Диссертация (Разработка и совершенствование методов борьбы с опережающим обводнением нефтяных скважин), страница 10

Обычно для установки гелевых экранов в обводненных пропласткахиспользуется полиакриламид (ПАА), в т.ч. гидролизованный, и его производные.На месторождениях с относительно невысокой пластовой температуройраспространенатехнологияэкранированияпромытыхпропластковгелемсшитого полимерного состава (СПС). Технология основана на способностиводных растворов частично гидролизованного ПАА (5,0 – 20,0 %) к образованиюпространственно-сшитых структур при взаимодействии с ионами поливалентных49металлов [109, 110, 111, 300]. СПС формирует в промытых высокопроницаемыхпропласткахнефтяногопластагелевыеэкраны,тормозящиехолостуюфильтрацию через них закачиваемой воды.В большинстве случаев при проведении ВПП нагнетательных скважинприменяют ПАА с относительно высокой молекулярной массой (8 – 15)∙106 а.е.м.Для сшивки полимеров в сетчатую гелевую структуру используются ионыполивалентных металлов (Cr, Fe, Zr и т.п.), причем наиболее часто применяютацетат или квасцы хрома.

В качестве сшивателя могут использоваться и другиеагенты [112, 113, 320, 321]. Для повышения тампонирующих свойств гелей могутиспользоваться ПАА с добавкой хроматов и продукта МГЛ [114]. Сшитыеполимерныесоставыусловномогутбытьразделенынатригруппы,различающиеся по принципу формирования вязко-упругой системы:растворы полиакриламидов, водорастворимых полимеров на основецеллюлозы, экзополисахаридов (ксантан, ксероглюкан), в которых в результатехимических реакций взаимодействия со сшивателем, либо в результатефизических превращений при изменении температуры или солевого составарастворителя происходит сшивание с образованием геля, либо гель-частиц;дисперсии гель-частиц, в которых сшивка происходит в процессе ихпроизводства на заводе, а тампонирующий эффект в пласте проявляется путемнабухания полимера при контакте с водой определенной минерализации;растворы мономеров и реакционно-способных низкомолекулярныхполимеров, полимеризующихся с образованием СПС в присутствии инициаторов,либо под воздействием температуры.Теоретические и практические аспекты применения ПАА с цельюувеличенияохватапластазаводнением,атакжеОВПвскважинахрассматриваются большим количеством отечественных и зарубежных авторов[115, 116, 117, 118, 119, 120, 322], в частности Р.

Сирайтом [323, 324, 325, 326,327,328].Селективностиэкранированияпромытыхвысокопроницаемыхпропластков при проведении ВПП нагнетательных скважин способствует такая50важная особенность СПС, как рост остаточного фактора сопротивления прифильтрации с ростом проницаемости пористой среды [121].В настоящее время много работ посвящено поиску эффективныхорганических сшивателей ПАА, имеющих следующие преимущества: негидролизуютсявводе, благодарячему значительнолучшераспространяются в пористой среде; для сшивания не требуется гидролизованный полиакриламид, чтопозволяет использовать менее концентрированные и менее вязкие геланты; повышенная температурная стабильность (до 150оС) и лучшаясовместимость с сопутствующими реагентами.В работах [317, 308, 318] для тампонирования трещин в терригенныхпластахпредлагаетсяиспользоватьчастичногидролизованныйПААсфенолформальдегидным сшивателем.Однойиз модификацийСПС на основе ПАА являетсяреагент"Темпоскрин" [122, 123].

Он представляет собой полиакриламид, подвергнутыйрадиационной обработке, которая существенно изменяет реологические свойстваполимера в водном растворе. "Темпоскрин" ограничено набухает в воде, егорастворы имеют вязкопластичные свойства и практически не деструктируют впластовых условиях. Аналогом является состав "Ритин" и некоторые другие[124].Предложены композиции на основе суперабсорбентов, например, FS-305(ПАА сетчатой структуры) и обычных линейных ПАА [125]. Набухшие частицысуперабсорбентамогутрассматриватьсякакгельсшитогополимерасвязкоупругими свойствами, а композиция из полимеров двух типов – какдисперсия гелевых частиц в растворе линейного полимера.

Полимерные системы,содержащиедисперсиюгель-частиц,способнызначительноснижатьпроницаемость промытых высокопроницаемых пропластков и трещин [120, 126].Однако степень их набухания снижается с ростом минерализации раствора.Применимость ПАА ограничивается рядом параметров:51температура пласта (при температуре выше 70 оС многие марки ПААподвержены термодеструкции);минерализацияспособствуеткоагуляциипластовыхивод(высокаяфлокуляцииминерализациямолекулполимера,водыухудшаяреологические и вязкостные характеристики полимерного раствора);проницаемость пласта (при низкой проницаемости пористой средыполимеры могут разрушаться в ходе фильтрации из-за механической деструкции).Известна технология УОПЗ с применением полианионита "Гипан"(гидролизованного полиакрилонитрила) [127] относящегося к полимерам,высаливающимсяприконтактеспластовойводой.Селективностьтампонирования водонасыщенных пор пласта полианионитами основана на ихспособности к коагуляции под действием ионов поливалентных металлов,содержащихся в солях пластовых вод, и на способности к сохранению жидкогосостояния в углеводородной среде.

