Технология воздействия на пласт сшитыми полимерами

Одним из максимально эффективных и перспективных методов стабилизации добычи нефти являются физико-химические технологии, основанные на применении закачки полимерных композиций.Среди используемых методов полимерного воздействия наиболее эффективным по увеличению выработки запасов и замедлению темпов падения добычи нефти являются технологии, основанные на применении водорастворимых полимеров (СПС-сшитые полимерные составы). Сущность технологии заключается в блокировке наиболее проницаемых зон гелевыми составами, в результате чего происходит перераспределение объема закачки воды, как по толщине, так и по площади залежи и применению к разработке ранее неохваченных или малоохваченных зон пласта заводнением.

Основным назначением закачки полимерных композиций является выравнивание неоднородности продуктивных пластов за счет снижения подвижности вытесняющего агента в высокопроводящих пропластках и повышения охвата пласта заводнением как по мощности, так и по простиранию.

Многолетний опыт показывает, что при правильном выборе технологии с учетом индивидуальных особенностей пласта и конкретных условий разработки месторождения, каждая тонна используемого полимера позволяет добыть от 500 до 2000 и более тонн нефти.

Применение сшитых полимерных композиций обеспечивает создание потокоотклоняющих экранов, которые позволяют:

• снизить расход воды по промытым высокопроницаемым пропласткам;
• перераспределить фильтрационные потоки по площади и разрезу обрабатываемого участка залежи;
• подключить в процесс разработки не вовлеченные нефтенасыщенные пропластки и зоны с пониженными проницаемостями, ранее не охваченные или слабо охваченные заводнением.Сущность технологии заключается в добавке к закачиваемому в пласт раствору полимера незначительного количества (сотые доли процента) сшивающего агента, под воздействием которого происходит структурирование макромолекул полимера в пористой среде с образованием геля. При этом, диапазон возможных значений фактора и остаточного фактора сопротивления сшитых полимеров может быть в тысячу и более раз выше, чем у раствора полимера без сшивателя [2.3] .

Вязкость нефти в пластовых условиях может находиться в пределах от 1-го до 100 МПа*с. Нижний предел проницаемости устанавливается, исходя из условия сохранения темпов отбора жидкости в период закачки высоковязкого раствора. При очень низкой проницаемости возможны осложнения в процессе закачки композиции. Диапазон изменения проницаемасти желателен в пределах 0,02-2 мкм2, приемистость скважины при рабочем давлении нагнетания более 200 м3/сут, но менее 500 м3/сут. Температура в пласте должна быть ниже температуры потери физико- химических свойств гелевой композиции и может достигать максимально 120 ?С, однако наилучшие результаты достигаются, если температура пластовой воды не превышает 80 ?С.

По минерализации и химическому составу воды-растворителя ограничений нет, допустимо содержание в воде железа и сероводорода до 2 мг/л.

Выбор конкретных марок полимеров определяется технологиями их применения, свойствами растворителя, стоимостью полимера и уточняется при подготовке технологических планов, составляемых по каждому объекту на момент начала работ по реализации рекомендуемых технологий.При применении сшивающихся полимерных составов могут возникнуть ситуации, при которых необходимо разрушать образовавшийся в пласте, трубах или другом оборудовании гель.Такие ситуации могут возникать при ошибках в приготовлении закачиваемых композиций: получении быстрореагирующих составов, образующих гели в поверхностном и подземном оборудовании (трубах).

Также бывают случаи, когда осуществляется закачка композиции в недостаточно изученные пласты и возможно аномально сильное снижение приемистости скважины. Тогда возникает необходимость в применении технологий и реагентов, разрушающих гель.

Программой проведения промышленных работ планируется провести мероприятия по закачке СПС на 100 нагнетательных скважинах [4].

Перед началом полимерного воздействия необходимо провести геофизические исследования

скважин, ревизию забоев, контрольные замеры приемистости скважин, планируемых под закачку композиций, и уточнить расчетные технологические параметры закачки.

Закачка СПС будет организована индивидуально в каждую нагнетательную скважину с размещением передвижной установки УДР-32М на устье скважины. Подключение установки на устье скважины позволяет осуществлять индивидуальную закачку без остановки других скважин и того конкретного объема и состава композиции, которые необходимы для воздействия на эту скважину.Среднее время проведения одной скважино-операции по закачке СПС – 2-3 суток, в зависимости от объема закачиваемой гелеобразующей композиции.

