Производственно-технический нефтегазовый журнал
+7 (903) 580-85-63 +7 (495) 371-01-74 info@glavteh.ru

Применение инвертных эмульсий и ПАВ для ОВП

В связи с постоянным ростом обводненности добываемой на большинстве российских месторождений продукции и ростом тарифов на электроэнергию предприятия сегодня ведут поиски экономически эффективных методов ОВП. Одна из наиболее распространенных технологий селективной изоляции, применяемых при заводнении, — полимердисперсные системы — достаточно эффективна, но обладает рядом ограничений. С нашей точки зрения, более целесообразно применение современных инвертных эмульсий, способных надежно гидрофобизировать высокопроницаемые зоны при высоких пластовых температурах, без необходимости использования дополнительной углеводородной фазы и хлорида кальция. Компоненты эмульгаторов также можно с успехом использовать для получения гидрофобизирующих гелей.

06.07.2011 Инженерная практика №07/2011
Арасланов Ильдус Миннирахманович Директор ООО НПП «Икар»

Перерасход средств на добычу тонны нефти при обводненности в 80–90% доходит до 800 руб. При этом попутно добываемая вода обходится компаниям в 90 руб./т. Удельные затраты энергии на подъем водонефтяной эмульсии из скважины глубиной 2200–2500 м составляют 1,92 кВт/м3, а на обратную закачку отсепарированной воды — 1,25 кВт/м3.

Поскольку наиболее крупные нефтяные месторождения России переходят в позднюю стадию разработки, характеризующуюся активным снижением нефтеотдачи пластов, разработка новых технологий ОВП и новых реагентов для поддержания низкого уровня обводненности добываемой нефти приобретает все большее значение.

ПОЛИМЕРНОЕ ЗАВОДНЕНИЕ

Наибольшую эффективность при использовании заводнения показывают методы селективного ограничения движения вод в высокопроницаемых частях коллекторов. И из их числа самое широкое распространение получило полимерное заводнение ПЗП для выравнивания приемистости нагнетательных скважин и ОВП в добывающие скважины. Причем особенно удачным оказывается применение полимердисперсных систем: комбинации полиакриламидов бентонита и ПАВ. При контакте с водой они образуют систему крупнодисперсного геля с размером частиц 0,2–4 мм, состоящего из связанных за счет поверхностного заряда мицелл бентонита и глобул производных акриловой кислоты, диспергированных в воде ПАВ.

Частицы проникают в трещины и крупные поры избирательно, оставляя свободными низкопроницаемые и гидрофобные участки пласта. Продолжительность действия системы составляет 10–17 месяцев, а одна тонна реагента обеспечивает дополнительную добычу 2–5 тыс. т нефти.

Однако у системы есть ряд ограничений по применению. Это в первую очередь высокая пластовая температура: при 70–85°С гель теряет рабочую термостойкость, а при температуре 120°С — полностью разлагается. Кроме того, применение геля возможно лишь при наличии высокоминерализованной пластовой воды.

ИНВЕРТНЫЕ ЭМУЛЬСИИ

В последнее десятилетие для изоляции водопритока широко применяются инвертные эмульсии. Они на 20–40% состоят из углеводородной фазы (нефть, стабильный бензин, дизтопливо, керосин и др.), на 4–8% — из эмульгатора (ПАВ) и на 3–8% — из раствора CaCl2 плотностью 1,25–1,3 г/см3. Остальное приходится на техническую воду.

Углеводородная дисперсионная среда содержит стабилизированную ПАВ дисперсную среду — воду. Поскольку внешнюю фазу эмульсий образует углеводород, они легко собирают остаточную нефть, создавая на фронте вытеснения зону с повышенным содержанием нефти. Заполнение эмульсией наиболее проницаемых участков с последующей их гидрофобизацией и блокировкой перераспределяет потоки воды из обводненных участков коллектора в наименее проницаемые зоны.

Применение эмульсии позволяет получить 100–300 т дополнительно добытой нефти на одну тонну примененного реагента. На сегодняшний день в Западной Сибири ежемесячно закачивается около 500–580 т реагента или 12500–14500 м3 готовой эмульсии.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РЕАГЕНТОВ

Эффективность применения реагентов зависит, вопервых, от способности ПАВ создавать устойчивые при высоких пластовых температурах (выше 90°С) инвертные эмульсии, способные надежно гидрофобизировать пласт. Во-вторых, от экономичности ПАВ или сокращения расхода ПАВ и углеводородного растворителя в эмульсии без потерь реологических свойств и термостабильности. И в-третьих, от возможности образования эмульсии без применения дополнительной углеводородной фазы и раствора хлористого кальция. При разработке нефтяных эмульгаторов «Девон-4» мы учли все три названных фактора. Нам удалось технологически осуществить синтезы при высоких (до 200°С) температурах и подобрать оптимальные соотношения компонентов: мы опирались на опыт производства присадок для смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых для проката и резцовой обработки металлов, где требуемая термостойкость реагентов находится в пределах 400–700°С. Результатом работы стало производство двух модификаций эмульгатора: «Девон-4в» и «Девон-4н».