Одним из перспективных тампонирующихматериалов на основе "Гипана" является гипано-формалиновая смесь (ГФС) [128].В состав смеси входят гидролизованный полиакрилонитрил ("Гипан"), формалин,соляная кислота. В результате реакции происходит сшивка молекул "Гипана" собразованием гелеобразной структуры. Высокую эффективность показалаосадкообразующая композиция на основе аналога "Гипана" − термостойкоговодорастворимого полиэлектролита анионного марки "Гивпан" (ВПА-2) всочетании с раствором солей кальция или алюминия в качестве сшивателя [129].По физико-химическому воздействию к описанным составам близкагелеобразующаякомпозициянаосноветермостойкогокатионногополиэлектролита ВПК-402 в сочетании с жидким стеклом.

Она в отличие от ПААхарактеризуется повышенной термостойкостью (до 120 − 160 оС).ВоВНИИКрнефтьразработанатехнологияУОПЗсприменениемгелеобразующих составов (ГОС) [130], представляющих водный раствор смесилигносульфонатов,производств,являющихсяотходамицеллюлозно-бумажныхи бихроматов щелочных металлов с КМЦ или с ПАА (ГОС-2).52Лигносульфонаты рекомендуется применять в сочетании со сшивателями(бихромат щелочного металла или оксиды хрома) или в композиции смономерамирядаакриловойсополимеризации.Возможноформальдегиднойсмолойкислотыприменениеприсдобавкамилигносульфонатоводновременномвведенииинициаторовсмочевино-хлоридакалия,повышающего растворимость и устойчивость в водосолевой среде [131].В последние годы широкое применение нашли полимеры биологическогопроисхождения. Однако, они характеризуются худшей фильтруемостью впористой среде благодаря присутствию клеточных оболочек [321, 322].

Это –отечественные биополимеры «Симусан» [132] и БП-92. Их преимущества передПАА заключаются в большей устойчивости к термической, механической иокислительной деструкции.Технологии на основе дисперсных тампонирующих составов. Сложныйпо принципу действия класс потокоотклоняющих технологий представленполимердисперсными составами (ПДС) [133, 134, 135, 322], основнымикомпонентами которых являются ионогенные полимеры и дисперсные частицыбентонита.

Добавка полимера к дисперсии минеральных частиц позволяетувеличить объем осадка, улучшить сцепление минеральных частиц между собойи с поверхностью породы.Применение волокнисто-дисперсных систем (ВДС) в работах по УОПЗзаключается в последовательной или одновременной закачке в пласт черезнагнетательные скважины дисперсии древесной муки и глинистого раствора[136].

В поровом пространстве промытых пропластков набухшие частицыдревесноймукиприконтактесглинойилиспородойобразуютструктурированную ВДС, способную существенно увеличить сопротивление дляхолостой фильтрации закачиваемой воды. Данная технология применяется втерригенных коллекторах порового и трещинно-порового типа с проницаемостной неоднородностью [136].Как самостоятельное направление потокоотклоняющих технологий можно53рассматривать применение обратных микро- и макроэмульсионных систем (ЭС).А.Т.

Ахметовым [137] результатами фильтрационных исследований показано, чтопри закачке в пласт эмульсии в количестве 0,1 от порового объема достигаютсярезультаты, сопоставимые с результатами применения СПС. Дисперсныйхарактер обратных нефтяных эмульсий позволяет им избирательно фильтроватьсяпо наиболее проницаемым пропласткам и трещинам. Проникновение жеобратных эмульсий в малопроницаемую пористую среду весьма ограничено[137], что обеспечивает селективность экранирования высокопроницаемыхпропластков.

Селективность же экранирования водонасыщенных пропластковобеспечивается их склонностью к разрушению в нефтенасыщенных.Приэтомэмульсииобладаютспособностьюгидрофобизироватьповерхность породы. Поскольку их внешней фазой является углеводороднаяжидкость, они легко солюбилизируют пленку остаточной нефти, создавая нафронте своего проникновения зону с повышенным содержанием нефти.

При этомпроисходит снижение вязкости эмульсионного состава, что обеспечивает болеелегкое продвижения оторочки. Таким образом, закачка оторочки ЭС позволяет иповышать охват пласта заводнением и довытеснять остаточную нефть изпромытых водой пропластков [332, 333, 334].Перечисленное обусловливает применение обратных нефтяных эмульсийдля повышения нефтеотдачи пластов.