До начала воздействия и после его завершения проводятся работы по исследованию свойств пластов и скважин, которые включают в себя замеры приемистости скважин и, при наличии материально-технической возможности, снятие кривых падения давления и профилей приемистости. В процессе закачки композиции осуществляется замер устьевого давления.

Аналитический контроль за составом и качеством закачиваемых реагентов и композиций на их основе, составом используемых для приготовления растворов вод, характеристиками исходных реагентов является необходимой частью технологического процесса и осуществляется химико- технологической службой «ОТО – Пром».

Проведение данного комплекса исследований необходимо в целях контроля за изменением охвата пласта заводнением (подключение неработающих интервалов, изоляция высокопроводящих интервалов) и, при необходимости, своевременной корректировке параметров внедряемой технологии.

Запланированные объемы добычи нефти могут быть не достигнуты, вследствие изменения динамики работы обрабатываемых и реагирующих скважин, неточной информации о геологических условиях объектов обработки, а также в результате нарушения технологических процессов закачек СПС. В этом случае прогнозные показатели должны быть пересчитаны с учетом фактических показателей реализации технологии.

При разработке месторождений, на которых намечается реализация технологии физико- химического воздействия для обеспечения безопасности населения необходимо руководствоваться действующими законами, постановлениями и положениями, направленными на охрану недр и окружающей среды при бурении и эксплуатации скважин.

Используемые полимеры, сшитые солями хрома, по классификации опасности (ГОСТ 12.1.007-76) относятся к IV классу опасности (малоопасные вещества). Данные полимеры не обладают сенсибилизирующими и аллергенными свойствами, не оказывают кожно-резорбтивного действия на неповрежденную кожу. Безопасным уровнем воздействия в воздухе рабочей зоны для полимеров сшитых солями хрома, относящихся к IV классу, рекомендован уровень, составляющий величину 10 мг/м3 .Все применяемые реагенты не токсичны, пожаро - и взрывобезопасны. Нижний концентрационный предел взрываемости 65 г/м3 . Поэтому оборудование может применяться в обычном исполнении, но должно быть заземлено. Соли трехвалентного хрома, используемые в качестве сшивателей, не горючие, не канцерогенные реагенты, могут вызывать раздражение глаз, верхних дыхательных путей, аллергическую реакцию. При попадании на кожу необходимо смыть водой, при попадании внутрь организма необходимо промыть желудок водой и обратиться к врачу. При работе с солями хрома необходимо использовать перчатки, защитные очки, спецодежду.

С использованием методов математического моделирования осуществлены расчеты объемов закачки и концентрации реагентов в составах композиций и технико-экономических показателей разработки при осуществлении воздействия на пласт [2.5].

Предложенные технологии прошли опытно-промышленные испытания в различных геолого-физических условиях и показали высокую эффективность при соблюдении необходимых требований.

В дальнейшем, с учетом полученных результатов и проведенных при этом исследований будут намечены дальнейшие мероприятия по повышению нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.

Ориентировочные объемы и составы композиций СПС

ЛИТЕРАТУРА

1. Нефть СССР (1917-1987)/ Ю.Г. Апанович, Н.М. Байков, М.А. Берлин и др. Под ред. В.А. Динкова. –М.:Недра,1987-384 с.
2. Разработка нефтяных и нефтегазовых месторождений. Состояние, проблемы и пути их решения. Материалы совещания.-г.Альметьевск. - сентябрь,1995. – М.: ВНИИОЭНГ, 1996-588 с.
3. Айткулов А.У. Повышение эффективности процесса регулирования разработки нефтяных месторождений.-М.:ОАО «ВНИИОЭНГ»-2000.-272с.
4. Аманиязов К.Н., Ахметов А.С., Кожахмет К.А. Нефтяные и газовые месторождения Казахстана. Алматы, 2003г.400с.
5. Киинов Л.К. Перспективы развития нефтегазовой отрасли Казахстана. «Нефть и газ», 2010, № 6, с.83-88.