Способ добычи нефти из подземной залежи средней или высокой солености

(33) эе Г (0 Е Косс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР(71) Хемише Верке Хюльс А )(54) СПОСОБ ДОБЫЧИ НЕФТИ ИЗ ПОДЗЕМНОЙЗАЛЕЖИ СРЕДНЕЙ ИЛИ ВЫСОКОЙ СОЛЕНОСТИ(57) Изобретение относится к добыченефти, Цель - повышение экономичности процесса. В залежь нагнетают жидкость в виде эмульсии, содержащей вкачестве эмульгатора карбоксиметилированный оксиэтилат общей ф-лы (смописание) в кол-ве 0,5-157. в пересчете на водную фазу эмульсии. В каИзобретение относится к добыче фти из подземной залежи, содержай воды средней или высокой соленосЦель изобретения - повышение экоцомичности процесса.Температуру инверсии фаз определяют при помощи измерения электропроводности. При этомготовят эмульсию, состоящую из нефти (в случае необходимостигазовиров анной нефти), пластовой воды соответствующей залежи (соотношение фаз 1:1), поверхностно-активного вещества (2 или 57 в пересчете на водную Фазу) и возможных добавок. Если честве водной фазы эмульсии использу-.ют пластовую воду. Нагнетание осуществляют при т-ре инверсии фаз системы нефть - пластовая вода - оксиэтилаты, равной или на 10 С выше т-рызалежи. Т-ру инверсии фаз .определяютпри помощи измерения электропроводности. Для приготовления эмульсиимогут быть использованы также иныечем нефть, масла, смеси нефтей, частично рафинированные фракции нефти,газойля, керосин или бензин, а также их смеси с нефтью, Пригодной органической фазой эмульсии являютсятакже смеси из чистых углеводородов,Объем нагнетаемой эмульсии, соотношение ее фаз, содержание ПАВ и возможные добавки, а также внд и величина контролирующего мобильность полимерного раствора можно оптимировать путем заводнения на модели.1 табл,для третичного отбора нефти должнабыть нагнетена другая, чем укаэаннаявыше эмульсия, от которой она можетотличаться только по масляной фазе,то эту эмульсию готовят также указанным выше способом, Электропроводностьполучаемой эмульсии или получаемыхдвух эмульсий измеряют затем в зави"симости от температуры.,При температуре инверсии фаз эмульсия типа масла в воде превращаетсяв эмульсию типа воды в масле илинаоборот, причем электропроводностьскачкообразчо снижается илишается. Этот температурный и лвключает только несколько градусовЦельсия, В качестве температуры инверсии фаз регистрируется такая температура, при которой электропроводность достигает среднего значениямежду верхним (в случае эмульсии типа масла в воде) и нижним (в случаеэмульсии типа воды в масле) значе"ниями, 1 ОИспользуемые в качестве поверхностно-активного вещества карбоксиметилированные оксиэтилаты могут, бытьполучены путем взаимодейс.твия оксиэтилатов формулы Н-(О-СН СН)-ОН с солью 15хлоруксусной кислоты в присутствиигидроокиси щелочного или щелочноземельного металловВозможны, однако,и другие методы получения. Н приэтом означает насыщенный или ненасыщенный, неразветвленный или разветвленный алькильный радикал с С -Сщ,предпочтительно С-С 6, или незамещенный,или дизамещенный алкиларильныйрадикал с С -С в алкильном радикале, 25и - 230, предпочтительно 315.Катионом может быть натрий, калий,литий, аммоний, кальций или магний,В качестве спиртов, оксиэтилаты которых являются исходными веществамикарбоксиметилатов, могут быть использованы, например гексиловый, октиловый, нониловый, дециловый, ундециловый, лауриловый, тридециловый, миристиловый, пальмитиловый и стеариловыйспирты, а также ненасыщенные спирты,например олеиловый спирт. Алкильнаяцепь при этом может быть с нормальнойили разветвленной цепью. Пригоднымиявляются смеси этих спиртов, предпочтительно с длиной цепей, отличающихся одна от другой не больше, чемна 4 атома углерода,Как алкилфенолы могут быть использованы, например бутилфенол, пентилфенол, гексилфенол, октилфенол, нонил-.