этогозначения.ЗС На фиг. 2 приведена зависимость б от 18 С, построенная в полулогарифмических координатах:- 1 я С. Точка А соответствует критической концентрации мицеллообраэования, т.е, концентрация ПАВ (в данном случае ОП) в воде 0,03% соответствует ККМ. Доводят значение концентрации ПАВ в закачиваемой воде до значения ККИ.После того, как воде придали необходимое значение концентрации ПАВ,соответствующее ККИ, осуществляют ее закачку в залежь. В процессе закачки Т а б л и ц а 1 1 1 43 021 Оэ 2 0,03 0,05 Таблица 2 2122443 С, % 0,01 0,03 0,05 0,1 0,2 0,5 Таблица 30 2 4 -5РЮ ср с Фиг Составитель И,Лопа коваРедактор Р.Середа Техред М,Дидык орректор С.Иекмар аэ 13 Тираж 374 Подписное по изобретениям и открытия -35, Раушская наб., д. 4/5 НИИПИ Государственного комит 113035, Иоскв