Мікроемульсія для обробки привибійної зони пласта

Винахід відноситься до технології обробки продуктивних пластів поверхнево-активними речовинами (ПАР) і призначений для використання у нафтогазовидобувній промисловості. Відомі розчини для обробки привибійної зони, що містять 0,1-1% поверхнево-активної речовини як на водній, так і на вуглеводневій основі [Шерстнев Η.Μ. и др. Применение композиций ПАВ при эксплуатации скважин. - М: Недра, 1988. - 184с.]. Використання цих розчинів дозволяє збільшити витиснення залишкової нафти із привибійної зони, покращити відмиваючу здатність по відношенню до асфальтосмолопарафінистих відкладень, збільшити дебіт свердловини по нафті. Однак, відомі розчини ПАР мають недостатню витисну здатність і для її підвищення до максимальних значень концентрацію ПАР збільшують до 3-10%. Відомий також найбільш близький до винаходу, обраний як прототип, мікроміцелярний розчин, який включає суміш вуглеводню (газового конденсату), що містить 72-91% фракцій, які википають до температури 200°С з густиною 710-770кг/м 3, і води у співвідношенні (5-10)% та (90-95)% відповідно, оброблений після змішування акустичними коливаннями частотою 600-800Гц та постійним магнітним полем напруженістю (8-10)·104А/м [А.с. СРСР №1473169, В01F3/00, 1986]. Стабільність отриманого міцелярного розчину із розміром міцел 3-9мкм складає 44-83 годин на відміну від низької стабільності розчину, отриманого простим змішуванням води з газоконденсатом. Відомий розчин забезпечує покращення якості води, яку нагнітають у пласт для підтримання пластового тиску, що, тим самим, покращує результати заводнення продуктивного покладу. Однак, відомий мікроміцелярний розчин має деякі недоліки. По-перше, розчин має низькі нафтовитисні властивості, що не дозволяє використовувати його для обробки привибійної зони пласта. По-друге, мікроміцелярний розчин (мікроемульсія) забезпечує стабільність суміші взаємонерозчинних компонентів (вода та конденсат), протягом тільки 24-36 годин. Крім того, у суміші відсутні активні речовини, які здатні впливати на пластові флюїди або поверхню пласта. В основу винаходу покладено завдання одержати мікроемульсію для обробки привибійної зони пласта, яка за рахунок введення нових реагентів має високу нафтовитисну здатність і є стабільною, що забезпечить можливість проведення ефективної обробки у нафтонасичених продуктивних пластах. Завдання винаходу вирішується тим, що у мікроміцелярний розчин (мікроемульсію), що включає суміш вуглеводнів і води, оброблену акустичними коливаннями і магнітним полем, згідно з винаходом додатково вводять неіоногенні поверхнево-активні речовини на основі оксиетильованих продуктів та аніоноактивні поверхнево-активні речовини на основі сульфонатів при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: вуглеводень 4,5-10 неіоногенна поверхнево-активна речовина на основі оксиетильованих продуктів 0,2-5,0 аніоноактивна поверхнево-активна речовина на основі сульфонатів 0,1-2,0 вода решта, при цьому як вуглеводень використовують легкі вуглеводні з густиною до 820кг/м 3. Поверхнево-активні речовини додають у суміш в розчиненому стані, причому ПАР на основі суль фонатів розчиняють у воді, а на основі оксиетильованих продуктів - у вуглеводневій речовині. Як неіоногенну поверхнево-активну речовину на основі оксиетильованих продуктів використовують жиринокс або ріпокс, або неонол, або превоцел, або савенол, або барвоцел, а як аніоноактивну поверхнево-активну речовину на основі сульфонатів - Мирол або Пінол, або КНС, або синтетичні сульфонати то що. Запропонована мікроемульсія має покращену нафтовитисну здатність розчину при пониженій концентрації активної речовини, підвищену адсорбцію ПАР і, відповідно, її використання забезпечує технологічний ефект після обробки свердловини. Суттєвими відмінностями запропонованої мікроемульсії від відомої є: 1) розчин додатково містить суміш поверхнево-активної речовини на основі оксиетильованих продуктів при концентрації 0,2-5,0% та поверхнево-активної речовини на основі сульфонатів при