фенол, децилфенол, ундецилфенол, додецилфенол; тридецилфенол, тетрадецилфенол, а также соответствующие диалкилфенолы, Алкильная цепь может 50быть с нормальной или разветвленнойцепью. В частности, пригодны смесиалкилфенолов, предпочтительно с длиной цепей, отличающихся одна от дру-,гой не более, чем на 4 атома углеро" 55да.Оксиэтилирование можно проводитьв присутствии каталитических количеств гидроокиси щелочного металла от 3 до 30, предпочтительно от 3 до15 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения. В зависимости отусловий получения степень карбоксиметилирования получаемых оксиэтилатовсоставляет 10-1007., предпочтительно701007 Карбоксиметилированныеоксиэтилаты растворяются или по меньшей мере хорошо диспергируются в обычных пластовых водах при отсутствииосаждений. При степени карбоксиметилирования до 107 общая степень извлечения нефти в чистом виде не превыша;ет 807., Их выбор осуществляют следующим образом,При известных температуре илитемпературных пределах залежи из нефти, пластовой воды и при наличии газав залежи и подходящего карбоксиметилированного оксиэтилата указанной вышеформулы измеряют температуры инверсиифаз. Это измерение должно повторяться с применением дальнейших поверхностно-активных веществ.и, в случаенеобходимости,.добавок.На основе полученных данных осуществляют окончательный подбор карбоксиметилированного оксиэтилата, Степень эффективности добычи нефти длясоответствующей системы залежй можновыявлять путем предварительных опытовв слое песка в качестве модельногопласта или в оригинальном буровомкерне.Известными способами готовят нагнетаемую эмульсию из нефти, пластовойводы, поверхностно-активного вещества.и, в случае необходимости, добавок, причем требуемые срезывающиесилы не должны быть очень высоки,Можно также смесьрсостоящую иэ нефти,воды, поверхностно-активного вещества и, в случае необходимости, добавок,нагревать до температуры инверсии.фаз и образующуюся при мягком перемешивании эмульсию, состоящую из оченьтонких капель, стабилизировать быстрым охлаждением. При температурах на15 С ниже температуры инверсии фазэмульсии являются относительно стабильными, при очень высокой степенисолености рекомендуется мягкое перемешивание в емкости.Для приготовления эмульсии могутбыть использованы также иные чемнефть, масла, смеси нефтей, частичнорафинированные фракции нефти, газойля,керосин или бензины, а также их смесис нефтью, Пригодной органической фазой эмульсии являются также смеси из1 чистых углеводородов, применение которых, однако, неэкономично,Объем нагнетаемой эмульсии, ее соотношение фаз, содержание поверхностно-активного вещества и возможные добавки, а также вид и величина контролирующего мобильность полимерного раствора можно оптимировать путем заводнения на модели. На основе результатов предварительных испытаний эмульсию при помощи насосов нагнетают в залежь или непрерывно, или в виде оторочки, т,е. точно ограниченного объема от 0,02 до 2 ОП (объем пор) залежи. Величина оторочки эмульсии зависит от концент рации поверхностно-активного вещества и от экономичности процесса. Концентрация эмульгатора в пересчете на водную фазу составляет, например, 0,1307, предпочтительно 1207., 25 Соотношение фаз эмульсии, нефти и воды составляет 1:20-4:1До заводнения эмульсией целесообразно проводить заводнение водой, причем в качестве жидкости используют возникшую 30 пластовую воду. Величина этого водного слага составляет 0,014 ОП, предпочтительно 0,051,0 ОП. После подачи эмульсии в залежь целесообразно нагнетать полимерную отороч 35 ку, служащую для, контроля мобильности, а также для защиты эмульсии от попадания в нее пластовой воды. При этом полимер или полимерную смесь растворяют в такой концентрации в 40 пластовой воде, что вязкость в 2-6 раз больше, чем вязкость нефти. При залежах средней или высокой солености (от 3 до 287. общей солености) пригодны биополимеры, такие,как полисахариды или производные целлюлозы, которые в присутствии повьшенных концентраций соли имеют достаточную вязкость и не осаждаются, При пластовых водах, которые сравнительно бедны ионами щелочноземельных металлов, целесообразно к эмульсии, а также к предварительно и дополнительно подаваемой пластовой воде добавлять растворимые соли щелочноземельных металлов. При согласовании,поверхностнр-активного вещества с залежью, т.