«Девон-4в» входит в состав обратной эмульсии в количестве от 1 до 4% вместо общепринятых 4–8%, причем углеводородная фаза в эмульсии тоже уменьшается с 20–40 до 10–15%. Это дает возможность существенной экономии средств. Так как в обычной схеме изготовления обратной эмульсии с использованием типовых эмульгаторов затраты распределяются следующим образом: эмульгатор — 4%; раствор CaCl2 — 4%; углеводородная фаза (нефть) — 20%. А при переходе на «Девон-4в» схема затрат такова: эмульгатор «Девон-4в» — 1%; раствор CaCl2 — 3%; нефть — 12%. Таким образом, затраты сокращаются вдвое.

Модификация «Девон-4н» применяется при изготовлении инвертных эмульсий в препаративной форме без добавления нефти и раствора хлористого кальция. Стоимость сырья на создание 5%-ной инвертной эмульсии уменьшается также примерно в два раза.

Следует отметить, что обе эмульсии выдерживают более 48 ч при температуре 95°С и содержат в составе до 15–20% бентонитового порошка в качестве дополнительной дисперсной фазы, что может играть существенную роль при закупорке высокопроницаемых участков пласта.

НОВЫЕ РЕАГЕНТЫ

Сделав выводы из опыта применения полимердисперсных систем, наша исследовательская группа создала реагент «Девон-6», образующий в условиях высоких пластовых температур гидрофобный гель. Гидрофобность его достигается включением в состав 30% реагентов для образования инвертной эмульсии и до 15% бентонита или другого наполнителя. Реагент предназначен как для солюбилизации и вытеснения остаточной нефти, закупорки крупных водонасыщенных пор и трещин коллектора, так и для долговременной гидрофобизации высокопроницаемых участков. Причем за счет содержания в составе комплекса диспергирующего ПАВ образующийся через 20–40 ч гель получается вязким, но подвижным, что обеспечивает условия для избирательной гидроизоляции прокачиваемых участков.

Все обработки с применением эмульгаторов «Девон-4» обратимы. Нежелательные закупорки и блокировки снимаются прокачкой спиртосодержащих жидкостей, например, отходов производства ликеро-водочной промышленности.

Также мы разработали и запустили в производство моющий состав «Девон-5». Он относится к последнему поколению экологически чистых ПАВ широкого спектра действия, и его можно применять в качестве добавки в кислотные композиции для восстановления ПЗП и отмыва АСПО. Особенно эффективно его применение для этих целей при температурах выше 50°С. Результаты лабораторных исследований показали, что при добавке 2–2,5% «Девон-5н» в кислотные составы степень отмыва загрязнения (АСПО — 20%, ржавчина — 30%, нефть — 50%) достигла 98–100%, в то время как без реагента эффективность отмывки составила 50–60%. Кроме всего прочего, реагент можно использовать для отмывки АСПО со скважинного оборудования и трубопроводов, а также для отмывки загрязненной нефтью почвы.

Эффективен «Девон-5н» и в качестве добавки в полимерные сшитые составы для отмыва пласта от остаточной нефти. Причем выделившаяся нефть деэмульгируется, а подтоварная вода сохраняет эффект многократного действия и закачивается обратно для следующей отмывки. «Девон-5» применяется также для отмыва загрязненной нефтью почвы.

Показать выдержки из обсуждения

ВЫДЕРЖКИ ИЗ ОБСУЖДЕНИЯ

Вопрос: Ильдус Миннирахманович, а при температурах ниже +50°С эмульгаторы работают?
Ильдус Арсланов: Конечно. Если эмульгатор работает при 100°С, то при 50° и ниже нет проблем.
Вопрос: К какому классу относятся ваши эмульгаторы и ПАВ? Они у вас ионногенные?
И.А.: Анионактивные. В их состав входят фосфор, бор, калий, амины, жирные кислоты.
Вопрос: Тогда поговорим о цене. Вы продаете ПАВ в чистом виде и почем?
И.А.: Не продаем.
Вопрос: Как вы оцениваете стабильность эмульсий? Какими способами?
И.А.: Стабильность эмульсии оценивалась обычными способами, так же как «Нефтенола»: ставим в печь и смотрим, выдерживает ли он температуру 95°С или нет. Пытались поставить под давление, но пока не готовы приборы.
Вопрос: А по оценке напряжения пробоя вы проводили анализы? У нее высокий пробой?
Вопрос: Нормальный.
И.А.: Не может быть. При таком насыщении водной фазы по ней можно ногами ходить. Или же это не обратная, а прямая эмульсия.
И.А.: Обратная. Давайте сейчас поедем к нам, и я вам на месте все покажу.
Комментарии

Эту публикацию еще никто не прокомментировал. Станьте первым, поделитесь своим мнением.

Написать комментарий
Комментировать
Читайте далее
Применение полимер-кислотного воздействия в условиях низких атмосферных температур
Бурение: будущее за “горизонтом”
Реклама
Свежий выпуск
Инженерная практика №09/2019

Инженерная практика

Выпуск №09/2019

Трубопроводная арматура. Мехдобыча. Ремонт скважин. Наземная инфраструктура
Технические требования и импортозамещение в области устьевой, фонтанной и трубопроводной арматурыПроизводство моноблочного устьевого оборудования, ЗРА, ТПА высокого давления, предохранительной арматурыВходной контроль трубопроводной и запорно-регулирующей арматурыОткачка газа из затрубного пространства, добыча нефти в осложненных условияхПрименение установок поточного обессоливания нефти в АО «Самаранефтегаз»Эффективность добавок с конденсированным микрокремнеземом для тампонажных растворов