Метод за избор на гелообразуващи състави за подобрено възстановяване на маслото
Методът се отнася до петролната промишленост, по-специално до използването на гелообразуващи състави на базата на полиакриламид PAA и омрежващ агент в различни методи за подобрено възстановяване на нефт: ограничаване на притока на вода в производствените кладенци, контролиране на профила на размах и инжектиране на инжекционни кладенци, селективно изолиране и регулиране на потоците на реагентите при термични методи за добив на нефт. Техническият резултат е повишаване на ефективността на технологията за въздействие върху образуването с омрежени полимерни системи. В метода за избор на гелообразуващи състави на базата на PAA и омрежващ агент, който включва определяне на времето на желиране на системата в зависимост от промяната в молекулното тегло и степента на хидролиза на PAA, концентрациите на PAA и омрежващия агент, привидната константа на скоростта на желиране се определя допълнително за анализирания състав чрез изчислителната формула. Освен това времето за желиране на системата се определя в зависимост от промяната в допълнителната температура на желиране, водно-солевия състав на разтворителя, рН на средата и интензивността на излагане на хидродинамични полета чрез извършване на вариантни изчисления на кинетичните параметри, използвайки горния математически модел. 1 з.п. f-ly, 2 табл., 1 ил.
Изобретението се отнася до петролната промишленост, по-специално до използването на гелообразуващи състави на базата на полиакриламид (PAA) и омрежващ агент в различни методи за повишено добив на нефт (ограничаване на притока на вода в производствените кладенци, регулиране на размаха на резервоара и профила на приемливост на инжекционни кладенци, селективно изолиране и регулиране на потоците на реагенти при термични методи за добив на нефт и др.).
Голям брой проблеми, решени с използването на гелообразуващи състави на базата на полиакриламид и омрежващи агенти, както иразнообразието от условия за тяхното използване във всеки конкретен случай изисква решаване на въпроса за разумен избор на реагенти за създаване на оптимални технологии с тяхното използване.
И така, в работата (Seright, R.S. и J. Liang, „Проучване на полеви приложения на гелни обработки за спиране на вода, SPE 26991, април 1994 г.) се отбелязва, че когато се използват гел-образуващи състави, е необходимо да се вземат предвид такива специфични проблеми като състава на резервоарните течности и химическата съвместимост на реагентите, използвани с тях, температурата и налягането в резервоара.
В допълнение, използваното оборудване (особено помпени агрегати) трябва да е подходящо за вискозитетите, наляганията и скоростите на потока на изпомпваните състави, без да променя техните свойства. Също така е важно правилно да изберете подходящи кладенци, да вземете предвид литологията, наличието на естествени пукнатини, бариери или наличието на хидродинамично свързани водоносни хоризонти.
Всички тези подходи обаче имат по-скоро консултативен характер и нямат методическа основа за прилагането им на практика.
Най-близък до претендирания е метод за получаване на гелообразуващ състав за разработване на нефтени находища (SU 1735574 A1, клас E 21 B 43/22, 43/32, 33/138, 1992), където PAA с молекулно тегло (М) от 10 милиона до 15 милиона и степен на хидролиза (g) от 5 до 24 се използва като полиакриламид полимери.% и като омрежващ агент - хром-съдържащи вещества (HSV), например калиево-хромова стипца - отпадъчна хром-натриева стипца, калиеви дихромати. Освен това, за всяка комбинация от гелообразуващи състави след тяхното приготвяне, началото на времето на тяхното желиране се определя при стайна температура от естеството на промяната в реологичните свойства на системата във времето.
Въз основа на тези данни, за практическо приложение, такиважелиращи състави, чието време на желиране е по-дълго от времето за инжектиране (3) в ямката на необходимия обем на желиращия състав.
В този случай, времето за инжектиране на избрания гелообразуващ състав се изчислява по формулата: 3= 24V/Q (1), където V е обемът на зоната на образуване, която трябва да се третира с гелообразуващия състав, m3; Q - приемливостта на третираната зона на резервоара, m 3 /ден.
Недостатъците на този метод за избор и получаване на гелообразуващи състави са, че този метод не отчита ефекта върху времето на желиране на други фактори, които оказват значително влияние върху якостните (структурно-механични) свойства на получения омрежен полимерен гел.
Известни са експериментални изследвания (Кабо В. Я., Румянцева Е. А., Масленников В. А. Процеси на желиране в полимерни системи. Доклади на научна конференция, Саратов, 1985 г., стр. 22-23), където, използвайки примера на полиакриламидни проби, произведени от индустрията с М от 1 милион до 15 милиона и степен на хидролиза r от 1 до 30%, беше установено, че ефектът от промяната на мола куларното тегло на PAA в изследвания диапазон на стойностите на М не води до забележими промени както в стойността на времето на желиране, така и в критичната концентрация на желиране, т.е. промяната на тази молекулярна характеристика на полиакриламида като параметър за контролиране на кинетиката на образуване на гел е неефективна. В същото време, както показват данните от изследването, промените в съдържанието на карбоксилни групи в молекулата на полиакриламида (степен на хидролиза r) от 1 до 4% ви позволяват да промените времето на желиране на системата с около 15 пъти.
