Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СНИЖЕНИЯ ОБВОДНЕННОСТИ
ДОБЫВАЕМОЙ НЕФТИ „. 8
-
Развитие научно-исследовательских работ по разработке методов ограничения водопритока 8
-
Селективная изоляция обводненных интервалов пласта 10
-
Методы, предусматривающие восстановление проницаемости нефтенасыщенных интервалов, полностью закупоренных нефтерастворимыми материалами 12
-
Методы, основанные на закупоривании водонасъщенных интервалов осадками, образующимися в результате смешения изолирующего реагента с пластовой водой 14
1.3. Полимерные тампонирующие составы и общие представления о механизме их
действия 17
-
Сшитые полимерные системы (СПС) 20
-
Полимер-дисперсные системы 22
-
Водонабухающие полимеры (ВНП) 22
-
Деструкция полимерных систем 24
1.4. Применение биополимеров в качестве тампонирующих материалов 29
ГЛАВА 2. ПОЛУЧЕНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ 40
2.1. Получение рабочей культуры и посевного материала 41
2.1.1. Приготовление глюкозо-картофельного агара (ГКА) 42
2.1.2 Культивирование в пробирках 42
-
Приготовление жидкой питательной среды 43
-
Выращивание посевного материала в колбах 46
-
Выращивание посевного материала в инокуляторе объемом 3 л 46
-
Выращивание посевного материала в инокуляторе объемом 50 л 50
-
Синтез полисахаридов в ферментаторе Ф-500 51
-
Выделение сухого биополимера 55
-
Объекты исследования 56
ГЛАВА 3. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТАМПОНИРУЮЩИХ состлвоа 60
3.1. Методы и оборудование для исследования реологических характеристик
тампонирующих составов 60
-
Методы исследования реологических характеристик тампонирующих составов 60
-
Оборудование для исследования реологических характеристик тампонирующих составов 65
3.2. Принцип работы и описание фильтрационной установки 71
-
Основные принципы исследования тампонирующих составов на фильтрационной установке 71
-
Фильтрационная установка HP-CFS 73
-
Методика экспериментальных исследований 75
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕОЛОГИЧЕСКИХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ БИОПОЛИМЕРА РИТИЗАН 78
4.1. Исследования реологических характеристик водных растворов Ритизана 78
-
Зависимость вязкости раствора от концентрации биополимера 78
-
Зависимость вязкости раствора Ритизана от температуры 83
-
Зависимость вязкости раствора Ритизана от рН среды 88
-
Влияние солей на вязкость растворов Ритизана. 90
4.2. Исследования тампонирующих и селективных свойств водных растворов
Ритизана 95
-
Фильтрационные испытания растворов Ритизана на моделях с повышенной проницаемостью 95
-
Фильтрационные исследования селективности растворов Ритизана по отношению к пластовому флюиду 96
4.3. Область применения биополимераРитизан 98
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕОЛОГИЧЕСКИХ И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ БИОПОЛИМЕРА БПА 101
-
Исследования реологических характеристик водных растворов БПА 101
-
Гелеоеразование биополимера БПА в присутствии ионов двухвалентных
металлов 106
-
Замедление реакции гелеобразования 107
-
Реологические свойства гелей БПА 108
5.3. ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАСТВОРОВ БПА 114
5.4. Опытно-промышленные испытания биополимера БПА 118
5.4.1. Технология приготовления и закачки биополимерной композиции в пласт 119
5.4.2. Результаты селективной водоизоляиии в добывающих скважинах
биополимерной композицией. 121
ВЫВОДЫ. 123
ЛИТЕРАТУРА 124
ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПАА - полиакриламид
МУН - методы увеличения нефтеотдачи
ПДС - полимер-дисперсные системы
ВНП - водонабухающие полимеры
ВНК - водонефгяной контакт
СПС - сшитые полимерные системы
ГИПАН -полиакрилонитрил гидролизованный щелочью
КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза
ОЭЦ - оксиэтилцеллюлоза
ПАК - полиакриловая кислота
ПВС - поливиниловый спирт
ПЭЦ - простые эфиры целлюлозы
КОС - кремнийорганические соединения
ФЕС - фильтрационно-емкостные свойства пористой среды
НКТ - насосно-компрессорные трубы.
Введение к работе
Одной из наиболее актуальных проблем для нефтяной отрасли является высокая обводненность добываемой нефти. Так, к 1990 г. в целом по России обводненность продукции достигла 76 %, резко увеличившись с 50 % в 1976 г. В Западной Сибири, основном нефтегазодобывающем регионе Российской Федерации, обводненность продукции достигает сегодня 96 %.
Сохранение рентабельности существующего фонда скважин обусловливает необходимость поиска эффективных реагентов для селективной изоляции водопритока в добывающие скважины. Очевидно, что создание эффективных технологий ограничения водопритока напрямую зависит от разработки принципиально новых тампонирующих материалов, в том числе обладающих селективностью в условиях близких проницаемостей нефте и водонасыщенных зон.
К числу таких перспективных материалов относятся биополимеры класса полисахаридов. Широкий спектр возможностей получения биополимеров с различными заданными свойствами делает их перспективными реагентами для нефтегазовой отрасли. Они уже применяются в нефтяной промышленности в качестве загустителей закачиваемой воды при заводнении и регуляторов структурных и реологических свойств буровых растворов, значительно превосходя по своим технологическим свойствам синтетические полимеры.
Для растворов полисахаридов чаще характерна неньютоновская, аномальная вязкость. Она высока даже в очень разбавленных растворах и уменьшается с увеличением давления на протекающую жидкость. Большая вязкость таких растворов определяется высокими силами сцепления гидрофильных молекул полисахаридов и воды. Кроме того, большое значение имеет анизодиаметрическая (т.е. имеющая неодинаковую длину и поперечные размеры) форма частиц. Вытянутая палочкообразная форма частиц в растворе обуславливает наибольшую вязкость. В растворах полисахаридов возможно взаимодействие макромолекул между собой с образованием ассоциатов и отдельных сетчатых структур, увеличивающих сопротивление течению. Также структурирование растворов биополимеров с образованием гелей возможно и под влиянием внешних факторов: температуры, ионов металлов и пр.
Таким образом, применение в качестве селективного тампонирующего материала для снижения обводненности добываемой нефти растворов биополимеров и композиций на их основе, с изменяемыми реологическими свойствами, представляется весьма актуальной задачей.
Целью настоящей работы являлось исследование реологических и тампонирующих свойств растворов биополимеров и создание композиций на их основе для селективной водоизоляции, в том числе и в условиях отсутствия значительной разницы по проницаемости нефтенасыщенных и водонасыщенных интервалов пласта.
