Файл: В данной работе рассматриваются новые технологии интенсификации притока продукции к забоям скважины.doc

• 
  Терполимеры акриламида, акриламидо-третбутиловой сульфокислоты и N-винилпирролидона
  ПолиДАДМАХ (порошок, жидкость)
  Акрилат Na
  - Анионный (порошок)
  

- Сульфонированный (порошок) - Термостойкий (до 260°С), устойчив к высокоминерализованной и морской воде.
- Таннин

- Коагулянт

- Разжижитель высокотемпературный

---

Порошок полиакриламида

Стандартный полиакриламид SNF для УНО – это серия FLOPAAM S(твердый). Молекулярный вес варьируется от <2 миллиона до 22 миллионов Дальтон; анионный заряд - от 0 до 100%. Молекулярный вес также зависит от степени гидролиза (максимальный молекулярный вес достигает приблизительно 40 мол.%). Они доступны в виде сухих порошков и в форме эмульсии.

Химическая структура полиакриламида:

Частично гидролизованный полиакриламид (ЧГПАА, HPAM) используется для управления подвижностью полимерного потока с 1960 г. Это – синтетические линейные полимеры из гидролизованных мономеров акриламида. Молекулы – гибкие цепочечные структуры, сплетённые в неупорядоченные ветви, являющиеся также полиэлектролитом, взаимодействующим с ионами в растворе.

Эмульсия полиакриламида

SNF выпускает полиакриламид в форме эмульсий, имеющих те же химические свойства, что и порошок. Этот полимер известен под названием серии FLOPAAM E.

Эмульсии полиакриламида – это дисперсии, также именуемые суспензиями, гидрогелем водорастворимого полимера в масле. Это двухфазные гетерогенные системы, содержащие несколько компонентов. Гидратированный полимер находится в виде микрошариков диаметром 1мкм. Эти микрошарики диспергированы в масле и стабилизированы ПАВ.

Хотя большинство полимерных заполнителей используют сухие полимерные порошки, есть области специфических условий, в которых необходимо использовать эмульсии полимеров. Полимерные заполнители (например, используемые для прибрежных платформ) в виде эмульсий полимеров могут быть более предпочтительны из-за трубопроводов, замкнутых циклов перемешивания, простоты управления и логистики. Эмульсии полимеров SNF для УНО доступны в 30% или 50% системах по активному компоненту. Их просто использовать в полевых условиях при смешивании в трубопроводах.

Обращение эмульсий в полевых условиях просто и быстро. В зависимости от качества разбавляющей воды эмульсионный разрушитель может быть добавлен в полевых условиях или включен в нефтяную фазу эмульсии (самоинверсия). Для большинства УНО применений FLOPAAM эмульсии применимы, как самообратимые, завершенные системы, с обращающим ПАВ, включенным в процессе производства.

---

Порошковый сульфированный полиакриламид

"Стандартные" полиакриламиды SNF имеют лучшую термическую устойчивость, чем ранее (до 90°C), благодаря добавлению антиоксидантов в процессе производства. При повышенных температурах (до 120°C) требуется сульфированные полиакриламиды.

Это – сополимеры акриламида и акриламидопропилсульфоновой кислоты. В дополнение к термической устойчивости, они более стабильны к двухвалентным ионам металлов, таким как Ca2+ и Mg2+, присутствующим в сильных рассолах и морской воде. И хотя молекулярный вес этих полимеров не так велик, как у FLOPAAM серии, но и он может достигать 14 млн. дальтон. Они также менее адсорбируемы, чем гидролизованные полиакриламиды.

Структура сульфированного полимера

2.8 Расчет подвижности воды до и после фильтрации раствора полимера
Полимерный раствор обладает свойствами неньютоновских жидкостей: пропускная способность пористой среды для водного раствора полимера уменьшается гораздо сильнее, чем увеличивается его вязкость по сравнению с водой. Это явление характеризуется «фактором сопротивления» К и описывается отношением коэффициента подвижности для воды к коэффициенту подвижности полимерного раствора:

Возникновение «остаточного сопротивления» объясняется адсорбцией полимера в пористых средах и проявляется даже после полного вытеснения из них раствора полимера.

Полимерный раствор обладает свойствами неньютоновских жидкостей: пропускная способность пористой среды для водного раствора полимера уменьшается гораздо сильнее, чем увеличивается его вязкость по сравнению с водой. Это явление характеризуется «фактором сопротивления» К и описывается отношением коэффициента подвижности для воды к коэффициенту подвижности полимерного раствора:

 , (2.1)

где   и   , kВ, kП - соответственно вязкость и проницаемость для растворителя (воды) и полимера.

