Метод повышения нефтеотдачи обводненных пластов по технологии применения НКПС-М

Актуальность работы выражается в том, что технология НКПС-М предназначена для улучшения показателей разработки нефтяных месторождений за счёт увеличения охвата пласта и коэффициента вытеснения. Данная технология выполняется согласно следующим документам: РД №153-39.0-872-14 «Инструкция по усовершенствованной технологии закачки низко концентрированных полимерных составов для условий низкой приёмистости скважин (технология НКПС-М)», РД №153-39.1-527-07, патент №2485301.

Воздействие на пластовую систему осуществляется путём одновременной или последовательной закачки растворов полимеров и ПАВ.

Для осуществления технологического процесса закачки применяется стандартное оборудование с использованием существующей системы воздействия на продуктивный пласт.

Технологию рекомендуется применять на любой стадии разработки нефтяных месторождений с неоднородными по проницаемости коллекторами.

Технологический процесс (ТП) заключается в одновременной или последовательной закачке в пласт водных растворов эфиров целлюлозы и неионогенных или комплексных ПАВ.

В ТП используются водорастворимые полимерные реагенты из класса эфиров целлюлозы, подразделяющиеся на такие группы как натрий-карбоксиметилцеллюлоза или полианионная целлюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, растворы которых имеют высокие фильтрационные характеристики, что позволяет выравнивать фронт вытеснения закачиваемого агента и увеличивать охват пласта.

Закачка растворов ПАВ улучшает процессы вытеснения нефти за счёт увеличения гидрофильности поверхности пород и снижения межфазного натяжения в системе «вода-нефть-порода».

Технология НКПС-М осуществляется в двух вариантах в зависимости от приѐмистости нагнетательной скважины:

а) первый вариант − при приѐмистости нагнетательной скважины от 80 до 150 м^3/сут при давлении, составляющем не более 75 % от давления на водоводе;

б) второй вариант − при приѐмистости нагнетательной скважины от 150 до 200 м³/сут при давлении, составляющем не более 75 % от давления на водоводе.

Технология реализуется на нагнетательных скважинах с пониженной приёмистостью, находящихся под закачкой минерализованных (сточных) или пресных вод.

Объект разработки – обводнённые терригенные или карбонатные коллектора порового или трещиновато-порового типа, имеющие послойную и зональную неоднородность в разрезе пласта.

Для реализации ТП выбранный участок должен отвечать следующим требованиям:

- система разработки – внутриконтурное заводнение;

- наличие гидродинамической связи между нагнетательной и добывающими скважинами участка;

- соотношение нагнетательных и добывающих скважин на участке воздействия не менее 1:2;

- толщина продуктивного пласта – не регламентируется;

- среднее содержание воды в продукции добывающих скважин участка воздействия не более 98 %.

Скважина, предназначенная для реализации ТП, должна иметь герметичную эксплуатационную колонну, исправную устьевую арматуру, зумпф, позволяющий проводить комплекс промысловых геофизических исследований, наличие заколонных перетоков не допускается.

Непосредственно перед началом работ (но не позднее, чем за сутки) скважина должна быть подключена под закачку воды с целью выхода на установившийся режим работы, что позволит получить объективные данные по приемистости скважины до воздействия технологии.

Выбор участка воздействия для технологии осуществляется геологической службой НГДУ совместно с разработчиками технологии исходя из геолого-промысловых данных объектов и критериев применимости технологии.

В основу ТП положено дискретное введение в продуктивный пласт водных дисперсий АФ9-6 в виде двух оторочек с увеличением их объема, в каждой из которых предусмотрено ступенчатое изменение концентрации.

В первой оторочке ступенчатое изменение концентрации АФ9-6 осуществляют с понижением концентрации, а во второй оторочке – с повышением концентрации, причем повышенные и пониженные концентрации выдерживают равнозначными.

Кроме того, пониженные концентрации выбирают таким образом, чтобы вязкость исходной водной дисперсии АФ9-6 была бы не менее вязкости нефти в пластовых условиях.

Объемы водной дисперсии АФ9-6 с повышенной концентрацией (10,0 % ± 2,0 %) в каждой из двух оторочек должны составлять одну треть от объема соответствующей оторочки, а объемы водной дисперсии АФ9-6 с пониженной концентрацией (3,0 % ± 2,0 %) – две трети от объема соответствующей оторочки.

Приготовление водной дисперсии АФ9-6 повышенной концентрации должно быть осуществлено с использованием воды плотностью не менее 1,12 г/см³.

Концентрация раствора ПАВ в оторочках должна быть не менее 1 % и не более 12 %. Приготовление водного раствора ПАВ необходимой концентрации может быть осуществлено как в условиях баз производственного обслуживания, так и промысловых условиях.

Объем оторочек определяется геометрическими размерами и пористостью участка основного эксплуатационного объекта, локализованного для реализации ТП.

Суммарный (общий) объем водной дисперсии АФ9-6 должен быть не менее 0,5 % и не более 1,0 % объема порового пространства, выбранного для реализации ТП участка.

