Состав для вытеснения нефти

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет - (32) 250777 Е 21 В 43/22 Государственный комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(3 ) 77 2 3008 (33) Франция Опубликовано 280283. Бюллетень йо 8 Дата опубликования описания 280283(72) Авторы изобретения Иностранные фирмыЭнститю рансэ дю Петроль и Рон-ПуленкЭндюстри .(54) СОСТАВ ДЛЯ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ Изобретение относится к добычЕ нефти иэ нефтяных месторождений, в частности к способам разработки с использованием вытесняющих агентов, включающих биополимеры.Известен состав для вытеснения нефти на основе биополимера, используемого в твердой Форме ( 1).Недостатком данного состава яв- щ ляются неудовлетворительные фильтрационные свойства состава и нестабильность в пластовых условиях.Известен состав для вытеснения неФти, включающий раствор полисахарида и добавку 2).Недостатком известного состава являются низкие фильтрационные свойства.Цель изобретения - повышение 26 фильтрационных свойств состава.Поставленная цель достигается тем, что в качестве раствора полисахарида используют фильтрат культу- ральной жидкости микроорганизма2% ХапсЬавопаз савреэг 1 з, произйодящего полисахарид, а в качестве добавки - бактерицидный агент, компоненты взяты при следующих количественных соотношениях, вес.ч.: 30 фильтрат культуральной жидкости 100 Бектерицидныйагент 0,001-0,2 В качестве бактерицидного агента используют азид натрия или смесь 5-хлор-метил-изотиаэолин-она и 2-метил-изотиазолин-она в количестве 0,001-0,1 вес.ч. В состав, вводят Ферментационную среду, подвергнутую простой физической обработке для удаления большей ча"ти присутствующих клеток (очистки) фильтрованием или центрифугированием, за исключением любой обработки для выделения осаждением. Обработанные таким путем среды, добавленные к бактерициду, показали отличные свойства фильтрации как при сильном, так и слабом градиенте дав-. ления.Ферментатнвные или химические обработки для очистки не позволяют получать хорошие результаты.Состав для вытеснения нефти может использоваться один или в сочетании с закачкой растворов поверхностно-активных веществ или как пад 1001866вижный буфер вслед за закачкой мицеллярных эмульсий.Приготовление ферментационныхсред осуществляют ферментацией поизвестным методам. Наиболее подходящим микроорганизмом является Хаптйашопаз савревтг 1 в, Прерывают ферментацию, когда достигают достаточной концентрации биополимера в растворе, что легко определяется измерением вязкости, затем отделяют клеткимикроорганизмов способами твердого,жидкого фракционирования, как например, фйльтрованием через слои диатомовой земли или калиброванный фильтр, например, типа Миллипора. 15 Предпочитают фильтрующие поверхности или фильтрующие агенты, имеющие средний диаметр пор, равный или ниже 3 мк преимущественно ниже 1 мк. Предпочитаемый вариант исполнения заключает ся в реализации этого фракционирования центрифугированием, в частности с 4000 г, преимущественно с 6000- 60000 г, Было установлено, что растворы, полученные ультрацентрифугиро ванием, имеют более низкую тенденцию к забиванию пористой среды, еще более низкую, чем полученную простым фильтрованием.Раствор биополимера преимущественно стабилизируется. против возможного бактериального разложения добавлением.таких бактерицидов, как азид натрия, формальдегид, щелочные соли хлорфенолов, как продаваемые. 35 фирмой Рон-Пуленк под маркой Криптожил, некоторые соли ртути, как например, тиосалицилаты этилртути, соли фенолртути (например, ацетат, борат, нитрат) хлоргексидин, 1,2- 40 -бензизотиазолон, продаваемый фирмой фИмпериал Кемикл Индастрис под маркой Проксель АБ Пейт, 5-хлор- -метил-изотиазолин-он и 2-метил- -4-изотиазолин-З-он, продаваемые 45 фирмойф Ром и Хааспод маркой Катон и т,д. Предпочитаемый вариант изобретения заключается в стабилизации сусла, очищении клеточных остатков добавлением азид натрия (БаИ), используемого из расчета, например, от 10 до 2000 вес.