Внедрение технологии регулирования заводнения с помощью ГОС на основе ПАА

Необходимость проведения данного воздействия обусловлена опережающим вытеснением нефти водой и обводнением отдельных пропластков. Это происходит вследствие высокой слоистой неоднородности продуктивных пластов по проницаемости, совместной эксплуатацией монолитных высокопроницаемых песчаников и низкопроницаемых прослоев, опережающим продвижением воды по нефтенедонасыщенным интервалам в зоне ВНК.

ГОС на основе ПАА - гелеобразующие составы (ГОС) на основе полиакриламила.

На начальных этапах развития заводнения одно из направлений повышения эффективности разработки основывалось на увеличении коэффициента вытеснения с применением ПАВ, щелочей, растворителей.

Технология повышения нефтеотдачи пласта с применением гелеобразующих систем заключается в закачке через нагнетательные скважины в пласт оторочки раствора сшитого полиакриламида с добавкой многофункционального ПАВ МЛ-80 (81)_б.

Принцип действия технологии состоит в закупорке промытых поровых каналов и дополнительном отмыве нефти ПАВом из низкопроницаемых прослоев. Добавка ПАВ облегчает закачку в относительно низкопроницаемый пласт за счет снижения удельного сопротивления пласта. ГОС обладает избирательным проникновением в водонасыщенную часть продуктивного пласта. Это обусловлено, во-первых, более глубоким проникновением состава в зоны повышенной проницаемости из-за повышения сопротивления течения раствора ПАА при уменьшении проницаемости среды, во-вторых, тем, что макромолекулы ПАА адсорбируются на гидрофильных поверхностях хорошо промытых обводнившихся пропластков, в то время, как гидрофобная поверхность пор нефтенасыщенной части пласта препятствует физико-химическому взаимодействию ГОС с поровым пространством, это, в частности, приводит к удалению геля из пласта потоком нефти. Присутствие ПАВ улучшает смачиваемость породы нефтяного коллектора, проникающую и нефтевытесняющую способности. ПАВ оказывает пластифицирующее действие на гель.

Критериями подбора скважин для данной технологии являются /10/:

- средняя проницаемость коллектора не ниже 0,04 мкм²;

- зональная и слоистая неоднородность пласта (коэффициент расчлененности 1 – 5, песчанистости 0,5 – 1);

- приемистость 350 – 1000 м³/сут при 10 МПа;

- герметичность эксплуатационной колонны;

- очищенный от осадка интервал перфорации;

- наличие стабильно работающего окружения добывающих скважин (не менее 2-х);

- средняя обводненность добывающих скважин окружения 60 – 97 %;

- средний дебит по жидкости добывающих скважин 25 – 150 м³/сут, преимуществом обладают участки с высокими дебитами по жидкости, снижение обводненности на которых даст максимальную добычу нефти.

Физико-химические свойства применяемых химреагентов

Гелеобразующая система (ГОС) имеет следующие соотношения компонентов: полиакриламид (ПАА) – 0,5-1,5 %; МЛ-80 – 1,0-1,5 %; ацетата хрома – 0,01-0,04 % (в зависимости от содержания хрома в продукте), пресная вода – остальное.

Полиакриламид (ПАА) – синтетическое высокомолекулярное соединение. Наиболее часто применяемы импортные, порошкообразные ПАА марок РDА-1041, ORP-40NT, DMP-310, CS-131, Accotrol-S622 и их аналоги с молекулярным весом выше 10 млн.ед., содержанием не менее 90 % основного вещества, степенью гидролиза 5 – 20 %, из которых готовят 0,3 – 1,0 % водные растворы. Физико-химические свойства наиболее часто применяемых марок ПАА представлены в таблице 11. Использование ПАА с просроченным сроком качества нежелательно.

В качестве сшивающего агента используют ацетат хрома – соединение трех валентного хрома (Cr(CH₃COO)₃). Ацетат хрома представляет собой жидкость темно-зеленого цвета. В России выпускается двух видов: с массовой долей хрома 10 – 12 % и 5 – 7 %.

