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

Методы полимерного заводнения

Полимерное заводнение заключается в добавлении полимера в воду для уменьшения ее подвижности. Получаемое увеличение вязкости, а также уменьшение проницаемости по водной фазе, которое происходит при использовании некоторых полимеров, является причиной более низкого отношения подвижностей.

Это уменьшение отношения подвижностей повышает эффективность заводнения за счет более высокого коэффициента охвата по объему и меньшей нефтенасыщенности в отмытой зоне. Минимальная остаточная нефтенасыщенность не уменьшается, хотя остающаяся после процесса вытеснения нефтенасыщенность уменьшается, приближаясь кr S2 как в обычном , так и в полимерном заводнении.

Более высокий коэффициент нефтеотдачи является экономическим стимулом

Для осуществления полимерного заводнения. Как правило, полимерное заводнение бывает экономически выгодным только в тех случая, когда отношение подвижностей при обычном заводнении высоко, неоднородность

Пласта большая или отмечается сочетание этих двух факторов.

Существует три способа применения полимеров в процессах добычи нефти:

1. При обработке призабойных зон для улучшения рабочих характеристик нагнетательных скважин или обводненных добывающих скважин за счет блокирования зон высокой проницаемости.

2. В качестве агентов, которые могут сшиваться в пласте, закупоривая зоны высокой проницаемости на глубине 1974.

Для осуществления этих процессов нужно, чтобы полимер закачивался с неорганическим катионом металла, который образует впоследствии поперечные связи между молекулами закачанного полимера и молекулами,

Уже связанными на поверхности пород.

3. В качестве агентов, снижающих подвижность воды или уменьшающих отношение подвижностей воды и нефти.

Первый способ не является истинным полимерным заводнением, т. к. в качестве агента, вытесняющего нефть, используется не полимер.

Отечественный и зарубежный опыт разработки нефтяных месторождений показывает

, что одним из наиболее эффективных методов повышения нефтеотдачи является полимерное заводнение с использованием водорастворимых полимеров на месторождениях РК. Эффективность применения технологии подтверждена результатами опытно-промышленныхиспытаний.

Назначение: снижение подвижности закачиваемой воды в виде загущенных полимерных растворов, частичная адсорбция полимера на породе и создании остаточного фактора сопро тивления, выравнивание фронта продвижения закачиваемого агента по площади заводнения и вертикальному разрезу продуктивного пласта, повышение коэффициента извлечения нефти.

Область применения:

терригенные и карбонатные коллекторы;
вязкость нефти - от 1 до 10000 мПа*с;
температура - ДО 120°;
проницаемость - не менее 10 мД
минерализация пластовых вод - не более 200 г/л.

Сущность технологии:

Закачка в пласт оторочки раствора полимера концентрацией от 0,03 до 0,2% в количестве от 30% до 100% парового объема пласта в зависимости от геологического строения залежи и вязкости нефти. Метод заключается в растворении в закачиваемой воде полимера с целью увеличения ее вязкости, для повышения степени охвата коллектора углеводородов процессом вытеснения.

Получаемое увеличение вязкости, а также увеличение проницаемости по водной фазе, которое происходит при использовании некоторых полимеров, является причиной более низкого отношения подвижностей нефти и воды. Уменьшение отношения подвижностей положительно влияет на коэффициент вытеснения и коэффициент охвата по объему.

Оборудование для закачки в 2-1О скважин

Подготовка и закачка полимерного раствора осуществляется с помощью специального оборудования, произведенного компанией SNF (Франция). Технологическая линия приготовления и закачки полимера размещается в двух состыкованных 40-футовых контейнерах.

Технологическое оборудование состоит из:

Бункер для приема и подачи полимера к аппарату PSU, вместимостью до 1500 кг сухого полимера.
Аппарат PSU, функции которого - предварительное смачивание, размельчение и окончательное смешивание с водой. Обеспечивает концентрацию вплоть до 15 ООО ppm. Производительность до 100 кг/ч.
Блок дозревания маточного раствора. Представляет собой 4-х секционную емкость, объемом 4мi. Каждая секция оснащена электромеханической мешалкой.
Дожимной насос для подачи приготовленного маточного раствора вузел закачки.
Узел закачки - два инжекционных насоса высокого давления, рассчитанных для закачки полимерного раствора в две скважины одновременно.
Азотная станция обеспечивает непрерывную подачу азота в процессе приготовления полимерного раствора.
Отсекдля хранения полимера в мешках по 25кг на полетах. Вместимость4тн.
Электрощитовая. Включает в себя силовое и низковольтное оборудование, преобразователи частоты, полный пакет КИПиА.
Операторская. Оснащено панелью управления электрикой и системой HMI (управление и контроль процессом приготовления и закачки).
Установка оснащена системой обнаружения пожара и газа.

