CC BY
31
УДК 553
Москвин Константин Евгеньевич
Тюменский индустриальный университет (ТИУ) Научный руководитель: Мулявин Сергей Федорович
Тюменский индустриальный университет (ТИУ)
г. Тюмень, РФ
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛИМЕРНОГО ЗАВОДНЕНИЯ
Аннотация
Актуальность работы обусловлена широкими применением методов увеличения нефтеотдачи в нефтегазовой отрасли, которые зачастую приводят к негативным эффектам. Цель данной работы рассмотреть современные технологии приготовления полимеров и провести анализ влияния выбора полимера на эффективность технологии. Опытным путем подтверждено, что неверный выбор полимера может привести к частичной или полной закупорке каналов в пласте. Комплексный анализ полимера в лабораторных условиях и подбор технологии для его приготовления позволяет обеспечить высокую эффективность данной технологии в широком доверительном интервале.
Ключевые слова
Полимерное заводнение, скважина, методы увеличения нефтеотдачи, пласт, нефтеотдача
Moskvin Konstantin E.
Tyumen Industrial University (TIU) Supervisor: Mulyavin Sergey F.
Tyumen Industrial University (TIU) Tyumen, Russia
MODERN TECHNOLOGIES OF POLYMER PREPARATION AND THEIR INFLUENCE ON THE EFFICIENCY OF POLYMER FLOODING TECHNOLOGY
Annotation
The relevance of the work is due to the widespread use of enhanced oil recovery methods in the oil and gas industry, which often lead to negative effects. The purpose of this work is to consider modern technologies for the preparation of polymers and to analyze the influence of the choice of polymer on the efficiency of the technology. It has been experimentally confirmed that the wrong choice of polymer can lead to partial or complete blockage of channels in the formation. A comprehensive analysis of the polymer in the laboratory and the selection of technology for its preparation makes it possible to ensure the high efficiency of this technology in a wide confidence interval.
Keywords
Polymer flooding, well, EOR methods, reservoir, oil recovery
В настоящее время широко развита химическая промышленность. Технологи физико-химического воздействия методов увеличения нефтеотдачи пластов в свою очередь используют продукцию химической промышленности. Поэтому правильный выбор конкретного химического реагента или раствора позволяет существенно повлиять на эффективность применяемой технологии.
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ « БИУ »
!ББЫ (р) 2411-7161 / (е) 2712-9500
№3 / 2022
Для приготовления полиакриламидных (ПАА) полимеров в большинстве случаев используется стандартный реагент - пропилен. Пропилен получают из сырой нефти, в качестве мономера используется акриламид, который получается из пропилена. На рисунке ниже представлены основные способы получения (ПАА). Важно учитывать, что стоимость продукции зависит от цены пропилена, и соответственно от текущей цены на нефть.
В настоящее время известно множество технологий приготовления полимеров. Они используются для приготовления полимеров разных характеристик. Наиболее часто используемыми являются сополимеризация, согидролиз и постгидролиз.
При сополимеризации достигается полимеризация акриловой кислоты и акриламида. В таком случае итоговым продуктом будут являться полимеры с хорошей растворимостью и возможной молекулярной массой порядка 20 миллионов Дальтон.
При согидролизе на акриламид воздействуют гомополимеризацией при наличии основания, чтобы по мере протекания реакции происходил гидролиз. Полученные полимеры имеют возможную молекулярную массу порядка 18 миллионов Дальтон, хорошо растворимы и имеют большое распределение по анионности.
При постгидролизе гель в виде акриламида подвергается данной технологии при наличии основания и после этого происходит его сушка. Итоговая продукция имеет молекулярную массу порядка 22 миллионов Дальтон, очень большой диапазон анионности, но меньшую растворимость по сравнению с двумя другими методами.
На стадии приготовления полиакриламида сталкиваются с вероятностью образования одного из двух возможных типов нерастворимых частичек геля. Гели различают по уровню мягкости частиц на мягкие и жесткие гели. Мягкий гель является более применимым поскольку при воздействии усилия он деформируется и дробится на более мелкие частицы, жесткие гели не деформируются и могут вызвать частичную закупорку каналов в коллекторе.
В целом опытным путем доказано, что чем больше молекулярная масса производимого полимера, тем больше негативных эффектов с растворимостью и фильтрующей способность. При сополимеризации получаются гелии которые содержат малое количество мягких гелей и почти не содержат жестких. При постгидролизе получаются наиболее жесткие гели. Соответственно, чем больше молекулярная масса полимера, тем больше частиц жесткого геля. Для сравнения способов приготовления полимеров следует проводить лабораторные и промысловые испытания для учета различных видов параметров.
В течение последних 20 лет наблюдается существенное увеличение качество полимеров для повышения нефтеотдачи пластов. Сейчас полимерное заводнение - конкурентная технология, которая за счет различных химических реагентов может применятся в достаточно широких диапазонах пластов. В настоящее время известно успешное применение полимеров в пластах при температуре до 120 0С и достаточно низкой проницаемости порядка 10 мД, при этом совместимые с пластовой жидкостью.