ПАВ МЛ-80 (МЛ-81_б) – многофункциональные композиционные (неионогенно-анионоактивные) летняя и зимняя формы. Выпускаются по ТУ 2481-046-04689375-96.

Технология приготовления и проведения работ по закачке ГОС

Для проведения работ по закачке ГОС на основе ПАА в нагнетательную скважину /10/ она должна иметь герметичную эксплуатационную колонну, качественное цементное кольцо за колонной, исключающее заколонные перетоки, и исправную устьевую арматуру.

Таблица 5.6

Физико-химические свойства применяемых марок ПАА

Забой скважины должен быть чистым и иметь зумпф не менее 5 м, позволяющий проводить комплекс ГИС. По согласованию с НГДУ до и после работ по закачке ГОС в скважине проводятся ПГИС, включающие ГК, ЛМ, ТК, РГД, а также сняты КВД и ИД, позволяющие более полно оценить эффективность технологии.

Перед началом закачки производится замер приемистости скважины на трех режимах работы агрегата. По полученным данным замеров строится зависимость “приемистость – давление закачки”.

Приготовление ГОС осуществляется на специализированной установке по растворению ПАА и дозированию в готовый раствор непосредственно перед обработкой растворов сшивателя и ПАВа. В существующей инструкции по проведению закачек ГОС на основе ПАА /10/, принятой за основные правила по применению данного метода воздействия в ТПП “Когалымнефтегаз”, рекомендуются следующие объемы закачки и концентрации компонентов, которые приведены в таблице 12.

Порошкообразный ПАА растворяется в емкости установки непосредственно при работе на скважине. ПАА в расчетном количестве на объем емкости перемешивания (10 – 20 м³), исходя из концентрации 0,3 – 0,7 % загружают через загрузочный шнек, затем перемешивая готовят суспензию (время перемешивания 20 – 30 минут), после чего в емкость подается необходимый объем сшивателя и ПАВа, исходя из концентрации сшивателя 0,02 – 0,04 % (2 – 3 литра на 10 м³, концентрация сшивателя зависит от содержания в нем активного хрома, при содержании 10 – 12 % хрома – 0,02 %, а при 5 – 7 % хрома – 0,04 %) и ПАВа – 1,0 – 1,5 % (100 – 150 литров на 10 м³), весь объем раствора тщательно перемешивается в течение пяти минут и закачивается в скважину под заданным давлением с помощью насосного агрегата или насоса высокого давления на установке.

При наличии насосов с низким расходом и высоким давлением (12 – 16 МПа) ацетат хрома дозируется без разбавления непосредственно в поток закачиваемого полимерного раствора, возможна также и подача ПАВа аналогичным образом.

Закачку прекращают после падения приемистости на 50 % от первоначальной или до заданной приемистости согласно плана работ, а также в случае роста давления выше разрешенного давления закачки. При резком повышении давления в процессе закачки состава (свыше 30 %), закачка прекращается и производится закачка технической воды до снижения давления до величины не превышающего 10 – 15 % величины давления, имеющегося в начале цикла.

В случае повышенной приемистости нагнетательных скважин (500 – 1000 м³/сут) рекомендуется закачивать первые 100 м³ раствора с концентрацией ПАА 0,5 %, а последующий объем с концентрацией 0,7 %. По окончании закачки ГОС полимерный состав продавливают 20 – 30 м³ воды, скважину останавливают на реакцию на 12 – 24 часа и после этого пускают под закачку. В зимнее время для избежания замерзания коллектора, трубы от скважины до распределительной гребенки заполняются нефтью, на время остановки скважины на реакцию.

Таблица 5.7

Рекомендуемые объемы закачки и концентрации компонентов ГОС

Примечания:

1) после проведения 50 % объема закачки, при отсутствии роста давления, рекомендуется увеличить концентрацию полимера до 0,7 % а сшивателя до 0,2 %;

2) при резком повышении давления в процессе закачки композиции (более 30 %), закачка прекращается и продавливается технической водой до снижения давления не превышающего 10 – 15 % величины первоначального давления цикла; рекомендуемое соотношение полимера и сшивателя 9:1.