ч. на миллион. (ппм), преимущественно от 100 до 1000 ппм. Другой предпочитаемый вариант реализации заключается в использовании Катона в предпочитаемом количестве от 10 до 1000 ппм. Было установлено, хотя это еще не может быть объяснено, что эти два соединения имеют не только защитное бактерицидное действие, то также оказы- бО вают прямое воздействие на способность сред проходить через пористую среду. Это действие не получалось при такой вы"окой степени с обычными бактерицидами. б 5 В частно"ти, если некоторые бак- терициды оказываются эквивалентными, когда они испытываются на поверхности, наблюдают их различное поведение в присутствии бактерий месторождения, в контакте с элементами этого месторождения (камень, вода, нефть).Раствор биополимера может храниться в резервуарах на складе и транспортироваться до скважины любым подходящим средством.Раствор биополимера может доводиться до требуемой концентрации или вязкости разбавлением при помощи воды месторождения или введением рассола, Полезные концентрации биополимера обычно составляют 0,005 и 1,0 вес.Ъ, преимущественно 0,05- 0,25 вес.Ъ. Подобные концентрации обеспечивают в воде, содержащей изменяемые количества солей вязкость, по меньшей мере 2 сП при температуре пласта, но в некоторых случаях могут преимущвственно использоваться вязкости порядка 30 сП или больше. Подобные вязкости обычно достаточны для обеспечения эффективного снижения подвижности впрыскиваемой воды. Если необходимо, можно подгонять рН раствора биополимера к рН равновесия с образованием и контролированием содержания кислорода.Обработанный таким путем раствор биополимера может затем подаваться насосом в нефтяной пласт червз одну или несколько нагнетательных скважин обычным образом. Испытание по вытеканию проводятследующим образом,Чтобы обнаружить явление забивания в условиях месторождения раствор биополимера, приготовленный встандартных условиях, сначала очищается фильтрованием при постояннойнагрузке 1 кГ/см 2 на 3 фильтрахМиллипор (фирмы 1 Миллипор фильтрКорпорейшн, Бедфорд, Масс США)З,и диаметром 142 мм, затем нафильтре Миллипор 0,8,4 такого жеразмера. Раствор биополимера освобождается почти от всех бактериальныхостатков и следовательно, совершенно прозрачный Затем при помощи насоса вводят с постоянной скоростью этот очищенный раствор через фильтр Миллипор с диаметром пор выше 0,8,О . Это введение производят со скоростями, соответствующими тем скоростям, которые встречаются внутри пласта, При помощи дифференциального датчика давления регистрируют в зависимости от времени потери загрузки и фильтра. В случае необходимости может измеряться вязкость различных фракций на входе и выходе фильтра.Параллельно с этим испытанием по вытеканию можно осуществить введение такого же биополимера, очищенного вышеописанным способом, в пористую среду с диаметром пор, который можно сравнить с диаметром используемого фильтра Миллипор. Производят также измерение потерь напора навходе и на выходе из этой пористой среды и делают вывод о способности к забиванию различных растворов полисахарида.Все результаты по вытеканию,а также сравнительного испытания по введению в пористую среду выражены в снижении определяемой подвижности ВллКК - Ьоаы роствореии% 1 раствора ьиополимЕм раствора оиополимеро 1 воды растворениегде 1 - проницаемость фильтра илисоответствующей жидкой пористой среды, д;вязкость этих же жидкостей, сП.На практике показано, что В соответствует расходу, указанному по отношению к потерям напора через фильтр или пористую среду раствора полисахарида, с одной стороны, и воды растворения, с другой стороны, при одинаковых условиях рН и температуры.