концентрації 0,12,0%; 2) як вуглеводень використовують легкі вуглеводні з густиною до 820кг/м 3 - конденсат або гас, або вуглеводневий розчинник, або легку нафту та інші. Здійснення ефективної обробки у нафтонасичених продуктивних пластах запропонованою мікроемульсією пояснюється наступними чинниками. По-перше, на відміну від відомого розчину вуглеводень, що знаходиться в його складі, виконує позитивну роль, яка полягає в посиленні нафтовитисних властивостей та збільшенні адсорбції ПАР на поверхні породи. Так, основним завданням упроцесі створення відомого мікроміцелярного розчину було створення такої стабільної системи, яка при нагнітанні у пласт не створювала б додаткових опорів при фільтрації і тільки в пластових умовах призводила до збільшення градієнту тиску. Нагнітання відомого розчину у на фтонасичений пласт зростання дебіту свердловини не забезпечує, так як його основним компонентом є вода, а у складі розчину відсутні активні речовини. На відміну від відомого, запропонований мікроміцелярний розчин містить суміш поверхнево-активних речовин при концентрації 0,3-7%, що вже забезпечує можливість його використання для обробки привибійної зони продуктивного пласта. Але основною перевагою запропонованої мікроемульсії перед відомими є забезпечення високої ефективності по відношенню до нафтовитисних власти востей при застосуванні малих концентрацій поверхнево-активних речовин (до 2%). При цьому забезпечується як мінімум 50% витиснення залишкової нафти, що характерно для висококонцентрованих розчинів неіоногенних ПАР (біля 5%), тобто при збереженні технологічних показників забезпечується економія хімічних речовин, які в більшості випадків коштують достатньо дорого. Мікроемульсія, що утворюється в результаті змішування водної та вуглеводневої фази в присутності ПАР і подальшої обробки акустичними коливаннями та магнітним полем забезпечує витиснення залишкової нафти в межах 48-53% при використанні пінолу та 51-57% при використанні жириноксу (таблиця). Застосування кожного компоненту окремо або без обробки суміші акустичними коливаннями призводить до різкого зниження показників по витисненню. Наприклад, у випадку використання одного конденсату витиснення залишкової нафти складає лише 7,6%. Для 0,25% водного розчину жириноксу вказаний показник ще менший - 5,1%. Відома мікроемульсія, що включає тільки воду та конденсат і оброблена акустичним та магнітним полем, забезпечує незначне витиснення - тільки 3% від залишкової нафти. Встановлено, що для приготування запропонованої мікроемульсії та досягнення її стабільності важливу роль грає тип поверхнево-активної речовини, яку використовують. Наприклад, при використанні аніоноактивної ПАР на основі сульфонатів (нафтові суль фонати - Мирол, Пінол, КНС, синтетичні сульфонати) порядок приготування є наступним. Спочатку розчиняють аніонактивну ПАР у воді, а вже потім змішують її з вуглеводнем і подають у гідродинамічний пристрій з магнітом. Мікроемульсія, що утворюється на основі аніонактивних ПАР, є стабільною протягом максимум однієї доби. Через 24 години витримки така емульсія витискує лише 29,3% залишкової нафти, що на 23% менше від показника, характерного для свіжого розчину. Такі властивості розчину вимагають готувати мікроемульсію безпосередньо на присвердловинній ділянці і зразу ж нагнітати її у пласт. Додаткове введення 0,2-5% неіоногенної ПАР у розчин забезпечує підвищення стабільності мікроемульсії. Вказана кількість хоча і не забезпечує покращення нафтовитисних властивостей, але значно посилює стабільність розчину. У випадку неіоногенних ПАР на основі оксиетильованих продуктів (жиринокс, ріпокс та інші) порядок приготування мікроемульсії зовсім інший. Поверхнево-активну речовину спочатку розчиняють у вуглеводні, а вже потім змішують з водою і обробляють акустичними коливаннями і магнітним полем. При розчиненні жириноксу у воді з наступним змішуванням з вуглеводнем мікроемульсія, що утворюється, є нестабільною. Порівняно з аніонактивними ПАР застосування жириноксу забезпечує утворення