Введение к работе
Актуальность проблемы Большинство разрабатываемых нефтяных месторождений характеризуется ростом обводненности продукции, что является признаком перехода месторождения на последнюю стадию разработки. Обводненность добываемой продукции достигает 70-98 %, при годовом темпе роста обводненности - 3-7 %. Все это приводит к тому, что коэффициент нефтеизвлечения многих месторождений не превышает 30-40%.
В связи с этим, ограничение и изоляция притока вод в добывающих скважинах является одной из важнейших требующих решений задач. Часто изоляция водопритоков стимулирует повышение нефтеотдачи, за счет включения в разработку ранее незадействованных пластов и пропластков.
Работы по изоляции притока воды в скважину относят к ремонтно-изоляционным работам (РИР). Реагенты, применяемые при проведении таких работ, имеют различную химическую природу. К неорганическим материалам относятся цемент, гипс и др. К органическим реагентам относятся, в основном, полимеры, такие как полиакриламид (ПАА), гидролизованный полиакрилонитрил (ГИПАН), карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гидроксиэтилцеллюлоза (ГОЭЦ) и
др.
При исследовании процесса фильтрации нефти через керновый материал была доказана возможность использования самой нефти в качестве селективного реагента для изоляции водопритока, за счет адсорбции на поверхности породы смолистоасфальтеновых веществ. Однако при реализации метода было установлено, что нефть быстро выносится из пласта. Предлагались различные технологии применения отходов переработки нефти с большим содержанием смолистоасфальтеновых веществ (CAB), но в связи с тем, что такие материалы имеют высокую вязкость, их применение технологически сложно. В качестве одного из водоизолирующих материалов было предложено использовать битумную эмульсию (БЭ). БЭ - это дисперсные системы, состоящие из битума, воды и эмульгаторов, придающих БЭ устойчивость во времени. Использование БЭ, с целью изоляции водопритоков, имеет ряд преимуществ. При нанесении на
поверхность породы эмульсия разрушается с выделением битума и адсорбцией его на поверхности, что придает различным материалам гидрофобные свойства, в т.ч. водонепроницаемость. Эмульсии легко наносятся на различные поверхности, проникая за счет невысокой вязкости в поры материалов, хорошо смешиваются с минеральными материалами и связывают их частицы. Все эти свойства БЭ и дают возможность применения их в РИР скважин.
Цель работы - разработка составов устойчивых БЭ на основе дорожных битумов марки БНД 60/90 с использованием доступных эмульгаторов, а также применение БЭ для селективной изоляции притока вод в добывающих скважинах.
Задачи исследования
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
Анализ существующих методов водоизоляции нефтяных скважин.
-
Разработка методики получения БЭ.
3. Исследование ПАВ различной химической природы, позволившее
оценить возможности их использования в качестве эмульгаторов при создании
устойчивых БЭ.
4. Исследование физико-химических свойств полученных БЭ.
5. Выбор рецептуры оптимального состава БЭ на основе эмульгаторов
российского производства.
-
Исследование тампонирующей способности БЭ.
-
Разработка технологии изоляции притока вод в добывающих скважинах с использованием полученной БЭ.
Научная новизна
Установлены зависимости между химической природой используемых эмульгаторов и физико - химическими характеристиками полученных БЭ.
Показано, что возможность образования и стабильность БЭ зависят как от качества и количества эмульгатора, так и концентрации регуляторов рН среды (НС1, NaOH).
Разработан новый композиционный эмульгатор, представляющий собой
смесь сложных эфиров аминов талового масла, формальдегида и ТЭА (Тамин -4) - ПАВ катионного типа (50%) и смесь оксиэтилированных алкилфенолов С)0 - Сп с их сульфоэтоксилатами в форме солей с триэтаноламином (Нефтенол ВВД) -смесь неионогенного и анионоактивного ПАВ (50%). Практическая ценность
-
Разработан состав БЭ с композиционным эмульгатором, обладающий высокой агрегативной устойчивостью.
-
Разработана методика приготовления БЭ, с помощью коллоидной мельницы.
-
Фильтрационными исследованиями показана высокая тампонирующая способность полученного состава БЭ.
-
Разработана технология применения в промысловых условиях полученного состава БЭ для ограничения водопригоков в добывающих скважинах.
Апробация работы
Результаты исследований по теме диссертации были представлены на XIV международной научно-практической конференции «Эфиры целлюлозы и крахмала, другие химические реагенты и материалы в эффективных технологических жидкостях для строительства, эксплуатации и капитального ремонта нефтяных и газовых скважин» , г.Суздаль, 2010г.
Публикации По материалам диссертации опубликовано 3 печатные работы, включая 2 статьи в научных журналах, входящих в перечень ВАК.
Объём и структура работы Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка из 90 наименований и 7 приложений. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста и содержит 10 рисунков и 17 таблиц.