Въпреки това, регулирането само на една дадена молекулярна характеристика на полиакриламида за прогнозна оценка на технологичните свойства на определена гел-образуваща система също не е достатъчно, т.к. върху кинетикатажелиране на системата и нейните филтрационни характеристики, в допълнение към горните молекулярни характеристики на PAA (M и z), такива параметри като концентрация, тип и концентрация на избрания омрежващ агент, температура на омрежване, хидродинамичен ефект на различни етапи на желиране на системата (градиент на скоростта на срязване), качеството на използвания разтворител, а именно стойността на pH и минерализацията на водата, имат забележим ефект.
Целта на настоящото изобретение е да повиши ефективността на технологията за повлияване на образуването с омрежени полимерни системи чрез подобряване на метода за избор на гел-образуващи състави на базата на полиакриламид и омрежващи агенти.
Тази цел се постига чрез факта, че в предложения метод за избор на гелообразуващи състави на базата на полиакриламид и омрежващ агент, включително определяне на времето на желиране на системата в зависимост от промяната в молекулното тегло и степента на полиакриламидна хидролиза, концентрациите на полиакриламид и омрежващ агент, се определя допълнително константата на привидната скорост на желиране k. Таблица 1 обобщава обозначението, наименованието и метода за определяне на параметрите, които са определящи в предложения метод за избор на оптимален гелообразуващ състав на базата на полиакриламид и омрежващ агент.
Изброени в табл. 1 параметрите са свързани помежду си чрез съотношението: -1 g =k(Cp-C crit p) (2) В случай на използване на широко използвани състави на базата на водно-солеви разтвори на полиакриламид (съполимери на акриламид с акрилова киселина) и омрежващи реагенти (соли на тривалентен хром), е необходимо да се вземе предвид ролята на молекулните характеристики на полимера, типа три валентна хромова сол, състав на водно-солевия разтворител, температура, рН на средата, концентрации на полимер и омрежител, интензитет на въздействиехидродинамични полета.
Целта на настоящото изобретение е да се повиши ефективността на технологията за въздействие върху резервоара с омрежени полимерни системи чрез подобряване на метода за избор на гелообразуващи състави на базата на полиакриламиди и омрежващи агенти.
Като пример се разглежда модел, който описва поведението на системата полиакриламид (акриламиден съполимер) - калиево-хромова стипца - минерализирана вода. Моделът, описващ зависимостта на кинетичните характеристики на тази система от параметрите на зависимостта (3) има формата k = 510 -6 sA 0.44 1.11 gM 0.81 > и r в съответствие с (2) и (4) има формата: Фигура 2 представя данни, сравняващи резултатите от изчислението с експериментално измерените стойности на кинетичните параметри. Корелационният анализ на отношението на изчислените и експериментално измерените стойности показва, че коефициентът на корелация между тези стойности е R=0,92, което показва адекватността на модела за изчисляване на кинетичните параметри (4) и (5).
Кинетичните параметри на други системи - полиакриламид - омрежител се описват с подобни зависимости. Типът омрежващ агент (хромов ацетат, хромов нитрат и др.) Влияе върху стойностите на коефициентите на съотношения (4) и (5).
Отчитането на влиянието на движението на течността в пореста среда върху кинетичните параметри се извършва чрез връзката на стойността на K със скоростта на срязване. Къде V - линейна скорост на филтриране, K - пропускливост на скалата, m - порьозност на скалата, a - фактор на формата.
където k() е видимата константа на скоростта на желиране при излагане на поле на срязване, k0 е видимата константа на скоростта на желиране в отсъствие на срязване, ti е времето на излагане на системата при скорост на действие i, е характеристичната деформация,безразмерно количество в зависимост от вида на омрежващия агент. За калиево-хромова стипца = 10 3 . Чертежът показва данни, сравняващи изчислените и експериментално измерените параметри, които показват добро съответствие между тези стойности.
По този начин, горният набор от модели, които адекватно описват кинетичните характеристики на омрежените полимерни системи на базата на полиакриламид и омрежващ агент - соли на тривалентен хром, позволява чрез изчисление да се избере оптималният състав на състава на омрежената полимерна система - SPS, който отговаря на едно от основните технологични изисквания: g & gt; zak, където zak е времето на инжектиране на състава в резервоара.
1. A method for selecting gel-forming compositions based on polyacrylamide and a crosslinker, including determining the gelation time of the system depending on the change in the molecular weight and degree of hydrolysis of polyacrylamide, the concentrations of polyacrylamide and the crosslinker, characterized in that for the analyzed composition, the apparent gelation rate constant k is additionally determined by the formula where r is the gelation time; Cp, Cp crit - концентрация и критична концентрация на полиакриламид.
2. Методът съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че времето за желиране на системата се определя в зависимост от допълнителната промяна в температурата на желиране, водно-солевия състав на разтворителя, рН на средата и интензитета на излагане на хидродинамични полета чрез извършване на вариантни изчисления на кинетични параметри с помощта на математически модел от формата където М е молекулното тегло на полиакриламида; g - степента на хидролиза - съдържанието на хидроксилни групи на полиакриламида; Ср - концентрация на полиакриламид; Ссш - концентрация на омрежващ агент; Т - температура на желиране; - градиентскорост на срязване; рН - стойност на pH; Cs - соленост на разтворителя.