Способ разработки неоднородного нефтяного пласта
METHOD OF DEVELOPMENT OF INHOMOGENEOUS OIL FORMATION

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам добычи нефти из неоднородного нефтяного пласта путем регулирования охвата пласта заводнением и перераспределения фильтрационных потоков.
Известен способ разработки обводненного неоднородного пласта нефтяной залежи, включающий закачку в пласт водной суспензии дисперсных частиц (пат. RU №2043494, МПК E21B 43/32, E21B 33/138, опубл. 10.09.1995 г., бюл. №25). В качестве дисперсных частиц используют древесную муку.
Недостатком известного способа является низкая эффективность, обусловленная недостаточной водоизолирующей способностью из-за быстрого размыва нагнетаемой водой.
Известен способ разработки обводненного неоднородного нефтяного пласта, включающий закачку водных суспензий древесной муки и глины (пат. RU №2116439, МПК E21B 43/22, опубл. 27.07.1998 г., бюл. №21).
Недостатком способа является низкая эффективность вследствие невозможности полного блокирования промытых водой высокопроницаемых зон пласта.
Известен способ разработки неоднородных по проницаемости нефтяных пластов, включающий закачку полисахаридного реагента - целлюлозно-полимерного комплекса - (ЦПК) и суспензии наполнителя (пат. RU №2496978, МПК E21B 43/22, опубл. 27.10.2013 г., бюл. №30). В качестве наполнителя используют древесную муку, или доломитовую муку, или бентонитовый глинопорошок.
Недостатком данного способа является низкая эффективность из-за недостаточно глубокой обработки пласта вследствие низкой проникающей способности состава в поры пласта.
Известен способ регулирования разработки нефтяных месторождений заводнением, включающий закачку в пласт водного раствора полимера и суспензии дисперсных частиц (пат. RU №2090746, МПК E21B 43/22, опубл. 20.09.1997 г., бюл. №26). В качестве полимера используют полиакриламид, или полиоксиэтилен, или карбоксиметилцеллюлозу. В качестве дисперсных частиц используют известковый порошок, кварцевый песок, диамитовую муку, смесь древесной муки с глинопорошком, глинопорошок.
Недостатком этого способа является низкая эффективность из-за низких значений остаточного фактора сопротивления. Также водорастворимые полимеры снижают реологические свойства в минерализованной воде, что снижает эффективность способа.
Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ добычи нефти, включающий закачку в пласт дисперсии твердых частиц в водном растворе полимера или щелочи (пат. RU №2057914, МПК E21B 43/22, опубл. 10.04.1996 г., бюл. №10). В качестве полимера используют полиакриламид, или полиоксиэтилен, или карбоксиметилцеллюлозу при концентрации 0,005-1,0 мас. %. В качестве твердых частиц используют древесную муку.
Недостатками известного способа являются:
- во-первых, низкая эффективность блокирования высокопроницаемых зон пласта набухшими частицами древесной муки, образующимися по мере продвижения по пласту;
- во-вторых, невозможность глубокой обработки пласта. При закачке дисперсных частиц в водном растворе указанных полимеров происходит процесс флокуляции, вследствие которого образуются крупные полимер-дисперсные частицы, характеризующиеся низкой проникающей способностью в поровое пространство;
- в-третьих, низкая эффективность способа из-за недостаточно высоких значений фильтрационного сопротивления;
- в четвертых, низкое качество состава, так как водорастворимые полимеры (полиакриламид, полиоксиэтилен, карбоксиметилцеллюлоза) подвержены солевой деструкции. В результате снижается охват пласта вытеснением, что приводит к снижению коэффициента нефтеизвлечения.
Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности добычи нефти за счет увеличения охвата пласта воздействием и снижения обводненности добывающих скважин, улучшения качества закачиваемого состава в пласт, а также расширение технологических возможностей способа.
Поставленные технические задачи решаются способом разработки неоднородного нефтяного пласта, включающим закачку в скважину водной суспензии древесной муки и полимера.