На фиг.1 и 2 показана зависимость величин снижения подвижности В от объема Ч , выраженного в см, от раствора полисахарида, вводимого через фильтр Миллипор, согласно примерам 1 - б, приведенным ниже, из которых примеры 3 и б характеризуют предлагаемый состав, а примеры 1, 2, 4, 5 даны в качестве сравнения.П р и м е р 1. Коммерческий полисахарид в порошке (Келзан МР), продаваемый фирмой Келко и синтезируемый действием микроорганизма Хапйащопаз сатрезг 1 з на углеводы, диспергируется обычным методом в рассоле, содержащем 5 г ИаСР на литр при рН 8, предварительно отфильтрованным на фильтре Миллипор 0,22 о . Концентрация полисахарида в этом растворе доводится до 400 ппм раэбавлением при помощи этого же предварительно отфильтрованного рассола, поддерживают раствор в состоянии покоя в атмосфере азота в течение 24 ч в соответствующем резервуаре.Потом производят фильтрование при нагрузке 1 кг/см- этого раствора, в первую очередь, на 3 фильтрах Миллипор З,О и диаметром 142 мм, а затем на фильтре Миллипор 0,8 О и с таким же диаметром. Эта обработка очисткой имеет целью освобождение раствора от бактериальныкостатков.Затем указанный раствор вводитсяпри помощи насоса при постоянномрасходе, соответствующем повышениюна 0,25 м/день, через фильтр Миллипор 3,0 и диаметром 47 мм,и содер-,.жимое в носителе Фильтра поддерживается при постоянной температуре30 С. Измеряют потери нагрузки на 10 входе и выходе из фильтра с течениемвремени и выводят кривую сниженияподвижности В в зависимости от ввомдимого объема (кривая 1, Фиг.1) .Установлено, что В повышается оченьм15 быстро с вводимым объемом и достигает величин порядка 850 и 13 б 0 на100 и 200 см вводимого раствора.Раствор, идентичный предыдущему,готовят и предварительно отфильтровывают в таких же условиях, которыеописаны выше; и содержит бактерицид(азид натрия с 0,04 вес.Ъ), еговводят при постоянной скорости0,05 м/день в керн песчаника фонтебло длиной 2 см и диаметром 5 см,проницаемость воды составляет приблизительно 45 миллидарси, пористость9. Измеряют развитие потерь напорана концах этого керна и делают вывод о снижении подвижности Вм. Установлено, что это снижение подвижности очень быстро возрастает в зависимости от числа объемов пор (ЧР) вводимого раствора Келзана с отноеительной вязкостью 2,1 (табл,1). Раствор Келзана МГ, освобожденныйот бактериальных остатков, забиваетодновременно Фильтр Миллипор 30 исреду сравниваемой проницаемости, 40 Это забивание имеет место несмотряна предварительную очистку раствораполисахарида пропусканием при сильном давлении через 3 фильтра Миллипор 3 и Фильтр 0,8,4 .45П р и м е р 2. Испытание повведению на фильтрах Миллипор применялось в экспериментальных условиях,идентичных условиям примера 1 с 50Ксанфлод, полисахаридом в порошке,используемом на месторождении и применяемом фирмой Ксанко, неФтянойотдел фирмы Келко.Установлено (фиг.1, кривая 2),что снижение подвижности возрастаетс вводимым объемом и достигает величины порядка В рл 300 и 400 из 100и 200 смЗ раствора, вводимого с постоянной скоростью 0,25 м/день черезфильтр Миллипор З,й .60 П р и м е р 3, Готовят ферментацией раствор биополимера типа Ксантана, используй ХапЬавопаз саврезсг 1 э штамм/БВВЬ в 1459, полученныйиз 1).Б,Р.А. (Департамента сельского 65 хозяйства США). Используют питатель 1001866сос.ную среду, имеющую следующийтав, г/л:Пептон 4Дрожжевой экстракт 3Мальцэкстракт 3К 2 НР 045МЦЯО 4 0,5Глюкоза 30Дистиллированнаявода о 1Д л (дополняется).Штамм Хаптйавопаэ савреэтг 1 з сначала выращивается в трубках с агар-агаром (питательная среда плюс агар-агар с 1 вес.