е. при измерении температуры инверсии фаз, эти добавки должны учитываться. После нагнетания полимерного раствора целесообразно осуществлять нормальное заводнение водой, Это проводят до тех пор, пока добыча нефтибольше не является рентабельной.Более высокая экономичность предлагаемого способа по сравнению с известным обусловлена меньшей степеньюзадержки оксиэтилата в залежи, т.е. вданном случае максимальная степеньзадержки оксиэтилата составляет1,1 мгг песка, тогда как согласноизвестному способу она составляет неменее 3 мг/г песка,П р и м е р 1. Для получения искусственного пласта кварцевым пескомс закругленными кромками заполняюттермостатизируемую трубу высокогодавления длиной 70 см и диаметром5 см, снабженную прибором для измерения температуры и манометром, выполненную с возможностью запирания собеих сторон резьбовыми затворами скапиллярным входом и содержащим напорный клапан выходом. Затем слойпеска насыщают пластовой водой А припомощи высоконапорного насоса-дозатора и термостатом устанавливают желаемую температуру.После этого определяют проницаемость слоя песка. В этот образцовыйпласт со скоростью заводнения 1 м/деньнагнетают 0,44 ОП (1 ОП приблизительно 750 мл) эмульсии, состоящей изсырой нефти А, пластовой воды А (соотношение Фаз 1:1) и 9,4 г (4,57 в пересчете на водную Фазу) карбоксиметилированного нонилфенолоксиэтилатас 6 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения со степенью карбоксиметилирования 807. Затем с одинаковой скоростью заводнения .нагнетают 0,4 ОП полимерного раствора и3 ОП пластовой воды.А.Температура залежи составляет55 С и, таким образом, лежит в области температуры инверсии Фаз (приблизительно, 56 С),.чем стабильностьэмульсии дополнительно нагружается,Давление залежи составляет 60 бар,пористость искусственного пласта 477.,его проницаемость 1 С 100 мД. Пластовая вода А содержит, 7.: МаС 1 20;КС 1 О,1; СаС 1 1,2; МИС 1 0,4. В качестве полимера служит гидроксиэтилцеллюлоза (0,257, растворенной в пластовой воде А, вязкость при 25 С60 мПа с). В качестве нефти А исполь 1549486зуют парафиноосновную нефть спр 1,486, йао 0,863 г/см и9 19 мПа с. Из 172 мл нефти, которые в качестве эмульсии заводнениемподают в слой песка, 1,6 мл могутбыть выделены и 117 мл получены вэмульгируемой Форме. В слое песка обнаружены аналитически 46 мл нефти и5,4 г поверхностно-активного вещества в относительно гомогенном распре 10делении.П р и м е р 2, Приготовляют искусственный пласт согласно примеру 1,насыщают его пластовой водой А и из 15меряют проницаемость. Затем насыщаютсырой нефтью А, причем одновременноопределяют содержание адсорбированной воды, Начинается заводнение водой со скоростью 2 м/день. Послевведения 1,5 ОП пластовой воды, причем достигается водосодержание 98100%, эмульсию нагнетают в качествеоторочки, За ней следуют в качествеоторочки полимерный раствор (0,4 ОП)и 3,0 ОП пластовой воды. Подачу поверхностно-активного вещества, полимера и дополнительное введение пластовой воды осуществляют со скоростьюзаводнения 1 м/день.30Пористость пласта составляет 497.,проницаемость 1 600 мД, содержаниеадсорбированной воды 26% и температура залежи 46 С,Применяют 0,44 ОП эмульсии (нефть35А, пластовая вода А при соотношениифаз 1:1), 10,1 г (6,67. в пересчетена водную фазу) карбоксиметилированного нонилфенолоксиэтилата с 5,5 мольокиси этилена/моль гидроксильногосоединения со степенью карбоксиметилирования. 807. Температура инверсииоФаз этой эмульсии составляет 49 С.Заводнением водой достигается степень извлечения нефти 76%, которуюпри 1,3 ОП после начала заводненияэмульсией можно повысить на 24% до100%-ного общего извлечения нефти,причем водосодержание снижается до40%. Средний градиент давления составляет 0,5 бар/м.