Новым является то, что предварительно определяют начальную удельную приемистость скважины, в качестве дисперсной фазы используют смесь древесной муки и полимера, в качестве дисперсионной среды используют закачиваемую воду с минерализацией от 0,15 до 300 г/л, в качестве полимера используют высоковязкую оксиэтилцеллюлозу - ОЭЦ, осуществляют закачку указанной водной суспензии древесной муки и ОЭЦ двумя оторочками, первую оторочку указанной водной суспензии закачивают до снижения удельной приемистости скважины на 15-30% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %:
древесная мука
0,3-1,5
ОЭЦ
0,001-0,5
закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л
остальное
затем осуществляют закачку второй оторочки указанной водной суспензии до снижения удельной приемистости на 5-10% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %:
древесная мука
0,001-0,5
ОЭЦ
0,005-1,0
закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л
остальное
причем указанные оторочки закачивают в объемном соотношении 1:(1-7).
Для приготовления составов используются следующие реагенты:
- древесная мука (ДМ), выпускаемая по ГОСТ 16361-87;
- высоковязкая оксиэтилцеллюлоза отечественного или импортного производства, представляющая собой неионногенное производное целлюлозы, по внешнему виду - белый или слегка кремовый сыпучий порошок, не имеющий вкуса и запаха, с динамической вязкостью раствора с массовой долей 0,3% в пресной воде не менее 25 мПа⋅с;
- вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л.
2
3
Эффективность предлагаемого способа и способа по прототипу в лабораторных условиях оценивалась по двум показателям - остаточному фактору сопротивления (ОФС) и коэффициенту нефтеизвлечения. Эксперименты проводят на моделях пласта, представляющих собой две одинаковые трубки (длиной 0,5 м, площадью поперечного сечения 6,4 см). Подбором величины зерен кварцевого песка создают необходимую проницаемость каналов модели пласта. Через модель пропускают пресную или минерализованную воду, которую затем замещают нефтью плотностью 0,805-0,887 г/см. Далее проводят вытеснение нефти водой с минерализацией от 0,15 до 300 г/л с замером на выходе объемов нефти и воды. В табл. 1 приведены результаты по определению остаточного фактора сопротивления и коэффициента нефтеизвлечения при закачке водной суспензии древесной муки и высоковязкой оксиэтилцеллюлозы оторочками через модель пласта.
3
3
Пример 1. В модель пласта закачивают водную суспензию смеси древесной муки и высоковязкой оксиэтилцеллюлозы – ОЭЦ, двумя оторочками в объемном соотношении 1:1. Закачивают первую оторочку водной суспензии смеси древесной муки с концентрацией 0,3 мас. %, ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. %, воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,699 мас. % в объеме 15 см, затем закачивают вторую оторочку водной суспензии смеси древесной муки с концентрацией 0,001 мас. %, ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %, воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,994 мас. % в объеме 15 см. Проводят довытеснение нефти водой с минерализацией 0,15 г/л путем закачки воды с замером на выходе объемов нефти и воды. Коэффициент нефтеизвлечения составляет 79,8, а остаточный фактор сопротивления (ОФС) - 56 (см. табл. 1, опыт 1).
Как видно из таблицы 1, ОФС по предлагаемому способу добычи нефти возрастает по сравнению с прототипом в 8-30 раз. Коэффициент нефтевытеснения увеличивается в 1,5-2,0 раза.
Способ осуществляют в следующей последовательности.
Выбирают участок нагнетательной скважины и проводят анализ его разработки. Проводят комплекс гидродинамических и геофизических исследований. Определяют оставшиеся запасы нефти по участку нагнетательной скважины с корректировкой по горизонтам и пластам. Определяют начальную удельную приемистость нагнетательной скважины, минерализацию закачиваемой воды, допустимое давление на эксплуатационную колонну и продуктивные пласты. Определяют добывающие скважины, гидродинамически связанные с нагнетательной скважиной. На основе анализа геолого-технологических показателей (проницаемости коллектора, толщины нефтенасыщенного продуктивного пласта, пористости, дебита по нефти и жидкости по участку, обводненности добываемой продукции), начальной удельной приемистости нагнетательной скважины определяют объемное соотношение оторочек и рассчитывают объемы закачки оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ.
Приготовление и закачку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ осуществляют существующими в нефтедобыче стандартными установками типа КУДР, ЦА-320 и т.д.
Водную суспензию древесной муки и ОЭЦ готовят непосредственно перед закачкой в пласт через нагнетательную скважину следующим образом.
В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с кустовой насосной станции (КНС) с минерализацией от 0,15 до 300 г/л, через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки и ОЭЦ. При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину.
Водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают двумя оторочками в объемном соотношении 1:(1-7). Первую оторочку водной суспензии закачивают в пласт до снижения удельной приемистости скважины на 15-30% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %: древесная мука - 0,3-1,5, ОЭЦ - 0,001-0,5, закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л - остальное.