Ъ) в течение нескольких дней при ЗОО С. При помощи 15 подобнойтрубки засевают колбу фернбаха, содержащую 250 мл стерилизованной среды, и перемешивают в течение 72 ч на переменной мешалке при 30 С. По истечении укаэанного вре мени концентрация бактериальных клеток составляет приблизительно 3 г/л (сухой вес). Отделяют более значительную часть клеток центрифугированием при нагрузке 30000 г (20 мин 25 при 5 С). Вязкость раствора, измеренного при помощи вискозиметра Брукфильда типа МАЧТ (25 С, 30 об/мин, модуль 4), составляет 390 сП. Концентрация соответствующего полисахарида, измеренная взвешиванием после осаждения, промывки, затем сушки, составляет приблизительно 1,4 г/л. Потом добавляют 0,04 вес.Ъ (объем азида. натрия к раствору) и разбавляют в рассоле, дисциллированной воде плюс 5 г/л ИаС 8, чтобы содержание полисахарида было приблизительно 400 ппм и вязкость приблизительно 2 сП.Как и для примера 1,производят затем очистку этого сырого раствора биополимера пропусканием, в первую очередь, через 3 фильтра Миллипор 3 р и затем через Фильтр Миллипор 0,8,а при постоянном давлении 45 1 кг/см ;Потом производят введение этого раствора при помощи насоса из расчета, соответствующего постоянно скорости циркуляции 0,25 м/день, че рез фильтр Миллипор З,О, экспериментальная схема такая же, как схема примера 1.Измеряют потери загрузки на входе и выходе фильтра в зависимости55 от времени и составляют кривую снижения Н), зависимости от вводимого объема ч (кривая 3, Фиг. 1 и 2). Установлено, что Н остается постоянным в зависимости от вводимого 60 объема и это несмотря на относительно более высокий вводимый объем, чем в опытах 1 и 2.Прямое использование ферментационной среды, предварительно очи щенного и стабилизированного при помощи эффективного бактерицида, но без выделения полисахарида в форме порошка, не дает, следовательно, повода к забиванию фильтра Миллипор 3 ОП р и м е р 4. Во фракции ферментационного раствора, полученной в примере 3, или в новом ферментационном растворе, приготовленном в условиях этого примера и освобожденном от максимальной части клеток центрифугированием, отделяют биополимер, добавляя чистый метанол таким образом, чтобы его концентрация в конечной смеси была приблизительно 50 вес.Ъ. Полученный таким образом осадок фильтруется, затем промывается чистым метанолом. Выделенный полисахарид затем снова растворяется в растворе с 5 г/л ИаС 1 при концентрации 400 ппм и подвергается испытанию на вытекание при постоянном расходе через фильтр Миллипор 3. Получают кривую 4 (фиг. 2), которая показывает постоянное повы - шение уменьшения подвижности В в зависимости от объема Ч ввоймого раствора. К = 2000 на 480 см ввоМдимого раствора.П р и м е р 5. Другая фракция полисахарида, полученного в примере 3, сушится в сушильном шкафу (60 СС) в течение 16 ч, Полученный продукт затем снова растворяется и доводится до концентрации 400 ппм в растворе с 5 г/л ИаС 6 . Подвергают полученный раствор испытанию на вытекание при постоянном расходе через фильтр Миллипор З,О и получают кривую 5 (фиг.2), которая также показывает постоянное повышение Н . Получают, например, величину Нм, равную приблизительно 200 на 600 см 3 вводимого раствора.П р и м е р б. Готовят раствор такого же биополимера, как в примере 3, но более концентрированный, Для этого культивируют ХапСЙалопаз савреэг 1 э (штамм ИННА в 1459), как в примере 3, в колбах Фернбаха. Затем используют эти колбы (2 колбы по 250 мл) для посева в ферментер с полезным объемом 3 л, снабженный для работы стерильной аэрированной средой и снабженный также системами регулирования рН и температуры, Скорость перемещения составляет1100 об/мин, расход воздуха 0,5 МУП 7 (объем воздуха/объем реактора/мин), температура 30 фС. Величина рН поддерживается при 6,5 автоматическим добавлением нормального раствора КОН. Добавляют также после некоторого времени ферментации дополнительную глюкозу, вводя ее постепенно в раствор при помощи насоса. Все10 1001866 Таблица 1 0,8 11,2 15,4 26,5 32,4 41,7 47 58,2 7379 103 118Объемы пор (7), см3 Снииение подвииности (В ) 1,69 4,03 4,29 4,9 5,2 7,3 8,7 14,8 18,1 20,9 28,7 30,7 Таблица 2 Сухой вес Вязкость,биополимера, сПг.