RU2114991C1

RU2114991C1 - Method for isolation of brine water inflow

Info

Publication number: RU2114991C1
Application number: RU96122722A
Authority: RU
Inventors: В.В. Мазаев; С.В. Гусев; Я.Г. Коваль; И.В. Шпуров; С.В. Абатуров; А.А. Ручкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Тюмень-Технология"; Акционерное общество открытого типа Нефтяная компания "ПАРИТЕТ"
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: this relates to isolation of brine water inflow in development of oil deposits by flooding. According to method, initially injected is 3-20% solution of muriatic acid salt, into which preliminarily introduced is 20-60% of calcium chloride from equivalent amount, also introduced is equivalent with respect to solution of muriatic acid salt solution of sodium silicate of 5-40% concentration. After that, injected is solution which contains remaining amount of calcium chloride. Application of aforesaid method allows for creation in water-washed intervals of bed of stable substantial sediment which prevents breakthrough of brine and injected water and thus allows for involving in development stagnant and poorly drained zones of bed. EFFECT: higher efficiency. 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для изоляции притока пластовых вод в скважинах при разработке нефтяных месторождений заводнением с целью увеличения нефтеотдачи пластов. The invention relates to the oil industry and can be used to isolate the influx of formation water in wells during the development of oil fields by water flooding in order to increase oil recovery.

Известен способ изоляции притока пластовых вод, включающий последовательную закачку в пласт двух изоляционных составов, взаимодействующих с образованием закупоривающего осадка [1]. A known method of isolating the influx of formation water, including the sequential injection into the reservoir of two insulating compositions that interact with the formation of an obstruction sediment [1].

Недостатком способа является необходимость закачки больших объемов составов и их интенсивное смешение для образования стойкой эмульсии. Способ малоэффективен при использовании на трещиноватых коллекторах. The disadvantage of this method is the need to download large volumes of compositions and their intensive mixing to form a stable emulsion. The method is ineffective when used on fractured reservoirs.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является способ изоляции притока пластовых вод, включающий последовательную закачку равных объемов водных растворов хлористого кальция и соли серной кислоты, содержащих эквивалентные количества гипсообразующих ионов [2]. В качестве раствора соли серной кислоты используют раствор 6-10%-ной концентрации, дополнительно содержащий триполифосфат натрия. Способ обеспечивает полное и равномерное смешение реагирующих растворов и способствует одновременному выделению осадка гипса в обрабатываемой зоне. The closest technical solution, taken as a prototype, is a method of isolating the influx of formation water, including sequential injection of equal volumes of aqueous solutions of calcium chloride and sulfuric acid salts containing equivalent amounts of gypsum-forming ions [2]. As a solution of the sulfuric acid salt, a solution of 6-10% concentration is used, additionally containing sodium tripolyphosphate. The method provides a complete and uniform mixing of the reacting solutions and contributes to the simultaneous release of gypsum sediment in the treated area.

Основным недостатком способа является низкая эффективность при использовании на высокопроницаемых и трещиноватых коллекторах, обусловленная малым объемом образующегося осадка и его высокой подвижностью. Кроме того, изолирующее действие способа в значительной мере зависит от минирализации пластовой воды и ее состава, что может вызвать преждевременное растворение осадка. The main disadvantage of this method is the low efficiency when used on highly permeable and fractured reservoirs, due to the small volume of the formed sediment and its high mobility. In addition, the insulating effect of the method largely depends on the mineralization of formation water and its composition, which can cause premature dissolution of the sediment.

Задачей предлагаемого изобретения является создание в водопромытых интервалах пласта устойчивого объемного осадка, препятствующего прорыву пластовых и нагнетательных вод, и подключение за счет этого в разработку застойных и слабодренируемых зон пласта. The objective of the invention is the creation in water-washed intervals of the formation of a stable volumetric sediment that prevents the breakthrough of formation and injection water, and connection due to this in the development of stagnant and slightly drained zones of the formation.

Поставленная задача решается путем закачки в пласт растворов соли серной кислоты и хлористого кальция, содержащих эквивалентные количества гипсообразующих ионов. Причем в осадкообразующий состав содержащей соль серной кислоты дополнительно вводят часть хлористого кальция от эквивалентного количества и раствор силиката натрия. The problem is solved by injecting into the reservoir solutions of sulfuric acid and calcium chloride containing equivalent amounts of gypsum-forming ions. Moreover, a part of calcium chloride from an equivalent amount and a solution of sodium silicate are additionally introduced into the precipitating composition containing sulfuric acid salt.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. The essence of the invention is as follows.

В результате указанной процедуры в растворе соли серной кислоты первоначально выделяется некоторое количество сульфата кальция, частицы которого становятся центрами гелеобразования после добавления раствора силиката натрия. Приготовленный таким образом состав закачивают в пласт. As a result of this procedure, a certain amount of calcium sulfate is initially released in the sulfuric acid salt solution, the particles of which become gelling centers after the addition of sodium silicate solution. Thus prepared composition is pumped into the reservoir.

