ПОЛИМЕРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ. Полимерное заводнение
 Скачать 18.1 Kb.
|
|
ПОЛИМЕРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ Как известно, подавляющее большинство нефтяных месторождений страны являются многопластовыми, продуктивная часть которых весьма неоднородна в пространстве. При закачке воды в неоднородно-слоистые коллекторы вода первоначально прорывается по наиболее высокопроницаемым пропласткам, вызывая тем самым преждевременный прорыв воды в добывающих скважинах. Отрицательное влияние неоднородности на эффективность заводнения при разработке многопластовых залежей существенно увеличивается с увеличением вязкости нефти. Вследствие преждевременного прорыва воды по наиболее продуктивным пластам, несмотря на значительное количество неизвлеченной нефти, добыча её становиться в ряде случаев невыгодной. Одним из методов регулирования неоднородности продуктивных пластов является полимерное заводнение. Практическая реализация полимерного заводнения стала возможна в связи с бурным ростом химии высокомолекулярных соединений и производством полимерных материалов в последние годы. Использование полимерных растворов для заводнения пластов впервые было предложено в 1958 году, а практическая реализация была начата фирмой Доу Кемикал в 1959 году на месторождении Ниагара (штат Кентукки, США). В Советском Союзе первый промысловый эксперимент по применению полимеров был произведен на Орланском месторождении Куйбышевской области в 1956 году. К настоящему времени по результатам теоретических, лабораторных и промысловых исследований, проводимых институтами Гипровостокнефть, БашНИПИнефть, ВНИИ и др., накоплен достаточный опыт для проектирования полимерного заводнения. Разработаны и выпущены соответствующие методические и руководящие документы, позволяющие определять технологические показатели вытеснения нефти при полимерном заводнении [1]. Физико-химические основы метода. Полимеры используют в виде слабоконцентрированных растворов, которые подают в систему ППД. Полимерные растворы в процессах вытеснения нефти способствуют увеличению коэффициента охвата hохв пласта снижением соотношения подвижности воды и нефти (kamн)/( kн mа). Этот параметр может быть улучшен уменьшением фазовой проницаемости во воде kaи вязкости нефти mн, увеличением фазовой проницаемости по нефти kн и вязкости воды mа. Для полимерного заводнения используют следующие полимерные реагенты, полиакрилнитрил, гидрализованный полиакрилнитрил (гипан-1, гипан-0,7), полиметакрилат натрия (комета), сополимер метакриловой кислоты и ее амида (метас), сополимер метакриловой кисоты и метилметакрилата (М-14), анионактивный сополимер акриловой кислоты (Ока), акрилаты натрия (сайдрил, сайпан, WL-100, дрилед-425) и др., так называемые, анионактивные полиэлектролиты, имеющие в своих ячейках функциональные группы. Такого рода полимеры с длинными цепями и большим числом заряженных участков обеспечивают высокие вязкости промывочной жидкости за счет электровязкого эффекта. Из широкого класса высокомолекулярных соединений наиболее широкое распространение при заводнении пластов получил полиакриламид (ПАА) [СН2-СН-СO-NH2], являющиеся производными акриловой кислоты. Это линейный полимер с молекулярной массой, достигающей несколько миллионов. В зависимости от способа очиски ПАА выпускается двух типов – аммиачный и известковый. Организовано промышленное производство ПАА в гранулах. Добавка ПАА к нагнетаемой воде даже в малых объемах повышает ее вязкость, снижает подвижность и, следовательно, уменьшает вязкость нефти, Это повышает устойчивость раздела между водой и нефтью (фронт вытеснения), способствует улучшению вытесняющих свойств воды и более полному вовлечению объема залежи в разработку. При движении полимерных растворов через пористую среду фильтрационная способность раствора уменьшается гораздо сильнее, чем увеличивается его вязкость по сравнению с водой [2]. Это явление можно объяснить тем, что пористая среда удерживает определённое количество полимерного материала, изменяя таким образом свои фильтрационные свойства. Исследованиями [3] установлено, что в общем случае фактор сопротивления возрастает с увеличением молекулярной массы полимера и с уменьшением проницаемости пористой среды. При скорости фильтрации менее 2 м/сутки фактор R мало зависит от скорости течения. При более высоких скоростях, характерных для прискважинной зоны, подвижность полимерных растворов может заметно изменяться [3,4,5]. В целом существует довольно чётка корреляция между вязкостью и молекулярной массой полимера: растворы полимеров с большей молекулярной массой обладают более высокими значениями вязкости [6]. Уменьшение вязкости растворов при использовании в качестве растворителя минерализованных вод характерно не только для растворов ПАА. Наибольшее значения увеличения вязкости раствора приходится на область значений рН среды в пределах 6,6 – 9,3. На вязкость ПАА сильное влияние оказывает гидролиз щелочью. Гидролиз осуществляется в присутствии щелочи при повышенной температуре. Результаты исследований показывают, что увеличение степени гидролиза ПАА с 9 до 33 % вызывает примерно четырехкратное увеличение вязкости раствора полимера 0,2 – ной концентрации. Отличительные особенности свойств полимерных растворов в пористой среде обусловлены адсорбцией и механическим улавливанием молекул полимера на поверхности породы. Это влияет на изменение реологических характеристик полимерных растворов, появление тка называемого фактора сопротивления, который показывает, во сколько раз кажущаяся вязкость при фильтрации в пористой среде выше вязкости по вискозиметру [7]. В итоге при фильтрации в пласте концентрация полимера в растворе уменьшается и перед фронтом полимера образуется зона воды, лишенная полимерного вещества. Это сильно затрудняет регулирование параметров процесса на фронте вытеснения. Из экспериментальных данных следует, что при обычно используемых концентрациях полимера (0,03-0,05 %) количество полимера, захватываемого 1 м3 породы, составляет примерно 30 – 50 г [4]. Список литературы Сургучёв М.Л., Шевцов В.А., Сурина В.В.Применение мицеллярных растворов для увеличения нефтеотдачи пластов. М. ; Недра, 1977 Хэрбек Э.Ф., Хейнтц Р.К., Хостингс Дж. Р. Основы третичных методов добычи нефти.- Инженер-нефтяник, 1976, № 6, с.21-26 Ибрагимов Г.С., Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению реагентов в добычи нефти. – М. ; Недра, 1983, 312с |