мікроемульсії, що є більш стабільною у часі (до 10 діб). Так, витримка запропонованої мікроемульсії протягом семи днів призводить до втрати коефіцієнта витиснення залишкової нафти тільки на 2%. В той же час двотижнева витримка мікроемульсії призводить до втрати коефіцієнта на 20%. Такі властивості запропонованої мікроемульсії на основі жириноксу дозволяють готувати її як на присвердловинній ділянці, так і на базі підготовки завчасно за декілька діб до обробки. Крім жириноксу для приготування мікроемульсії можуть бути використані неіоногенні ПАР - ріпокс, неонол, превоцел, які також здатні розчинятись у вуглеводні. Тому для досягнення максимального ефекту від використання мікроемульсії використовують завжди суміш двох різних за класом поверхнево-активних речовин. Крім того для приготування мікроемульсії можуть бути використані такі неіоногенні ПАР як савенол або барвоцел, що являють собою водні розчини ПАР. В такому випадку розчинення подібних неіоногенних ПАР здійснюють у воді. Як вуглеводень для приготування мікроемульсії може бути використаний або конденсат, або гас, або нафта, або інший легкий вуглеводневий розчинник з густиною до 820кг/м 3. Перших два вуглеводневих розчинники мають перевагу, так як забезпечують запропонованій мікроемульсії максимальні показники по витисненню залишкової нафти. Легка нафта може бути використана тільки при відсутності конденсату, гасу або вуглеводневого розчинника, так як при її застосуванні дещо погіршуються показники по витисненню (на 5-15%). Приклад 1. 0,2г (0,2мас.%) жириноксу розчиняють у 4,5г (4,5мас.%) конденсату з густиною 742кг/м 3. Паралельно у 95,2г (95,2мас.%) води розчиняють 0,1г (0,1мас.%) сульфонату Мирол. Перемішування здійснюють до утворення однорідної системи. Після цього суміш 4,7г конденсатного розчину жириноксу та 95,3г розчину Миролу подають у гідродинамічний пристрій з магнітом, в якому при частоті коливань 650720Гц відбувається утворення міцел малого розміру. Приклад 2. 1г (1мас.%) ріпоксу розчиняють у 9г (9мас.%) легкої нафти з густиною 790кг/м 3. Паралельно у 89г (89мас.%) води розчиняють 1г (1мас.%) сульфонату КНС. Перемішування здійснюють до утворення однорідної суміші. Після цього суміш 10г 5% розчину ріпоксу на легкій нафті та 90г розчину КНС подають у гідродинамічний пристрій з магнітом, в якому при частоті коливань 650-720Гц відбувається утворення міцел малого розміру. Приклад 3. 2г (2мас.%) пінолу розчиняють у 83г (83мас.%) води. 5г (5мас.%) ріпоксу розчиняють у 10г (10мас.%) конденсату. Після цього 85г розчину пінолу та 15г конденсатного розчину ріпоксу подають у гідродинамічний пристрій з магнітом. Технологія використання мікроемульсії при обробці привибійної зони полягає в його нагнітанні у продуктивний пласт із розрахунку 0,1-5м 3 на один метр ефективної товщини. Після цього розчин витримують у пласті не менше 24 годин, після чого свердловину освоюють. Таблиця Нафтовитисна здатність відомих та запропонованих розчинів для умов Долинського нафтового родовища Склад мікроемульсії (вміст, %) Водна фаза Вуглеводна фаза Конденсат Вода Конденсат (10%) Вода+жиринокс (0,25%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Коефіцієнт витисненння нафти, % Розчином Від залишкової Водою Кінцевий емульсії нафти 53,5 3,5 57,0 7,6 52,8 1,4 54,2 3,0 62,5 1,9 64,4 5,1 54,6 22,8 77,4 50,3 Після витримування 5 годин 54,3 23,6 77,9 51,6 Після витримування 1 добу 58,0 20,5 78,5 48,9 Після витримування 2 доби 56,9 21,1 78,0 49,0 Після витримування 3 добу 57,3 Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (10%)+жиринокс (0,5%) Вода Конденсат (5%)+жиринокс (0,25%) Вода Конденсат (5%)+жиринокс (0,25%) Вода Вода Вода+пінол (1%) Гас (10%)+жиринокс (0,5%) Гас (10%)+ріпокс (0,5%) Конденсат (6%) Вода+пінол (1%) Конденсат (6%) 59,8 53,8 57,0 51,4 56 55,5 61,7 58,0 22,6 79,9 52,8 Після витримування 7 діб 19,6 79,4 48,8 Після витримування 14 діб 13,8 67,6 29,9 24,5 81,5 57,0 Після витримування 18 діб 11,3 62,7 26,1 22,4 78,4 50,9 13,3 68,8 29,8 20,0 81,7 52,2 Після витримування 1 добу 12,3 70,0 29,3