CC BY
23
22 ДОБЫЧА 2/Н (14) апрель 2011 г. ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРИМЕНЕНИЯ ОБРАТНОЙ И ПРЯМОЙ ЭМУЛЬСИЙ
ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ОХВАТА ПЛАСТА И КОЛИЧЕСТВА ВЫТЕСНЕННОЙ НЕФТИ
RESEARCH OF THE REVERSE AND DIRECT EMULSION PROCESS APPLICATION TO INCREASE THE SWEEP EFFICIENCY AND THE AMOUNT OF OIL DISPLACEMENT
Ю.А. БЕЛЯЕВ
В.Н. ФОМИН А.Г. ЧУКАЕВ
YU. A. BELYAEV V. N. FOMIN A.G. CHUKAEV
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: KEYWORDS:
УДК 622.276
Москва
belyaev-y@yandex.ru
ст. н.с. «Научного центра нелинейной волновой механики и технологии (НЦ НВМТ) РАН)», к.т.н. гл.н.с. НЦ НВМТ РАН, д.т.н. гл. н.с.НЦ НВМТ РАН, д.т.н.
SR «Scientific Center of Nonlinear Wave Mechanics Moscow
and Technology» RAS, Ph.D.
The leading research assistant, Scientific Center of Nonlinear Wave Mechanics and Technology» RAS, Ph.D.
The leading research assistant, Scientific Center of Nonlinear Wave Mechanics and Technology» RAS, Ph.D.
Трубная модель пласта, прямые и обратные эмульсии, промытые зоны, охват пласта, вытеснение нефти
Trumpet model of a layer, direct and return emulsions, the washed out zones, bench coverage, oil eplacement
На трубной модели пласта исследована возможность применения обратной и прямой эмульсий с целью увеличения охвата пласта и количества вытесненной нефти.
On trumpet model of a layer possibility of application of return and direct emulsions for the purpose of increase in coverage of a layer and quantity of the forced out oil is investigated.
Ограничение нефтеотдачи пласта, в основном, связано с трудностью введения в разработку не извлечённых запасов нефти. На поздних стадиях разработки это достигается путём искусственного заводнения, с помощью которого восполняется энергия пласта, появляется возможность регулирования охвата его различными гидродинамическими методами, увеличивается коэффициент извлечения нефти.
Эффективным способом изоляции подошвенных и пластовых вод является применение обратных эмульсий. Они способствуют очистке призабойной зоноы пласта (ПЗП) в результате диспергирования кольматирующих пласт глинистых
веществ, парафина, асфальтеносмоло-парафиновых отложений (АСПО) и дальнейшее их удаление в процессе освоения скважин за счёт солюбилизирующего действия образовавшихся мицелл.
Основным результатом этого процесса является вовлечение в разработку малопроницаемых пропластков, за счёт блокирования продвижения воды в промытых зонах в результате образования на поверхности водопроводящих каналов пузырьков газа и плёнок из коллоидно-дисперсных соединений, что способствует изоляции высокопроницаемых зон продуктивного пласта.
Смешение обратной эмульсии (ОЭ) с нефтью или нефтепродуктами оказывает
Вид эмульсии Плотность, Вязкость, Дисперсность Время рас-
кг/м3 Па- сек (средняя), мкм слоения, сут.
Прямая 973 0,001 2 9
Обратная 951 0,5 1 1000 +
Таб. 1 Физико-химическая характеристика эмульсий
Название нефти Узеньская Проницаемость модели пласта по воздуху, Дарси
без пропитки 12 с пропткой нефтью 0,4 после 1-го вытеснения 6 с пропиткой эмульсией 0,6 после 2-го вытеснения 9
Соснинская 12 0,7 8 0,9 10
Таб. 2 Изменение проницаемости модели пласта по воздуху при воздействии на неё обратной эмульсии
благоприятное действие на ее устойчивость, так как нефть в отличие от ПАВ, не имеет гидрофильных групп и характеризуется гидрофобными свойствами.
В присутствии катионов многовалентных металлов (Са+2, Мд+2, Fe+3), например, хлористого кальция или гидроксида кальция, в пласте происходит гидролиз силиката натрия с образованием вторичной плёнки из коллоидно-дисперсных частиц, которая благодаря дополнительным компонентам, препятствует утончению слоя плёнки из ПАВ нефти. Эффективное применение обратной эмульсии осуществляется в условиях, когда имеют место: низкое и среднее пластовое давление, неограниченная обводнённость скважины, чётко выраженная неоднородность пропластков, наличие глинистой корки на стенках скважины, наличие в терригенных породах глинистого цемента [1].