2.6 Технология приготовления полимерного раствора для закачки в пласт

Полимерные растворы обычно применяют в виде оторочек размером 25-50 % от объема пор. Размер оторочки, тип полимера и его концентрация в растворе должны выбираться исходя из неоднородности пласта, микронеоднородности пористой среды и солевого состава пластовой воды.

При перемешивании полимерных растворов с пластовой водой происходит разрушение их структуры и снижение вязкости. В случае высокой минерализации воды концентрация полимера в растворе должна быть в 2-3 раза выше.

Давление для нагнетания для полимерного раствора всегда выше, чем при обычном заводнении, чтобы обеспечить необходимые или аналогичные темпы разработки, вследствие увеличения вязкости, вытесняющего агента и возникновения дополнительных фильтрационных сопротивлений. По этой причине полимерное заводнение может оказаться технически неосуществимым в слабопроницаемых пластах.

Термополимерное воздействие на залежь высоковязкой нефтив карбонатных коллекторах.

Технология термополимерного воздействия сочетает тепловое воздействие на пласт и полимерное заводнение. Осуществляется в 3 этапа: создается оторочка раствора полимера, затем теплоносителя, которые на заключительном этапе вытесняются ненагретой водой.

Термополимерное воздействие отличается от обычного полимерного заводнения тем, что раствор полимера предварительно нагревается на поверхности до температуры 90^оС, а затем нагнетается в пласт.

Нагрев полимерного раствора приводит к его частичной деструкции и потере свойств, приводящих к увеличению фильтрационных сопротивлений при движении его в пористой среде. Энергия, расходуемая на нагрев полимера тратится впустую, так как нагретый раствор поступает в пласт уже значительно остывшим из за больших потерь тепла при транспортировке его к забою скважины. При остывании в призабойной зоне пласта вязкость такого раствора может увеличиться на 1-2%.

В то же время, из за уменьшения скорости фильтрации в пласте по мере удаления от призабойной зоны в соответствии с законом радиальной фильтрации, кажущаяся вязкость раствора и его фактор сопротивления уже в нескольких десятках метров от скважины снижается примерно на 50% достигая показателей характерных для воды.

Учитывая деструкцию полимера при нагревании, которая добавляется к механической деструкции, а также биологическую деструкцию в пористой среде, это снижение эффективности полимерного раствора может достигать 80-100% в течении первых 6 месяцев. Технология защищена патентом и долгое время успешно применялась на месторождении Каражанбас (Казахстан).

Рисунок 1-Схема установки по подготовке и закачке полимерного раствора

Закачка NaOH
Полиакриламид (гель)
Раствор ПАА
Пресная вода
Закачка в скважину

1,2,3-распределительные пункты, 4-насосы,5-дозировочные насосы,6-емкость для NaOH, 7-накопительные емкости, 8-мерная емкость, 9-электронагреватель, 10, 11- фильтры тонкой и грубой очистки, 12-загрузочная емкость, 13-шнековый погрузчик, 14-бункер, 15-смеситель для геля,16-смеситель для порошка, 17-емкость для гелеобразного ПАА, 18-буферная емкость, 19-компрессор

Рисунок 2-Схема продвижения полимерного раствора

2.7 Полимеры для добычи нефти

Полимеры для добычи нефти серии FLOPAAM применяются в различных областях нефтяной промышленности для увеличения отдачи нефти, приготовления буровых растворов, укрепления стенок скважин, используются для увеличения нефтеотдачи пластов (УНО, Enhanced Oil Recovery; EOR) с целью контроля подвижности введенной воды. Заполнение полимера улучшает эффективность объемной очистки, уменьшает побочное каналообразование и потери, увеличивает добычу нефти и понижает стоимость добытой нефти.

Полимеры:

Полиакриламид (Гелеобразователь, структурообразователь):

Анионный (порошок, эмульсия, в.т.ч. БЕЗВОДНАЯ)
Катионный (порошок, дисперсия, эмульсия, в.т.ч. БЕЗВОДНАЯ)
Неионный (порошок, эмульсия)
Амфотерный (порошки, эмульсии, дисперсии, растворы)
Гидрофильный (эмульсия)
Гидрофобный (эмульсия)
Сшитый акрилатом Калия (порошок) Набухающий полимер/ Суперабсорбент
Сшиваемый солями металлов (порошок, эмульсия) для ОВП, ВПП, Ликвидации зон поглощения
Сульфонированный (порошок). Устойчив к t° до 120°С, кислотам, высокоминерализованной и морской воде, а так же Fe, сероводороду.
Ассоциированные полимеры (порошок). Cодержат одновременно и гидрофобные и гидрофильные компоненты.
Сополимеры акриламидо-третбутиловой сульфокислоты и акриламида
Полимеры акриламида/акриламидо-третбутиловой сульфокислоты/акриловой кислоты