Систем полимер – «сшиватель»

«Сшиватель»	Концентрация полимера, г/дл	Концентрация «сшивателя», г/дл	Время гелеобразования, ч	Минимально допустимая концентрация полимера, г/дл
АХ	0,2-0,7	0,01-0,5	0,7-1500	0,1-0,35
ХКК	0,1-0,8	0,018-0,13	0,1-16	0,1-0,4
НХ	0,2-0,8	0,01-0,5	0,2-1200	0,1-0,35
_____________________ Примечание. Молекулярная масса полимера (1¸13) × 10^6, степень гидролиза 5-26, минерализация растворителя 1-100 г/дл.

 

Реализация технологии воздействия на пласт или ПЗП проводится по следующей схеме:

· снятие кривых падения давления;

· определение приемистости скважины;

· проведение лабораторных исследований;

· приготовление и непрерывная закачка в пласт всей композиции;

· отбор проб в процессе закачки и их анализ;

· остановка скважины на период гелеобразования;

· определение приемистости скважин и снятие кривых падения давления;

· переход на закачку системой ППД.

Рекомендуются следующие уровни снижения приемистости:

· для скважин с приемистостью более 300 м³/сут на 30-50 %;

· для скважин с приемистостью менее 300 м³/сут – до 100 м³/сут.

Закачка осуществляется передвижным стандартным оборудованием ЦА-320 или установкой УДР-32 производства АО ПО «Лукойл-Волга» (г. Самара).

Полимерное воздействие на пласт в сочетании с другими физико-химическими методами. Основа метода – селективная изоляция водопритока закачкой полимерно-щелочного раствора (ЩПР).

Взаимодействие ЩПР с высокоминерализованными пластовыми водами приводит к образованию упругих гидрофобных дисперсных систем, что способствует снижению проницаемости водопромытых зон, изменению направления фильтрационных потоков и повышению охвата пласта заводнением. Эти явления не зависят от стадий разработки, связанных с изменением термодинамического равновесия в системе нефть – порода – вода, структурно механических свойств нефти и смачиваемости нефтенасыщенной породы.

При взаимодействии щелочей с породой происходит деструктирование адсорбционных слоев нефти и улучшение ее смачиваемости водой. Кроме того, щелочная среда за счет снижения межфазного натяжения может изменять структурно-механические свойства нефти и приводить ее к диспергированию.

За счет структурирования полимером образующихся осадков в процессе нагнетания минерализованной воды снижение проницаемости промытых зон увеличивается в несколько раз при одновременном увеличении приемистости скважин.

В составе ЩПР используются ПАА различных марок: отечественные (ПААС), импортные (РДА-1020, РДА-1041, СS-6), а также щелочи (аммиак, едкий натр, щелочные дистиллярные жидкости) и другие щелочные отходы. Отношение полимера и щелочи от 1 : 50 до 1 : 500. Увеличение количества щелочи в СШР может приводить к ухудшению охвата пласта заводнением. В нагнетательную скважину последовательно закачивают следующие элементы композиции:

· микрооторочки пресной воды;

· оторочки раствора щелочи (аммиака) с полимером;

· микрооторочки пресной воды;

· минерализованные воды (в пласт).

В одну скважину закачивают не более четырех-пяти оторочек. Технология наиболее эффективна на неоднородных по проницаемости коллекторах с высокой обводненностью высокоминерализованными водами хлоркальциевого типа на поздней стадии разработки.

Перспективным направлением повышения полимерного воздействия является введение в полимерный раствор различных ПАВ, улучшающих вязкоупругие свойства системы. Улучшение вязкоупругих свойств растворов ПАА введением АФ₉-10, АФ₉-12 обусловлено образованием различных водорастворимых комплексных соединений, формирующих новые структуры с повышенными реологическими параметрами, которые практически не изменяются после деструкции при движении в порах и капиллярах. Совместное использование раствора полимера и ПАВ способствует увеличению коэффициента извлечения остаточной нефти. Оптимальное соотношение для конкретной пары полимер – ПАВ определяют экспериментально на основе промысловых данных.

Технология на основе биополимеров и биохимических процессов. К числу новых типов водорастворимых полимеров, которые можно использовать для улучшения нефтеотдачи пластов, относятся экзополисахариды (ЭПС), являющиеся продуктом жизнедеятельности микроорганизмов и получившие название биополимеров. Каждый штамм-продукт синтезирует характерный для него полимер определенного состава, строения, молекулярной массы. Для повышения нефтеотдачи пластов применяют очень низкие концентрации биополимеров в воде (0,005-0,07 %). ЭПС обеспечивают при низкой концентрации большую вязкость раствора, сочетаются с различными солями в широких диапазонах рН и температуры, устойчивы к механической и окислительной деструкции.

Биополимеры не разрушаются при температуре до 100-120 °С и даже до 150 °С, что перекрывает весь температурный диапазон разрабатываемых месторождений. наличие в составе биополисахаридов большого числа функциональных химически активных групп: гидроксильных, карбоксильных, карбопильных и др. – дает возможность путем комплексообразования придавать им регулируемые поверхностно-активные, гелеобразующие, антикоррозионные функции. Для предотвращения биодеструкции раствора биополимеры, закачиваемые в пласт, необходимо стабилизировать формалином.