Последующая закачка оставшегося количества хлористого кальция за счет взаимодействия CaCl₂ с непрореагировавшей частью соли серной кислоты и силикатом натрия ускоряет процесс гелеобразования и способствует упрочнению геля кремниевой кислоты.Subsequent injection of the remaining amount of calcium chloride due to the interaction of CaCl ₂ with the unreacted part of the sulfuric acid salt and sodium silicate accelerates the gelation process and helps to strengthen the gel of silicic acid.

Существенными отличительными признаками разработанного способа являются:
1. Первоначальное закачивание раствора соли серной кислоты 3-20%-ной концентрации. Это способствует более эффективному взаимодействию реагирующих растворов в объеме пласта и предотвращает размывание осадка, благодаря лучшей фильтруемости второго раствора и малой адсорбции хлористого кальция на поверхность породы.Salient features of the developed method are:
1. Initial injection of a solution of sulfuric acid salt of 3-20% concentration. This contributes to a more efficient interaction of reacting solutions in the reservoir volume and prevents sediment erosion due to better filterability of the second solution and low adsorption of calcium chloride on the rock surface.

2. Предварительное введение в раствор соли серной кислоты 20-60%-ного хлористого кальция от планируемого (рассчитывается с учетом эквивалентных количеств гипсообразующих ионов) и равного по отношению к раствору соли серной кислоты объема раствора силиката натрия 5-40%-ной концентрации. Это обеспечивает образование некоторого количества осадка сульфата кальция, частицы которого после введения раствора силиката натрия становятся центрами гелеобразования и способствуют упрочнению геля. В конечном счете формируется объемный, гелеобразный осадок, структурированный частицами кристаллического сульфата кальция. 2. Preliminary introduction of 20-60% calcium chloride into the solution of sulfuric acid salt from the planned one (calculated taking into account the equivalent amounts of gypsum-forming ions) and equal to 5–40% concentration of sodium silicate solution in relation to the sulfuric acid solution. This ensures the formation of a certain amount of precipitate of calcium sulfate, particles of which, after the introduction of a solution of sodium silicate, become centers of gelation and contribute to gel hardening. Ultimately, a voluminous, gel-like precipitate is formed, structured by particles of crystalline calcium sulfate.

3. Концентрационные пределы и соотношение компонентов в используемых растворах. 3. Concentration limits and the ratio of components in the solutions used.

Предлагаемые составы растворов в рамках разработанной процедуры позволяют регулировать процесс гелеобразования в пласте и обеспечивают эффективную изоляцию притока пластовых вод. The proposed composition of the solutions within the framework of the developed procedure allows you to adjust the gelation process in the reservoir and provide effective isolation of the influx of formation water.

Для реализации разработанного способа используют реагенты и вещества отечественного производства :
- соли серной кислоты: сульфат натрия, сульфат аммония и др.To implement the developed method using reagents and substances of domestic production:
- sulfuric acid salts: sodium sulfate, ammonium sulfate, etc.

- кальций хлористый;
- концентрированный раствор силиката натрия (жидкое стекло), метасиликат натрия.- calcium chloride;
- concentrated sodium silicate solution (water glass), sodium metasilicate.

Эффективность разработанного и известного способов исследовали в лабораторных условиях путем оценки их изолирующего действия и влияния на процесс фильтрации жидкости, прокачиваемой через нефтесодержащую неоднородную модель пласта. The effectiveness of the developed and known methods was investigated in laboratory conditions by evaluating their insulating effect and the effect on the filtration process of the fluid pumped through an oily heterogeneous reservoir model.

Оценку эффективности проводили по изменению скоростей фильтрации через высокопроницаемый и низкопроницаемый пропластки и по приросту коэффициентов нефтевытеснения. Efficiency assessment was carried out by changing the filtration rates through a highly permeable and low permeability interlayers and by an increase in oil displacement coefficients.

Исследования нефтевытесняющих свойств и процессов фильтрации жидкостей проводили на установке, сконструированной на базе стандартной установки типа УИПК. Установка позволяет поддерживать необходимые давление и температуру, а также контролировать расход воды и нефти, фильтрующихся через модель пласта. Investigations of oil-displacing properties and liquid filtration processes were carried out on a facility designed on the basis of a standard unit such as UIPK. The installation allows you to maintain the necessary pressure and temperature, as well as to control the flow of water and oil, filtered through the reservoir model.