Далее представлены таблицы с известными наименованиями полимеров, которые в настоящее время являются наиболее применяемые поскольку учитывают различные геолого-петрофизические свойства пласта и могут быть изменены при проведении лабораторных опытов под конкретное месторождение.
Сополимеры акриламида и акрилата подходят для применения в пластах с температурой до 70оС, с общим содержанием растворенных твердых веществ до 35 000 ч./млн. и количеством двухвалентных ионов до 1000 ч./млн.
Таблица 1
Стандартные полимеры
Марка Номер Анионность Молекулярная масса
Flopaam 1430S Низкая Низкая
Flopaam 1530S Низкая Средняя
Flopaam 1630S Низкая Высокая
Flopaam 2430S Низкая Низкая
Flopaam 2530S Низкая Средняя
Flopaam 2630S Низкая От средней до высокой
Flopaam 3130S От средней до высокой Крайне низкая
Flopaam 3230S От средней до высокой Очень низкая
Flopaam 3330S От средней до высокой Низкая
Flopaam 3430S От средней до высокой Средняя
Flopaam 3530S От средней до высокой От средней до высокой
Flopaam 3635S От средней до высокой Высокая
Flopaam 3630S От средней до высокой Высокая
Flopaam 6030S Высокая Очень высокая
Flopaam 6040D Высокая Очень высокая
Сополимеры на основе акриламидо-третбутиловой сульфокислоты имеют меньшую чувствительность по отношению к температуре рассматриваемого пласта и минерализации пластовой
жидкости. Их использование возможно при температуре до 95оС.
Таблица 2
Полимеры акриламида/акриламидо-третбутиловой сульфокислоты/акриловой кислоты
Марка Анионность Молекулярная масса
Flopaam 5205 Средняя Средняя
Flopaam 5205 SH Средняя Высокая
Flopaam 5115 VLM Средняя Очень низкая
Flopaam 5115 BPM Средняя Низкая
Flopaam 5115 MPM Средняя Средняя
Flopaam 5115 Средняя Средняя
Flopaam 5115 SH Средняя Высокая
Flopaam 5115 VHM Средняя Очень высокая
Flopaam 5220 Высокая Средняя
Flopaam 5220 SH Высокая Высокая
Flopaam 5220 VHM Высокая Очень высокая
Таблица 3
Сополимеры акриламидо-третбутиловой сульфокислоты и акриламида
Марка Анионность Молекулярная масса
Flopaam AN 105 Очень низкая Низкая
Flopaam AN 105 SH Очень низкая Высокая
Flopaam AN 105 VHM Очень низкая Очень высокая
Flopaam AN 110 Низкая Низкая
Flopaam AN 110 SH Низкая Высокая
Flopaam AN 110 VHM Низкая Очень высокая
Flopaam AN 113 Низкая Низкая
Flopaam AN 113 SH Низкая Высокая
Flopaam AN 113 VHM Низкая Очень высокая
Flopaam AN 118 Средняя Низкая
Flopaam AN 118 SH Средняя Высокая
Flopaam AN118 VHM Средняя Очень высокая
Flopaam AN 125 VLM Средняя Очень низкая
Flopaam AN 125 Средняя Низкая
Flopaam AN 125 SH Средняя Высокая
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ « IN SITU » ISSN (p) 2411-7161 / ISSN (e) 2712-9500 №3 / 2022
Марка Анионность Молекулярная масса
Flopaam AN 125 VHM Средняя Очень высокая
Flopaam AN 132 Высокая Низкая
Flopaam AN 132 SH Высокая Высокая
Flopaam AN 132 VHM Высокая Очень высокая
Таким образом по проведенному мной анализу можно утверждать, что повышение эффективность полимерного заводнения на месторождении может быть достигнуто путем выбора правильного полимера с наибольшим технологическим эффектов. В настоящее время существует множество вариантов приготовления полимера для промысловых условий, что подтверждает актуальность данной технологии в нефтегазовой отрасли. Испытание полимера в лабораторных условиях для характеристик определенно взятого пласта позволяет учесть неблагоприятные факторы, связанные с закупориванием каналов в пласте и избежать их путем подбора полимера с широким диапазоном различия физико-химических характеристик. Список использованной литературы:
1. Бугоркова B.C. Основные направления создания фото- и биодеструктируемых полимерных материалов (обзор) / B.C. Бугоркова, Т.А. Агеева, В.М. Гальперин // Пластические массы. 1991. - №9. -С.48 - 51.
2. С.А., Шувалов. Применение полимерных реагентов для увеличения нефтеотдачи и водоизоляции / Шувалов С. А., Винокуров В. А., Хлебников В. Н. // Труды РГУ Нефти и Газа имени И.М. Губкина). - 2013. - № 4 (273). - С. 98-107.
3. Булавин, В. Д. Технологический комплекс для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи на основе отечественного биополимера / В. Д. Булавин, Н. В. Краснопевцева//Нефтяное Хозяйство. -2002. - №4. - С. 6-7.
©Москвин К.Е., 2022