Процесс получения биополимеров – ферментация – не требует сложного оборудования. Он сводится к выращиванию микроорганизмов в течение нескольких десятков часов на жидкой питательной среде при температуре 20-40 °С. В результате получают суспензию микроорганизмов в культуральной жидкости с 1-2-процентным содержанием биополимера. Питательной средой для микроорганизмов могут служить углеводы (сахар, глюкоза, гидролизат крахмала) и непищевое сырье (метанол, этанол, углеводороды).

За рубежом значительную часть биополимеров выпускают в виде порошков, что позволяет транспортировать продукт с высокой концентрацией, длительно его хранить и применять в условиях пониженных температур. В настоящее время основными коммерчески ценными полисахаридами являются ксатан, склероглюкан и эмульсан.

В условиях дефицита биополимеров предпочтительно их использовать в композиции с другими химическими реагентами, усиливающими действие биополимеров и снижающими его расход в «сшитых» и гелеобразующих биополимерных системах. Специфичность и многофакторность биополисахаридов позволяет считать их весьма перспективными для повышения полноты извлечения нефти из недр.

Технология микробиологического воздействия. Для инициирования внутрипластовых биохимических процессов и увеличения подвижности пластовой жидкости в истощенные пласты закачивают микроорганизмы и питательные вещества для их жизнедеятельности. для закачивания в пласт подбирают смешанные культуры (ассоциации) микроорганизмов. Это обеспечивает более глубокое течение биохимических реакций в пластах, так как продукты жизнедеятельности одних групп микроорганизмов являются питательным субстрактом для других и биоценоз успешно развивается в новой среде обитания. Питательное вещество должно содержать необходимые для прорастания клеток компоненты, которые отсутствуют в пласте, а также элементы (N, P, K, Mg и др.) так называемых ростовых веществ и витаминов (тиамина, робофлавина и др.).

Источником дополнительного извлечения углеводородов при помощи микроорганизмов служит сама остаточная нефть, а субстратом для биохимических – торф, биогенный ил, органические вещества отходов крупных промышленных и сельскохозяйственных производств.

Технология микробиологического воздействия на пласт основывается на опыте промысловых исследований, проведенных в нашей стране, Венгрии, Румынии, США и др. Увеличение коэффициента нефтеотдачи достигается за счет суммарного эффекта повышения вытеснения и увеличения коэффициента охвата пласта заводнением. При наличии питательных веществ бактерии образуют значительное количество газов (N₂, H₂, CO₂, CH₂, NH₄), которые, растворяясь в нефти, снижают ее вязкость и изменяют рН. В процессе бактериального обмена образуются биоПАВ, спирты, растворители, способствующие снижению поверхностного натяжения и десорбции нефти из породы, а в результате жизнедеятельности микроорганизмов – органические и неорганические кислоты, которые выщелачивают карбонатные, сульфатные и силикатные минералы в породе и увеличивают их пористость и проницаемость. Следует, однако, помнить, что микроорганизмы создают колонии, которые закупоривают высокопроницаемые каналы, изменяя фильтрационные потоки и увеличивая охват пласта заводнением.

В АНК «Башнефть» для микробиологического воздействия применяют биореагент, приготовленный на основе избыточного активного ила станции биологической очистки сточных вод комбината по производству белково-витаминных концентратов.

Активный ил содержит органические и минеральные питательные вещества, микроэлементы, витамины, необходимые для жизнедеятельности биоценоза. После закачивания в заводненный пласт активного ила при недостатке кислорода выживают, в основном, анаэробные метанобразующие бродильные микроорганизмы, в присутствии которых процесс брожения завершается превращением органических кислот в газообразные конечные продукты: метан и углекислый газ. Для повышения нефтевытесняющих свойств биореагентов к активному илу добавляют стимулятор жизнедеятельности микроорганизмов – мелассу (крупнотоннажный побочный продукт сахарного производства), что увеличивает долю газообразных углеводородов на 60-80 %.

Технология микробиологического воздействия осуществляется стандартным насосным оборудованием (агрегаты ЦА-320). Для приготовления активного ила используется вода системы поддержания пластового давления (ППД). Сначала нагнетательную скважину отключают от системы ППД, затем закачивают раствор активного ила, 1-3 м³ раствора мелассы и вновь подключают скважину к ППД. Контроль за развитием биологических процессов состоит в наблюдениях за изменением профиля приемистости очаговой нагнетательной скважины за общей численностью микроорганизмов в пластовой жидкости, окружающей добывающие скважины.

Для сгущения активного ила в качестве флокулянта рекомендуется водорастворимый катионовый полиэлектролит ВПК-402, который увеличивает закупоривающие свойства биореагаента при обработке малыми порциями. В зависимости от величины общей приемистости скважин закупорка высокопроницаемой части пласта продолжается от 1 до 7 месяцев, после чего биомасса рассасывается (вымывается).

При микробиологическом воздействии на пласты, насыщенные высокоминерализованными водами, для повышения эффективности закачивается предоторочка пресной воды. Одной из разновидностей микробиологического воздействия на пласт является активация пластовой микрофлоры. В пласт закачивается аэрированный раствор диаммонийсульфата, вследствие чего происходит окисление нефти с образованием углекислоты и других компонентов, обладающих нефтевытесняющими свойствами. Проводится три-пять циклов закачки с интервалом 20-25 суток, при этом приемистость скважины должна быть не менее100 м³/сут, а содержание сульфатов в пластовых водах не выше 3-8 г/дм³.