В слое песка анализом обнаружены4,5 г поверхностно-активного вещества в относительном гомогенном распределении.П,р и м е р 3, Получают искусственный пласт аналогично примеру 2, но с применением 0,5 ОП эмульсии, состоящей из 86 мас.7 н-додекана и 14 мас.% толуола, пластовой воды А (соотношение Фаз 1:1) и 12 г (6,6%) карбоксиметилированного нонилфенолоксиэтилата с 5,5 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения со степенью карбоксиметилирования 80%. Температура залежи составляето46 С, температура"инверсии фаз наго3 нетаемой эмульсии 49 С. Заводнением водой достигается 78%-ное извлечение нефти, которое при 1,2 ОП после начала заводнения эмульсией повьшается до 100% общего извлечения нефти. Во время третичной добычи нефти сред-ф ний градиент давления 0,8 бар/м,П р и м е р 4. Приготовляют более густой искусственный пласт аналогично примеру 2, смачивают пластовой водой А и насыщают нефтью А (пористость 427., проницаемость 310 мД, содержание адсорбированной воды 26%, температура залежи 53 С), После заводнения водой, приводящего к 69%- ному извлечению нефти, нагнетают оторочку эмульсии 0,25 ОП, состоящей из нефти А, пластовой воды А (соотношение Фаз 1:1) и 5,3 г (6,6%) карбоксиметилированного нонилфенолоксиэтилата с 6 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения со Степенью карбоксиметилирования 997. (температура инверсии фаз эмульсии нефти 56 С) и скоростью заводнения 1,1 м/день, затем нагнетают 0,4 ОП полимерного раствора и приблизительно 3 ОП пластовой воды. Приблизительно при 1,3 ОП после начала заводнения эмульсией достигается 1007.-ное извлечение нефти. Во время транспорта нефти через пласт средний градиент давления 1,5 бар/м. После заводнения обнаружены 3,2 г поверхностно- активного вещества, гомогенно распре; деленного на слое песка.П р и м е р 5. Пласт (пористость 427., проницаемость 240 мД аналогично примеру 4 смачивают пластовой водой В и затем насыщают нефтью В. Содержание адсорбционной воды составляет 267, температура 41 С. После заводнения пластовой водой В, приводящего к 687.-ному извлечению нефти, нагнетают оторочку эмульсии 0,3 ОП, состоящей из нефти В, пластовой воды915494 нения со степенью карбоксиметилирования 97 Е (температура инверсии фаз эмульсии нефти 43 Г) и скоростью заводне-. ния 1,2 м/деньАналогично примеру 2 вводят в качестве оторочки полимер и затем осуществляют заводнение посредством пластовай воды В. При 1 ОП после начала заводнения эмульсией достигается общее извлечение нефти 1007, причем водосодержание снижает 10 ся до 207 Средний градиент давления 2 бар/м.Пластовая вода В содержит,Е." ИаС 1 1 О; СаС 12,2; МрС 1 о 0,5 и незначительные количества КС 1 и БгС . Нефть15 В является парафинаосновной, п 1,480, плотность йох 0,86, вязкость9 мПа до Рс.П р и ме р 6, Пласт (пористасть 437., проницаемость 1 400 мД) аналогично примеру 2 смачивают пластавой водой А и затем насыщают нефтью А. Содержание адсорбированной воды составляет 27 Е, температура 54 С. После за воднения пластовой водой, приводящего к 727.-ному извлечению нефти, нагнетают в. качестве оторочки эмульсию .0,3 ОП, состоящую из неФти А, пластовой воды А (соатношение Фаз 1:1) и 73 г (б,6/) карбоксиметилированного альфоль-оксиэтилата с 4,5 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения со степенью карбоксиметилирования (температура инверсии фаз .56 "С) и скоростью заводнения35 1,2 м/день. Затем аналогично примеру 1 нагнетают 0,4 ОП полимерного раствора и 3 ОП пластовой воды. Эмульсией при 1,3 .ОП достигается 1007.-ное общее извлечение нефти. Средний градиент давления составляет 0,9 бар/м.