л -" Время ферментации, Сухой вес клеч ток г л 0,9 600 4,6 20 1200 6,5 4,6 10,8 3600 6,4 44 4300 17,0 6,3 51 10700 22,8 6,1 70 Таблица 3 Объем пор (ч ), см 1 2,4 5,2 15,0 23,0 30,5 60,8 81,4 99,7 р У 127 173 Снивение подвииности (й ) 2,33 2,44 2,50 2,84 2,95 3,18 3,75 3,81 3,86 3,92 3,92 го использовалось для ферментации50 г/л глюкозы. Результаты, соответствующие этой ферментации, приведены в табл.2. По истечении 70 ч вязкость всегда измерялась вискозиметром Брукфильда при таких же условиях, как описано выше,она составляла 10700 сП в соответствии с концентрацией биополимера, всегда измерялась взвешиванием после осаждения, промывки и сушки и составляла 22,8 г/л.Ферментационная среда, после центрифугирования при 30000 г (20 мин при 50 С) и добавления 0,04 вес.Ъ на один объем азида натрия, доводилась разбавлением до условий вязкости, близких к условиям примера 3, затем обрабатывалась и испытывалась, как указано в этом примере, Получают кривую 6 (фиг,2), которая практически не показывает забивания после подачи 600 смэ вводимого раствора из фильтра Миллипор 3(,( .Другая часть этого ферментационного фильтрата, освобожденного от клеточных остатков центрифугированием при 30000 г (20 мин при 50 С) также доводилась разбавлением до вязкости, близкой к вязкости предыдущих примеров, затем очищалась, как в примере 1, пропусканием при давлении 1 кг/см через 3 Фильтра З,о, затем через фильтр 0,8 О .5 Этот раствор, содержащий бактерицид (азид натрия, 0,04 вес.Ъ объем),вводился при постоянной скорости0,05 м/день в керн песчаника Фонтеб ло, идентичный примеру 1. Измеряютпрогрессирование потерь напора наконцах этого керна и делают вывод оразвитии снижения подвижности В,Установлено, что это снижение подвижности медленно возрастает в зависимости от числа объемов пор вводимого фильтрата культуральной жидкости с относительной вязкостью2(табл.З)., чтобы в конце стабилироваться до величины К, которая немного ниже 4 на более 170 вводимыхобъемов пор.Сравнивая результаты табл. 3 срезультатом табл. 1, было установлено, что ферментационная среда,центрифугированная и защищенная эф.Фективным бактерицидом, забиваетпористую среду значительно меньше,чем коммерческий продукт в порошке,используемый в таких условиях.12 1001866 формула изобретения та фиг,1 1. Состав для вытеснения нефти, включающий раствор полисахарида и добавку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения фильтрационных свойств состава, в качестве раствора полисахарида используют фильтрат культуральной жидкости микроорганизма Хапйавопаз савревтг 1 з, производящего полисахарид, а в качестве добавки - бактерицидный агент, причем компоненты взяты в следующих количественных соотношениях, вес.ч.:фильтрат культуральной жидкости 100Бактерицидный агент 0,001-0,2 2. Состав по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве бактерицидного агента используют азиднатрия.3. Состав по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве бак -терицидного агента используют смесь5-хлор-метил-изотиазолин-они 2-метил-изотиазолин-он в количестве 0,001-0,1 вес.ч. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент США Р 3766983,кл.166-274,опублик. 23.10.73.15 2.Патент США Р 3532166,кл,166-274,опублик. 06.10,70.1001866 7 ГО см 0 г. Составитель А. ЭвездинаТехред А.Бабинец Корректор М, Демчик илипе едакт каз 146 дписнСР 4/5 иал ППП Патентфф, г, Ужгород, ул. Проектна ВНИИ ПИпо3035,Тираж 601 Государственного елам изобретений сква, Ж, Рауш митетаоткрытыя наб.,