Другой важнейшей характеристикой полимерного раствора является «остаточный фактор сопротивления» Rост, определяемый как отношение подвижности воды до и после фильтрации раствора полимера в пористой среде, т. е.

---

 (2)

где кв и кпв - соответственно коэффициенты проницаемости пористой среды для воды до и после фильтрации раствора полимера, мкм2;   и ?пв - соответственно вязкости для воды до и после фильтрации раствора, мПа*с,

При концентрациях полимера 0,5-1,0% вязкость раствора мало зависит от его минерализации. В качестве примера на рис.2.1.2 приведен график зависимости вязкости раствора ПАА от концентрации полимера (измерения проведены с помощью стандартных капиллярных вискозиметров и поэтому значения вязкости условные



Рис.3-Зависимость условной вязкости раствора ПАА от концентрации полимера (по данным КазНИГРИ):

1 - в дистиллированной воде при t = 30 0C; 2 - в пластовой воде месторождения Каражанбас при t=30 С (концентрация ионов Na, Ca и Mg 1,40 г на 100 г воды)

Эффективность использования водорастворимых полимеров и композиций на их основе зависит как от геолого-физических характеристик продуктивных пластов и оптимальности технологических решений при закачке растворов, так и от свойств полимера и других соответствующих закачиваемых в пласт систем. Существенно влияют на свойства полимеров в пластовых условиях температура, состав пластовых вод, сдвиговое напряжение, бактериальное воздействие, как правило, приводящие к ухудшению эксплуатационных свойств закачиваемых растворов.

В настоящее время разработаны и успешно применяются следующие основные технологии увеличения нефтеотдачи пластов с использованием полимеров:

1) закачка индивидуальных растворов полимера (полимерное заводнение);

2) воздействие на пласт с использованием «сшитых» полимеров;

3) полимерное заводнение в сочетании с вязкоупругими составами (ВУС);

4) воздействие на призабойную зону пласта ВУС;

5) полимерное заводнение в сочетании с другими физико-химическими методами.

Зная проницаемость пропластков неоднородного пласта и определив экспериментально факторы сопротивления, обеспечиваемые в каждом пропластке раствором полимера полученной концентрации, можно определить количество полимера, необходимое для выравнивания профиля приемистости, по методике

GПАА=С0*VПАА, (3)

Здесь GПАА - количество полимера; С0 - концентрация раствора полимера, т/м3; VПАА - объем оторочки раствора полимера, необходимой для закачки, м3.

---

Объем оторочки VПАА определяется из следующего соотношения:

  (2.2)
где i = 1,2….., n – номера пропластков в порядке возрастания проницаемостей; rn – радиус (зоны) высокопроницаемого слоя, в пределах которой происходит замещение пластовых жидкостей раствором полимера, принимается равным толщине пласта, м; R1, Rn - факторы сопротивления i - го и n - го прослоев соответственно; kj kn – проницаемость i - го и n - го слоев соответственно, мкм2; hi - толщина i - го прослоя, м; mi - пористость i - го прослоя, доли единицы.

Из всех использованных водорастворимых синтетических полимеров широко применяются полимеры на основе полиакриламида (ПАА). Установлено, что оптимальное содержание полимера в растворе составляет от 0,01 до 0,15 %; при этом оптимальный объем оторочек достигает 20-40 % от объема пор пласта.

Результаты анализа эффективности обычного полимерного заводнения показывают, что область применения его, как и других методов повышения нефтеотдачи пластов, ограничивается обводненностью добываемой жидкости, равной 60-70% и обусловленной, как правило, образованием в продуктивном пласте промытых высокопроницаемых зон. В этих условиях фильтрационное сопротивление пористой среды при обработке полимером практически не изменяется. Этим объясняется более эффективное применение полимерного заводнения на более ранней стадии разработки нефтяных месторождений.

Следует отметить, что с повышением температуры пласта более 70 °С происходят разрушение молекул полимеров и снижение эффективности его применения для повышения нефтеотдачи пластов. При коэффициенте проницаемости пласта менее 0,1 мкм2 процесс полимерного заводнения трудно реализуем, так как размеры молекул раствора больше размеров пор и происходит либо его кольматация в призабойной зоне, либо механическое разрушение молекул полимера.

В условиях повышенной солености пластовых вод и содержания солей кальция и магния водные растворы наиболее доступных полимеров становятся неустойчивыми, нарушается их структура и пропадает эффект загущения воды, а более устойчивые полимеры биологического происхождения пока практически недоступны.

3. Экономическая часть

3.1 Технико-экономическое планирование
Эффективность технологии полимерного заводнения

---