В качестве модели пласта использовали две стальные колонки длиной 60 см и диаметром 3,7 см, заполненные дезинтегрированным керном и имитирующие пропластки и интервалы различной проницаемости Самотлорского месторождения Западной Сибири. Two steel columns 60 cm long and 3.7 cm in diameter, filled with disintegrated core and simulating interlayers and intervals of different permeability of the Samotlor field in Western Siberia, were used as a reservoir model.

Проницаемость колонок варьировалась от 600 до 12300 мД, соотношение проницаемостей в модели составляло 4,2-10,7. Подготовку модели пласта и жидкостей к экспериментам проводили в соответствии с СПТ 0148070-013-91 " Методика проведения лабораторных исследований по вытеснению нефти реагентами ". The permeability of the columns ranged from 600 to 12300 mD, the permeability ratio in the model was 4.2-10.7. Preparation of the reservoir model and the fluids for the experiments was carried out in accordance with SPT 0148070-013-91 "Methodology for laboratory studies on the displacement of oil by reagents."

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующим примером. The invention is illustrated by the following example.

Пример. Определение эффективности перераспределения фильтрационных потоков и коэффициентов нефтевытеснения. Example. Determination of the efficiency of redistribution of filtration flows and oil displacement factors.

Готовят раствор соли серной кислоты. Например, берут 5 г сульфата натрия и помещают в стакан объемом 200 мл. Затем приливают 45 мл воды и перемешивают. Получают раствор 10%-ной концентрации. Далее к раствору соли добавляют 1,9 г хлористого кальция, что составляет 50% от эквивалентного и перемешивают повторно до образования однородного белого осадка сульфата кальция. Далее к суспензии приливают 50 мл 20%-ного раствора жидкого стекла и вновь перемешивают. Получают раствор (N 3, табл. 1), содержащий соль серной кислоты, сульфат кальция и силикат натрия, который используют для изоляции водопромытого пропластка. A solution of sulfuric acid salt is prepared. For example, take 5 g of sodium sulfate and place in a glass of 200 ml. Then pour 45 ml of water and mix. A solution of 10% concentration is obtained. Next, 1.9 g of calcium chloride, which is 50% of the equivalent, is added to the salt solution and mixed repeatedly until a uniform white precipitate of calcium sulfate forms. Next, 50 ml of a 20% aqueous glass solution are added to the suspension and mixed again. Get a solution (N 3, table. 1) containing a salt of sulfuric acid, calcium sulfate and sodium silicate, which is used to isolate the water-washed layer.

Модель пласта насыщают водой с общей минерализацией 18 г/л, а затем нефтью Самотлорского месторождения. Далее колонки термостатируют при пластовой температуре и вытесняют нефть минерализованной водой до 100%-ного обводнения извлекаемой жидкости. По окончании замеряют соотношение скоростей фильтрации жидкости через пропластки, давление в системе и рассчитывают коэффициенты вытеснения нефти водой. Затем в модель последовательно закачивают приготовленный раствор соли серной кислоты в объеме 20% V_пор и раствор хлористого кальция объемом 10% V_пор, содержащий остаток от эквивалентного количества соли - 1,9 г. Далее качают минерализованную воду до прекращения выделения нефти. Вновь замеряют соотношение скоростей фильтрации жидкости через пропластки, прирост давления в системе и рассчитывают прирост коэффициента нефтевытеснения.The reservoir model is saturated with water with a total salinity of 18 g / l, and then with oil from the Samotlor field. Next, the columns are thermostated at reservoir temperature and oil is displaced by mineralized water to 100% watering of the recovered liquid. At the end, measure the ratio of the rates of fluid filtration through the interlayers, the pressure in the system and calculate the coefficients of oil displacement by water. Then, a prepared solution of a sulfuric acid salt in a volume of 20% V _pores and a solution of calcium chloride with a volume of 10% V _pores , containing a residue of an equivalent amount of salt of 1.9 g, are subsequently pumped into the model. Then, mineralized water is pumped until the oil evolution ceases. Again measure the ratio of the rates of fluid filtration through the interlayers, the increase in pressure in the system and calculate the increase in the coefficient of oil displacement.

Аналогичным образом проводят испытания других растворов и оценивают изолирующее действие способа по прототипу. Similarly, tests of other solutions are carried out and the insulating effect of the prototype method is evaluated.

Составы растворов соли серной кислоты и хлористого кальция приведены в табл. 1. В табл. 2 представлены результаты испытания разработанного способа и способа по прототипу. The compositions of the solutions of salts of sulfuric acid and calcium chloride are given in table. 1. In the table. 2 presents the test results of the developed method and the prototype method.

Опыты 1 и 6 проведены с использованием разработанного способа при запредельных соотношениях компонентов в растворе соли серной кислоты и запредельных соотношениях основных реагентов. Опыт 7 проведен с составом по прототипу. Experiments 1 and 6 were carried out using the developed method with exorbitant ratios of components in a solution of sulfuric acid salt and exorbitant ratios of the main reagents. Experiment 7 was conducted with the composition of the prototype.