Затем закачивают в пласт вторую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ до снижения удельной приемистости скважины на 5-10% от начальной удельной приемистости скважины при следующем содержании компонентов, мас. %: древесная мука - 0,001-0,5, ОЭЦ - 0,005-1,0, закачиваемая вода с минерализацией от 0,15 до 300 г/л - остальное.
3
После закачки в пласт двух оторочек их продавливают в пласт водой с водовода в объеме насосно-компрессорных труб (НКТ) плюс 1,0-10,0 м.
Объем закачиваемых оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ для каждой скважины индивидуален и зависит от приемистости нагнетательной скважины при давлении на водоводе и работающей толщины пласта.
Пример конкретного выполнения
2
3
В качестве объекта опытно-промышленных работ был выбран участок с одной нагнетательной и тремя добывающими скважинами. Пласты представлены терригенными коллекторами проницаемостью 0,5 мкм, нефтенасыщенностью 86,5%, пористостью 22,1-23,4%, нефтенасыщенная толщина пласта - 11,2 м. Среднесуточный дебит нефти на одну добывающую скважину составляет 4,2 т, средняя обводненность добываемой жидкости - 85% (от 75% до 88%). Определяют объемное соотношение оторочек водной суспензии древесной муки и полимера и рассчитывают их объемы закачки в зависимости от начальной удельной приемистости нагнетательной скважины. Начальная удельная приемистость нагнетательной скважины составляет 40 м/сут/МПа. Максимальное допустимое давление на эксплуатационную колонну составляет 12,0 МПа (пример 1, табл. 2).
3
3
Для нагнетательной скважины согласно анализу разработки участка объемное соотношение первой и второй оторочек водной суспензии древесной муки и ОЭЦ составляет 1:2, объем первой оторочки водной суспензии древесной муки с концентрацией 0,3 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. %, закачиваемой воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,699 мас. % составляет 100 м, объем второй оторочки водной суспензии древесной муки с концентрацией 0,001 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %, закачиваемой воды с минерализацией 0,15 г/л - 99,994 мас. % составляет 200 м.
Приготовление и закачку оторочек водных суспензий древесной муки и ОЭЦ проводят с помощью установки КУДР.
3
Первую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ в объеме 100 м готовят следующим образом.
В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с КНС с минерализацией 0,15 г/л (99,699 т), через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки с концентрацией 0,3 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,001 мас. % При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину в пласт. Удельная приемистость скважины снизилась на 15%.
3
Затем готовят вторую оторочку водной суспензии древесной муки и ОЭЦ в объеме 200 м.
В закачиваемую воду, поступающую по водоводу с КНС с минерализацией 0,15 г/л (199,994 т), через воронку со струйным насосом с помощью шнекового дозатора дозируют смесь древесной муки с концентрацией 0,001 мас. % и ОЭЦ с концентрацией 0,005 мас. %. При смешении с закачиваемой водой образуется водная суспензия, которая подается в смесительную емкость. Полученную водную суспензию древесной муки и ОЭЦ закачивают через нагнетательную скважину в пласт. Удельная приемистость скважины снизилась на 5%.
3
После закачки в пласт двух оторочек их продавливают в пласт водой с водовода в объеме 10,0 м. В результате закачки изменились эксплуатационные показатели добывающих скважин: средняя обводненность добываемой продукции снизилась от 85,0% до 80,4%, дебит нефти по участку увеличился на 1,7 т (пример 1, табл. 3).
Остальные примеры осуществления способа разработки неоднородного нефтяного пласта выполняют аналогично, их результаты приведены в табл. 2, 3. Дополнительная добыча нефти в среднем составила более 1500 т.
Полученные результаты показывают, что в высокопроницаемых зонах пласта происходят блокирование и перераспределение фильтрационных потоков в пласте и, как следствие, подключение в работу неохваченных ранее воздействием нефтенасыщенных зон пласта, которые приводят к увеличению охвата пласта вытеснением в 1,3-1,6 раза.
Таким образом, предлагаемый способ разработки неоднородного нефтяного пласта позволяет увеличить охват пласта воздействием, снизить обводненность добывающих скважин, улучшить качество закачиваемого состава в пласт, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности способа разработки неоднородного нефтяного пласта, а также расширению технологических возможностей способа.