П р и м е р 7. Пласт (паристость 413, проницаемость 650 мД) аналогично примеру 2 смачивают пластовой во дай А и затем насыщают неФтью А, Содержание адсорбированной воды составляет 212, температура 61 Г. После заводнения пластовой водой, приводящего к 683-ному извлечению неФти, в качестве слага нагнетают эмульсию 0,3 ОП, состоящую из нефти А, пластовой воды А (соотношение Фаз 1:1) и 7,2 г 6,6 Е ) карбоксиметилированного альфоль-оксиэтилата с 7 моль окиси этилена/моль гидроксильного сое 55 динения со степенью карбоксиметилирования 90% (температура инверсии фаз 65 С) и скоростью заполнения 86 10),2 м/день, затем нагнетают 0,4 ОПполимерного раствора (пример 1) и3 ОП пластовой воды А. Достигаетсяобщее извлечение нефти 87 Ж, среднийградиент давления составляет приблизительно 0,8 бар/м,П р и м е р 8, Аналогично примеру 2 пласт пористастью 447. и проницаемастью 1200 мД смачивают ;ластовойводой В и затем насыщают нефтью В.Содержание адсорбционной воды составляет 25%, температура 43 С, После заводнения пластовай водой, приводящего к извлечению 17 нефти, нагнетают0,3 ОП оторочки эмульсии с температурой извлечения фаз 43 С, состоящейиз неФти В, пластовой воды В соотношение Фаз 1;2 и 7 г карбаксиметилированнаго нонилФенолоксиэтилата,содержащего 5 моль окиси этилена/моль гидроксильного соединения састепенью карбоксиметилирования 972и скоростью 1,1 м/день, с последующей подачей 0,4 ОП оторочки полимерного раствора и 3,00 ОП пластовойводы, При подаче 1,2 ОП эмульсии достигается 1002-ное извлечение нефти,При этом средний градиент давлениясоставляет 0,5 бар/м.П р и м е р 9, Аналогично примеру2 пласт пористостью 477 и праницаемостью 2500 мД смачивают пластовойводой А и, затем насыщают нефтью. Содержание адсорбцианной воды составляет 227, температура 50 С, После заводнения пластовай водой, приводящего к извлечению 742 неФти, нагнетают0,3 ОП оторочки эмульсии с темпераотурой извлечения Фаз 60 С, состоящей из нефти А, пластовой воды А (соотношение фаз 1".2) и 6,5 г карбаксиметилираванного динонилфеналоксиэтилата, содержащего 13,5 моль окиси этилена/моль гидроксильнаго соединениясо степенью карбаксиметилиравания857. и скоростью 1,2 м/день, с последующей подачей 0,6 ОП оторочки полимерного раствора и 1,5 ОП пластовайЪады. При подаче 1,3 ОП эмульсиидостигается 997-ное извлечение неФти.При этом средний градиент,цавлениясоставляет 0,4 бар/м.В примерах 1-9 средняя степеньзадержки эмульгатора составляет1 мг/г песка.П р и м е р ы 10-16. Повторяют примерс разницей, указанной в таблице.1549486 1111О 1 в вЛ 1л л лл ло - - оо 1 1Ж 1а А 1 Ээ 1: осРх Веь ввса аХ 1 А Э Ж о д О ВО Л Ю Л л л л л л л л О О О О О в О 1 1 д 1 3о о й ж .жСЛ Л о Ц 1 О Оа сО с 1 ло сО сО 11 бЙ Й 0) 0 сч а ц а - О сч сч сч чл л л л л сч ОО ОО . О О Ь Е Э 3 Э Ю ОН ЭЦжХ оооо хам ожждавц мм цл ло оО 1 а.Я 1 дда 1 эе ж 1. Ц О Вж жц ндо кем овха эвою ьс ьфа ю аю ф 9 ц 1 ц О л ц 1 л в о -л оа оО ОФ ОМ Оо - л со м ц 1 о ц 1 О ц 1 фл л л л ц) л о ма м- ц 1 1 1 1 1 с :соО ОО У 1о1 1 Ж в 1 Ц й ле н ц к а 1 а ж э ж Ф 1 Гч Э 1: Х О 1) 1 А 1 1 1 1 ЖКЖб воцаво 1 вайа.к о с. о ц ж13 14 1549486 Формула изобретенияСпособ добычи нефти из подземной залежи средней или высокой солености путем нагнетанияв залежь жидкости, содержащей карбоксиметилированный оксиэтилат общей формулы В-(ОСНСН ) - ОСН - СООМ,15 где В- СО-С, -алкил, алкилароматический остаток с числом атоСоставитель И. ЛопаковаРедактов Н. Тупица Техред Л.Сердюкова Корректор Н. Король Заказ 147 Тираж 476 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина.,101 При этом в примерах 10-13 оксиэтилат используют в виде натриевой, в примерах 14 и 16 - в виде калиевой, а в примере 15 - в виде аммониевой солей. мов углерода 6 - 12 в алкильной группе;М - натрий, калий или аммоний;и - 1,515 юпричем нагнетание осуществляют при температуре инверсии фаз системы нефть - пластовая вода - карбоксиметилированные оксиэтилаты, равной илиона 10 С выше температуры залежи, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса, жидкость нагнетают в залежь в виде эмульсии, содержащей в качестве эмульгатора указанный оксиэтилат, в количестве 0,5-152 в пересчете на водную фазу эмульсии, в качестве которой используют пластовую воду.