Главная › Новости

Модификация проницаемости неоднородных нефтяных пластов

Опубликовано: 12.10.2018

При искусственном поддержании пластового давления путем закачки пресной или подтоварной воды в неоднородном коллекторе образуются промытые высокопроницаемые пропластки, а в низкопроницаемых пропластках остаются зоны с повышенной остаточной нефтенасыщенностью. Для того чтобы воздействовать на непромытые зоны, необходимо регулировать проницаемость неоднородного пласта, создавая повышенные фильтрационные сопротивления в обводненных участках и направляя поток в низкопроницаемую часть пласта путем применения высокоэффективных изолирующих составов.

Для решения данной задачи инженеры ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр» разработали и испытали в лабораторных условиях состав (реагент) МПНК-5 на основе дисперсных систем, применение которого позволяет повысить эффективность водоизоляционных работ в добывающих скважинах, а также выравнивать профиль приемистости в нагнетательных скважинах.

24.09.2017 Инженерная практика №06/2017 Игумнов Игорь Арнольдович Начальник отдела технологической поддержки ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр» Дмитриев Алексей Петрович Инженер 1-й категории отдела технологической поддержки ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр» Милютинский Илья Львович Инженер 1-й категории отдела технологической поддержки ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр»

Основная цель проекта, реализованного в 2016 году инженерами ЗАО «Ижевский нефтяной научный центр», заключалась в разработке эффективного состава для выравнивания профиля приемистости нагнетательных скважин и проведения водоизоляционных работ в добывающих скважинах. Для достижения этой цели авторы проекта поставили перед собой ряд задач, основными из которых стали разработка рецептуры состава, исследование его взаимодействия с пластовыми флюидами (нефть и вода), обоснование эффективности применения состава на керновых моделях и сопоставление результатов с данными по известным реагентам-аналогам.

Сама по себе технология не нова, но представленные на рынке потокоотклоняющие и полимерные составы, как правило, обладают рядом недостатков, в числе которых можно назвать низкую устойчивость в сшитом состоянии, недостаточную проникающую способность, наличие в составе высокоагрессивных жидкостей, многокомпонентный «чувствительный» состав реагента и неравномерность процесса гелеобразования в пласте.

Рис. 1. Реагент МПНК-5 на основе дисперсной среды и дисперсных частиц

В результате проведенных исследований авторами проекта был разработан модификатор проницаемости неоднородного коллектора под рабочим названием МПНК-5 (рис. 1). Это реагент на основе дисперсной среды (углеводородной основы) и дисперсных частиц (стабилизатора), обладающий такими преимуществами, как наличие всего двух компонентов в составе, экологичность, нулевая коррозионная активность и устойчивость к воздействию солей, кислот и высокой температуры.

Работа по созданию реагента проводилась в несколько этапов и включала подбор методики фильтрационных экспериментов, концентрации реагента, исследование взаимодействия состава с нефтью и водой, а также проведение фильтрационных экспериментов как на единичных линейных, так и на объемных моделях.

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Рис. 2. Взаимодействие реагента МПНК-5 с водой различной минерализации Рис. 3. Методика проведения линейных фильтрационных экспериментов

В первую очередь было исследовано взаимодействие реагента с водой различной минерализации (рис. 2). Во всех случаях реагент активировался в полной мере. Разница заключалась лишь во времени, затраченном на активацию. Максимальный временной промежуток составил четыре часа при умеренном перемешивании смеси.На следующем этапе проводились эксперименты на линейных керновых моделях пласта с различной обводненностью. Упрощенная схема данного эксперимента представлена на рис. 3. Нефтенасыщенная модель пласта сначала искусственно обводнялась, затем обрабатывалась пачкой состава МПНК-5, после чего возобновлялась прокачка вытесняющей жидкости.

Была проведена серия лабораторных экспериментов, каждый из которых был нацелен на решение конкретной задачи. Так, в ходе экспериментов, проведенных при начальной нефтенасыщенности, было полу-чено незначительное снижение фазовой проницаемости по нефти (после обработки пачкой МПНК-5), что показало практически полное отсутствие взаимодействия нефти с составом (табл. 1). Испытания проводились в широком диапазоне вязкости (19-131 мПа·с) с объемом закачки 40-50% порового объема.

Таблица 1. Исследования состава МПНК-5 при начальной нефтенасыщенности

Для оценки изолирующих свойств состава был проведен ряд экспериментов на обводненных моделях (табл. 2). При 100%-ной обводненности после обработки модели пласта получено снижение фазовой проницаемости по воде практически до нуля с одновременным ростом перепада давления. Следовательно, реагент полностью активируется и закрепляется в поровом пространстве. Диапазон вязкости модели при проведении экспериментов составлял 19-131 мПа·с, проницаемости – 36-700 мД, минерализации – 0-270 г/л.

Таблица 2. Исследования состава МПНК-5 исследований на обводненных моделях Рис. 4. Методика проведения объемных фильтрационных экспериментов

Поскольку новый состав рассчитан на использование в неоднородных коллекторах, необходимо было провести соответствующие эксперименты на объемных керновых моделях. Упрощенная методика этих исследований приведена на рис. 4. В данном случае через модель нефтенасыщенного пласта сначала прокачивалась нефть, для определения фазовой проницаемости. В дальнейшем модель обводнялась. Затем проводилась обработка реагентом (общим фильтром), после чего возобновлялась прокачка воды. Все прокачки осуществлялись общим фильтром сразу через обе модели – высокои низкопроницаемую. В результате мы получили фактически полное закупоривание высокопроницаемой части пласта и 17-кратное увеличение фазовой проницаемости в низкопроницаемом образце (рис. 5).

Рис. 5. Испытания состава МПНК-5 на обводненных объемных моделях неоднородного пласта Таблица 3. Критерии применимости реагента МПНК-5

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СОСТАВА

По результатам комплекса исследований реагента МПНК-5 были определены условия его применимости (табл. 3). Среди них – высокая обводненность (близкая к 100%) и неоднородность нефтенасыщенного коллектора, возможность применения в широком диапазоне вязкости, минерализации, проницаемости и др.

Таким образом, нам удалось подобрать оптимальную концентрацию состава для выравнивания профиля приемистости в нагнетательных скважинах и проведения водоизоляционных работ в добывающих скважинах, доказать стабильность реагента в лабораторных условиях, высокую эффективность действия нового реагента в неоднородных коллекторах.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: В критериях применимости у вас указан карбонатный коллектор. Чем это обусловлено? В терригенных коллекторах состав использовать нельзя, или вы не пробовали?

Александр Дмитриев: