способ разработки нефтяной залежи

Формула изобретения

Способ разработки нефтяной залежи, заключающийся в заводнении залежи водогазовым раствором путем закачки через нагнетательные скважины водогазового раствора и поверхностно-активного вещества, которое добавляют в воду перед ее смешением с газом, отличающийся тем, что в качестве водогазового раствора закачивают однофазный газовый раствор в предпереходном фазовом состоянии при отношении объемов газа к воде, обеспечивающем полное насыщение воды газом при пластовых условиях, поддержания в процессе отношения забойного давления к пластовому менее двух, при этом в качестве газовой фазы в водогазовом растворе используют углеводородный газ, а в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,01 - 1,0% катионного поверхностно-активного вещества.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно: к разработке нефтяных месторождений с заводнением.

Известен способ разработки нефтяной залежи, заключающийся в заводнении нефтяной залежи водогазовым раствором путем закачки через нагнетательные скважины водно-газового раствора и поверхностно-активного вещества, которое добавляют в воду перед ее смешением с газом (I).

Недостатком способа является интенсивная коррозия нефтепромыслового оборудования, кроме того при смешении воздуха и углеводородного газа в добывающей скважине появляется возможность взрыва.

Техническим результатом изобретения является увеличение нефтеотдачи пласта за счет увеличения охвата пласта вытеснением.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки нефтяной залежи, заключающемся в заводнении залежи водогазовым раствором путем закачки через нагнетательные скважины водогазового раствора и поверхностно-активного вещества, которое добавляют в воду перед ее смешением с газом, в качестве водогазового раствора закачивают однофазный газовый раствор в предпереходном фазовом состоянии при отношении объемов газа к воде, обеспечивающем полное насыщение воды газом при пластовых условиях, поддержание в процессе закачки отношения забойного давления к пластовому менее двух, при этом в качестве газовой фазы в водогазовом растворе используют углеводородный газ, а в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,01-1% катионного поверхностно-активного вещества.

Объем углеводородного газа, например, метана, из которого на 95-96% состоит природный газ, необходимый для полного насыщения 1 м³ воды, при давлении 2,5-60 МПа и температуре 20-100^oC составляет 0,43-5,4 нм³. Добавка катионного ПАВ к закачиваемой воде способствует гидрофобизации порового пространства в процессе фильтрации водогазового раствора в предпереходном фазовом состоянии по пласту и, как следствие, к увеличению его вязкоупругих неравновесных свойств. В результате закачиваемый водогазовый раствор в предпереходном фазовом состоянии более равномерно поступает в высоко и низкопроницаемые пропластки, тем самым увеличивается охват залежи вытеснением и нефтеотдача пласта. Вместе с тем, полученный однофазный водогазовый раствор в предпереходном фазовом состоянии не снижает, а увеличивает приемистость нагнетательной скважины, так как при фильтрации водогазовых смесей в предпереходном фазовом состоянии наблюдается рост расхода жидкости при постоянном перепаде давления. Использование в предлагаемом способе однофазного водогазового раствора позволяет значительно сократить удельный расход газа.

В качестве катионного ПАВ в прелагаемом способе могут быть использованы следующие реагенты: катапин различных модификаций, марвелан различных модификаций и другие. Большим преимуществом указанных реагентов является то, что они в обычных пластовых условиях практически не образуют осадков.

Способ проверен в лабораторных условиях. Опыты проводились на модели двухслойного пласта с проницаемостью слоев 0,4 и 1,6 мкм². Пористая среда состояла из кварцевого песка (90%) и монтмориллонитовой глины (10%), моделью нефти служило трансформаторное масло. Водогазовый (в качестве газовой фазы служил метан) раствор предварительно готовился в бомбе PVP с давлением насыщения P_н = 3 МПа и газоводяным отношением 1 нм³/м³. Температура в процессе опытов поддерживалась на уровне 40^oC. Вытеснение нефти осуществлялось при перепаде давления 0,5 МПа при различных средних значениях давления в модели пласта P = 1,1 - 2 P_н и различных концентрациях катионного ПАВ (Катапин-А) С = 0,005%-1,1%. Эксперимент проводился также для прототипа при вышеуказанных условиях. Эффективность прототипа и предлагаемого способа определялась по кривым зависимости коэффициента вытеснения от относительного порового объема прокачки вытесняющего агента, приведенного к пластовому давлению. Полученные результаты показаны в таблице 2, из которой видно, что применение предлагаемого способа позволяет существенно увеличить коэффициент нефтеотдачи при среднем давлении P < 2P_н и диапазоне концентраций катионного ПАВ 0,01-1% по сравнению с прототипом. При концентрации катионного ПАВ 0,1% и среднем давлении P = 1,5P_н (опыт 6) нефтеотдача имеет максимальное значение, превышая нефтеотдачу прототипа на 17%. При концентрации катионного ПАВ меньше 0,01% гидрофобизация пористой среды недостаточна, поэтому коэффициент вытеснения не увеличивается (опыты 1, 2). Увеличение концентрации катионного ПАВ более 1% не приводит к увеличению нефтеотдачи (опыты 15, 16), т.е. использование таких концентраций приводит к неоправданному расходу реагента.

Для реализации способа в промысловых условиях используют действующие на залежи системы и оборудование, применяемые для обычного заводнения. Подача к закачиваемой воде углеводородного газа обеспечивается действующими на залежи газокомпрессорными установками, при этом газ подается в водопровод перед водораспределительной батареей. Для лучшего смешения воды и газа в месте пересечения газо- и водопроводов устанавливают аэратор. Добавки катионного ПАВ к воде могут осуществляться посредством дозаторных насосов, соединяемых к водопроводу. Необходимые объемы газа и катионного ПАВ устанавливаются исходя из проектного темпа закачки, величины забойного и пластового давлений. После поступления воды и газа в нагнетательную скважину на забое происходит полное насыщение воды газом и в пласте фильтруется однофазная водогазовая смесь в предпереходном фазовом состоянии. При изменении в процессе заводнения расхода воды соответственно должен изменяться и расход подаваемого углеводородного газа.

Пример. В нефтяную залежь с пластовым давлением P_п = 10 МПа через нагнетательные скважины с забойным давлением P_з = 15 МПа закачивают воду. Расход воды составляет 1000 м³/сут. Пластовая температура 40^oC. Следует перейти на предлагаемый способ разработки.

По табличным данным (2) определяем количество газа (например, метана), необходимое для полного насыщения 1 м³ воды при давлении 10 МПа и температуре 40^oC. Оно составляет 1,95 нм³ (газоводяное отношение закачки). Общее потребное количество газа составит 1,95 1000 = 1950 нм³/сут. Общее количество катионного ПАВ при концентрации 0,01% составит 0,1 кг на 1 т воды.

Предлагаемое изобретение существенно отличается от существующих высоким охватом залежи заводнением и низким удельным расходом газа.

Эффект достигается за счет увеличения нефтеотдачи.

Источники информации

Патент Великобритании N 2094863 A, кл. E 21 B 43/22, 82.09.22.

Намиот А.Ю. Растворимость газов в воде. - М.: Недра, 1991, с. 49.