Испытания разработанного способа для изоляции водопромытых интервалов и перераспределению фильтрационных потоков, представленные в примере, показывают его высокую эффективность, превышающую эффективность способа по прототипу. Tests of the developed method for isolating water-washed intervals and the redistribution of filtration flows, presented in the example, show its high efficiency exceeding the efficiency of the prototype method.

При запредельных значениях концентраций компонентов и соотношениях реагентов в растворах новый способ недостаточно эффективен. В опыте 1 не достигнуто значительное снижение скоростей фильтрации через высокопроницаемую колонку из-за малого количества образующегося осадка. В опыте 6 образование геля протекает быстро, поэтому воздействие реагентов на модель пласта не селективно, в результате чего происходит снижение проницаемости обеих колонок и скорости фильтрации снижаются также в обеих колонках. With transcendental values of component concentrations and ratios of reagents in solutions, the new method is not effective enough. In experiment 1, a significant decrease in the filtration rates through a highly permeable column was not achieved due to the small amount of precipitate formed. In experiment 6, gel formation proceeds rapidly, therefore, the effect of reagents on the reservoir model is not selective, as a result of which the permeability of both columns decreases and the filtration rates also decrease in both columns.

В результате этого происходит не только снижение скорости фильтрации через высокопроницаемый пропласток, но и блокирование образующимся осадком низкопроницаемого пропластка. В пластовых условиях это может привести к снижению дебита добывающей скважины как по жидкости, так и по нефти. As a result of this, there is not only a decrease in the filtration rate through the high-permeability interlayer, but also blocking of the low-permeable interlayer formed by the sediment. In reservoir conditions, this can lead to a decrease in the production rate of a producing well in both liquid and oil.

При оптимальных значениях концентраций и соотношений реагентов разработанный способ позволяет эффективно изолировать водопромытые интервалы, не отключая их полностью из разработки. При использовании способа по прототипу, образующийся осадок достаточно подвижен и не способен существенно ограничить приток воды. Кроме того, в случае использования способа на добывающих скважинах частицы осадка будут выноситься на поверхность вместе с добывающей жидкостью, что сократит время действия технологического эффекта. With optimal concentrations and ratios of reagents, the developed method allows you to effectively isolate water-washed intervals without disconnecting them completely from development. When using the prototype method, the precipitate formed is sufficiently mobile and is not able to significantly limit the flow of water. In addition, in the case of using the method in production wells, sediment particles will be carried to the surface together with the production fluid, which will shorten the duration of the technological effect.

На практике способ реализуют следующим образом. In practice, the method is implemented as follows.

По данным геолого-физических исследований определяют степень неоднородности пласта в интервале перфорации скважины. Далее оценивают объемы закачиваемых растворов, необходимые для эффективной кольматации водопромытых интервалов. Затем готовят раствор соли серной кислоты, вводят в него добавки - хлористый кальций и силикат натрия и закачивают в пласт. С помощью буфера воды раствор продавливают в пласт и затем закачивают раствор хлористого кальция. Далее при обработке добывающей скважины ее оставляют на реагирование на 24 ч. и запускают в работу. При обработке нагнетательных скважин в зависимости от интенсивности прорывов воды скважину либо оставляют на реагирование на 10-12 ч., либо сразу же ставят под закачку воды. According to geological and physical studies, the degree of heterogeneity of the formation in the interval of perforation of the well is determined. Next, the volumes of injected solutions necessary for the effective micking of water-washed intervals are estimated. Then, a solution of sulfuric acid salt is prepared, additives — calcium chloride and sodium silicate — are introduced into it and pumped into the formation. Using a buffer of water, the solution is pushed into the formation and then the calcium chloride solution is pumped. Then, when processing a producing well, it is left to respond for 24 hours and put into operation. When processing injection wells, depending on the intensity of water breakthroughs, the well is either left to react for 10-12 hours, or immediately put under water injection.

Таким образом, использование разработанного способа позволяет эффективно изолировать интервалы и трещины, по которым идет прорыв воды, и за счет этого добиться подключения к процессу фильтрации застойных и слабодренируемых зон пласта. Thus, the use of the developed method allows you to effectively isolate the intervals and cracks along which there is a breakthrough of water, and due to this, to connect stagnant and weakly drained formation zones to the filtering process.

Claims

A method of isolating the influx of produced water, including the injection of solutions of calcium chloride and sulfuric acid salt containing equivalent amounts of gypsum-forming ions, characterized in that initially a 3-20% solution of sulfuric acid salt is firstly injected into which 20-60% calcium chloride is preliminarily injected an equivalent amount and an equal volume of sodium silicate solution of 5-40% concentration with respect to the sulfuric acid salt solution, then a solution containing the remaining amount of calcium chloride is pumped.