Участок, выбранный для реализации ТП, должен разрабатываться в режиме стационарного или циклического заводнения и содержать, как минимум, одну добывающую скважину, имеющую гидродинамическую связь с нагнетательной скважиной.

Вытесняющим агентом может быть пресная, сточная или пластовая вода.

При работе нагнетательной скважины в циклическом режиме ТП в части реализации мероприятий по приготовлению и закачке водного раствора ПАВ осуществляют на стадии завершения цикла закачки вытесняющего агента.

При работе нагнетательной скважины в стационарном режиме закачки вытесняющего агента должна быть предусмотрена технологическая выдержка для реализации процесса капиллярной пропитки пористой среды раствором ПАВ.

Технологическую выдержку осуществляют в течение 5-10 сут после размещения каждой оторочки в призабойной зоне продуктивного пласта.

ТП не требует изменения текущего состояния системы ППД и не предусматривает специальных требований к оборудованию нагнетательной скважины.

ТП реализуют без привлечения бригад ПРС или КРС.

В пластовых условиях при контакте водной дисперсии АФ9-6 с остаточной нефтью происходит массоперенос из водной фазы в нефтяную фазу полимергомологов с низкой степенью оксиэтилирования и образование на их границе промежуточного слоя, так называемой средней фазы.

Этот слой имеет низкое межфазное натяжение (менее 0,1 мН/м) на границе как с нефтью, так и с водой, что приводит к переходу части остаточной нефти в подвижное состояние путем формирования вала микроэмульсии, содержащей сравнительно небольшое количество нефти.

Вал микроэмульсии при движении по пласту контактирует с остаточной нефтью и водой и образует множественную эмульсию, которая при повышении содержания в ней нефти превращается в обратную высоковязкую эмульсию, переходящую в определенных условиях в гель.

Водные дисперсии АФ9-6 могут резко увеличить фильтрационное сопротивление в промытых водой пропластках или участках продуктивного пласта и тем самым обеспечить увеличение охвата пласта вытеснением.

В совокупности с адсорбцией и механическим задерживанием АФ9-6 породой пласта это приводит к снижению подвижности вытесняющего агента, увеличению его кажущейся вязкости и тем самым обеспечивает значительный по величине и длительный во времени фактор сопротивления.

Добавка АФ9-6 в воду снижает межфазное натяжение воды на границе с нефтью.

При низком межфазном натяжении капли нефти легко деформируются, благодаря чему уменьшается работа, необходимая для проталкивания их через сужения пор, что увеличивает скорость их перемещения в пласте.

Добавка АФ9-6 в воду уменьшает краевые углы избирательного смачивания, т.е. увеличивает смачиваемость породы водой. Уменьшение краевых углов в совокупности со снижением межфазного натяжения приводит к сильному (в 6-10 раз) ослаблению энергии связи нефти с поверхностью породы.

Адсорбируясь на поверхности раздела нефти с водой и вытесняя активные компоненты нефти, создающие на поверхности раздела фаз слои с высокой прочностью, АФ9-6 облегчает деформацию менисков в порах – капиллярах пласта. Все это увеличивает глубину и скорость капиллярного впитывания воды в нефтенасыщенную породу.

АФ9-6 адсорбируется на структурообразующих компонентах нефти (асфальтенах или парафинах) и ослабляют взаимодействие между ними, что ведет к существенному снижению вязкости нефти.

Технологическая выдержка концентрированного раствора АФ9-6 в призабойной зоне продуктивного пласта обеспечивает более полное протекание процессов адсорбции, капиллярной пропитки, перераспределения АФ9-6 между водой и нефтью, что приводит к более равномерному вытеснению нефти и выравниванию фронта вытеснения.

 Данную технологию можно считать успешной для применения в высоко обводнённых зонах с целью перераспределения потока и снижения обводненности продукции.

Выводы: в настоящее время месторождения в ПАО "Татнефть" находятся на поздней стадии разработки, которая характеризуется постепенным увеличением обводненности пластов. Повышение процента воды в добываемой продукции происходит в результате следующих причин: обводнение закачиваемой водой (в карбонатных коллектор следствие прорыва воды), обводнение пластовой водой. Это является результатом снижения добычи нефти. Поэтому возникает необходимость в применении эффективных технологий, позволяющих снизить обводненность добываемой продукции.

НКПС-М является высокоэффективным способом интенсификации добычи нефти и увеличения коэффициента нефтеизвлечения слабопроницаемых коллекторов с низкой продуктивностью. В ТП используют маслорастворимое поверхностно-активное вещество Неонол АФ9-6, водные дисперсии которого при определенных условиях обладают следующими потенциальными возможностями:

-улучшение вытеснения нефти за счет повышения нефтеотмывающих свойств вытесняющего агента;

-за счет широкого спектра реологических свойств возможно достижение эффектов блокирования наиболее проницаемых зон продуктивного пласта и выравнивания вязкостной неоднородности нефти и вытесняющего агента в пластовых условиях.

Для успешного проведения технологии одним из важнейших условий является правильный подбор скважин-кандидатов, техники, оборудования и материалов для проведения технологии.