В «Научном центре нелинейной волновой механики и технологии» РАН разработана установка для получения высоко устойчивых тонкодисперсных прямых и обратных эмульсий [2]. Физико-химическая характеристика эмульсий представлена в таблице 1.
Полученные эмульсии применялась при исследовании процесса увеличения охвата модели пласта и вытеснения из неё нефти на установке, схема которой представлена на рисунке 1. ►
ЭКСПОЗИЦИЯ НЕФТЬ ГАЗ 2/Н (14) апрель 2011 г.
ДОБЫЧА 23
Название нефти Количество вытесненной нефти, % об. Название нефти Количество вытесненной нефти, % об. Увеличение количества вытесненной нефти, % об.
водой прямой эмульсией
первичное оо л вторичное /|С й суммарное ио 7
Узеньская Соснинская 28,1 31,3 15,6 18,1 43,7 49,4 Узеньская Соснинская 28,1 31, 3 41,4 50,4 13,3 19,1
Таб. 3 Результаты вытеснения нефти водой при воздействии на модель обратной эмульсии.
Таб. 4 Сравнительные данные по вытеснению нефти водой и прямой эмульсией
Рис. 1 Принципиальная технологическая схема установки.
1 - трубная модель пласта, 2 - насос, 3 - сырьевая ёмкость, 4 - баллон с азотом, 5 - поджимка, 6 - приёмная ёмкость, 7- игольчатые вентили, 8 - манометры.
Основным звеном установки являлась металлическая трубка диаметром 0,03 и длиной 0,5м.
Работа проводилась по следующей методике: трубную модель пласта загружали просеянным, промытым и прокалённым песком фракции 0,2-0,4 мм, уплотняли, пропитывали нефтью Соснинского или Узеньского месторождении путём продав-ливания её насосом 2 через трубную модель 1 и определяли количество адсорбированной в пласте нефти. Проницаемость во всех экспериментах определяли по воздуху.
Далее модель продавливали десятикратным объёмом воды при температуре 20оС, замеряли объём вытесненной нефти и определяли проницаемость. Затем в модель при помощи поджимки 5 за-давливали устойчивую тонкодисперсную обратную эмульсию, определяли проницаемость системы, насосом 2 вновь продавливали модель водой и определяли количество дополнительно выделенной нефти и проницаемость.
Изменение проницаемости модели при воздействии на неё обратной эмульсии представлено в таблице 2.
После пропитки модели пласта нефтью, проницаемость, в случае применения
Узеньской нефти, почти в два раза меньше, чем для Соснинской (таблица 2). Пови-димому, это связано с тем, что Узеньская нефть более плотная, вязкая и содержит большее количество АСПО, которые прочнее адсорбируются на поверхности песка. После вытеснения нефти водой, проницаемость модели оставалась низкой, что указывает на то, что в модели пласта остались отдельные зоны неохваченные вытеснением. После пропитки моделей обратной эмульсией тенденция по проницаемости для разных нефтей сохранилась. Вторичное вытеснение водой показало, что проницаемость моделей приблизилась к первоначальной, что свидетельствует о более полном вытеснении нефти (таблица 2).
После закачки обратной эмульсии в модель пласта, вторичное вытеснение нефти водой позволяет более полно вытеснить нефть. При этом дополнительное количество вытесненной нефти составило более 15 % (таблица 3) .
Следующий эксперимент был аналогичен предыдущему, но вытеснение нефти из модели насосом 2 осуществляли в один приём не водой, а прямой эмульсией. Результаты испытаний представлены в таблицах 4.
Данные таблицы показывают, что вытеснение нефти прямой эмульсией приводит к увеличению количества вытесненной из модели нефти, причём наиболее заметно (на 19%) это проявляется для менее вязкой и менее плотной Соснинской нефти.
Выводы.
1. Установлено, что подача в модель нефтяного пласта тонкодисперсной обратной эмульсии, способствует большему охвату пласта и более полному вытеснению из него нефти.
2. Установлено, что вытеснение нефти прямой эмульсией из модели нефтяного пласта более эффективно по сравнению с вытеснением её водой. ■
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Персиянцев М.Н. «Добыча нефти в осложнённых условиях», М. Недра, 2000 г. с.82.
2. Беляев Ю.А., Ганиев С.Р , Чукаев А.Г.,
- «Волновая технология получения эмульсии минеральное масло-вода»
- Химия и технология топлив и масел,
- М., 2009 г., - №4, с. 38 - 40.
