Регистрация / Вход
Прислать материал

"Термостабильный реагент для увеличения добычи нефти" или "термостабильный самоотклоняющийся кислотный состав для интенсификации добычи нефти и газа из карбонатных коллекторов"

Сведения об участнике
ФИО
Идрисов Айрат Ринатович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Химия высокомолекулярных соединений. Нефтехимия. Катализ
Тема
"Термостабильный реагент для увеличения добычи нефти" или "термостабильный самоотклоняющийся кислотный состав для интенсификации добычи нефти и газа из карбонатных коллекторов"
Резюме
Реализация проекта предполагает создание новой технологии интенсификации добычи нефти из высокотемпературных скважин. С этой целью, будет разработан самоотклоняющийся кислотный состав на основе термостабильного вязкоупругого ПАВ, а также создана и отлажена технология его производства. Кроме того, реализация проекта предполагает проведение опытно-промысловых испытаний разработанной технологии и внедрение ее в промышленность.
Необходимость выполнения проекта обусловлена отсутствием эффективных технологий интенсификации добычи нефти и газа из скважин, вскрывших неоднородные, высокотемпературные (выше 90ºС) карбонатные коллектора.
Ключевые слова
Термостабильность, цвиттер-ионные ПАВ, цилиндрические мицеллы, реологические свойства, вязкоупругость, микрореология, диффузионно-волновая спектроскопия, статическое рассеяние света, микроструктура.
Цели и задачи
Цель: разработать термостабильный реагент для увеличения добычи нефти из высокотемпературных скважин

Задачи:
1. 2016 год - Исследование реологических свойств водных растворов термостабильного вязкоупругого поверхностно-активного вещества, а также разработка на его основе самоотклоняющегося кислотного состава для интенсификации добычи нефти и газа из высокотемпературных карбонатных коллекторов.
2. 2017 год - Разработка и отладка технологии производства термостабильного вязкоупругого поверхностно-активного вещества. Наработка опытной партии.
3. 2018 год - Опытно-промышленные испытания самоотклоняющегося кислотного состава для интенсификации добычи нефти и газа из высокотемпературных карбонатных коллекторов. (Обработка самоотклоняющимся кислотным составом призабойной зоны двух-трех высокотемпературных скважин.)

СКС - самоотклоняющийся кислотный состав
КС-кислотный состав
Введение

Наиболее эффективных методов интенсификации добычи нефти из карбонатных коллекторов является применение СКС. В основе действия таких составов лежит их способность многократно увеличивать вязкость в ходе реакции с карбонатной породой. Образующийся в результате гель создает эффективное локальное отклонение новых порций КС к ранее необработанным низкопроницаемым участкам пласта. Существенным ограничивающим фактором применения самоотклоняющихся кислот является значительное снижение их вязкости, а следовательно и эффективности, при температурах выше 90°С. Поэтому, актуальной научно-технической задачей является разработка самоотклоняющегося кислотного состава, эффективного при обработках высокотемпературных скважин (до 150°С). 

Методы и материалы

Для исследования свойств нового термостабильного вязкоупругого ПАВ будут использоваться следующие методы: тензиометрия, ротационная вискозиметрия, кондуктометрия, рН-метрия, динамическое рассеяние света (Photocor Complex). Применение традиционных методов (тензиометрия, кондуктометрия) в сочетании с инструментальными методами позволит не только установить концентрационные и температурные границы существования вязкоупругих растворов (критическую концентрацию мицеллообразования и температуру Крафта), но и получить информацию об их структуре растворов. Для разработки и оценки эксплуатационных характеристик высокотемпературного самоотклоняющегося кислотного состава будет использована оригинальная методика, обеспечивающая сравнительный анализ основных реологических характеристик и отклоняющую способность системы в широком диапазоне температур (от 20 до 150°С).

Описание и обсуждение результатов

Разработанный самоотклоняющийся кислотный состав на основе термостабильного вязкоупругого ПАВ будет способен обеспечить достижение следующих полезных свойств:

1. Диапазон применимых концентраций соляной кислоты 10-28 мас.%.

2. Гомогенность и стабильность кислотной системы при концентрации соляной кислоты 10-28 мас.% в диапазоне температур раствора минус 10°С - плюс 150°С.

3. Вязкость самоотклоняющейся кислотной системы в 15%-ной соляной кислоте, при комнатной температуре, не более 10-100 мПа·сек (при скорости сдвига 100 1/с).

4. Повышение вязкости самоотклоняющейся кислотной системы до 500-1000 мПа·сек (при скорости сдвига 100 1/с) при частичной или полной нейтрализации кислоты в результате реакции с карбонатом кальция при температурах до 150°С.

5. Снижение вязкости самоотклоняющейся кислотной системы до 5-10 мПа·сек (при скорости сдвига 100 1/с) при контакте с углеводородами - «эффект разрушения» при разбавлении нефтью.

6. Отсутствие в составе нерастворимых твердых частиц.

7. Минимальная чувствительность (в пределах не более ±10%) реологических и физико-химических свойств к присутствию ионов железа (до 3 г/л ), алюминия (до 5 г/л), магния (до 20 г/л ), натрия (до 100 г/л), калия (до 10 г/л), ингибиторов коррозии.

8. Простота и легкость приготовления кислотного состава в промысловых условиях путем смешения компонентов без уникального оборудования.

Уникальным отличием разработанного самоотклоняющегося кислотного состава станет способность поддерживать вязкость до 500-1000 мПа·сек (при скорости сдвига 100 1/с) при частичной или полной нейтрализации кислоты, при температурах до 150°С.

В основе технологии лежит способность «самоотклоняющегося» кислотного состава многократно увеличивать вязкость в ходе реакции с карбонатной породой пласта (рис.1). Образующийся в результате гель создает эффективное локальное отклонение новых порций кислотного состава к ранее необработанным низкопроницаемым участкам. В результате достигается равномерная стимуляция всего продуктивного интервала пласта.

Самоотклоняющиеся кислоты на основе нового гелеобразователя обладают значительно более широким рабочим интервалом температур. Считается, что для эффективного отклонения потоков необходима вязкость, не менее 100 мПа•с (100 1/с). Из рис.2 видно, что применение нового гелеобразователя позволяет достигать требуемых значений вязкости вплоть до 150°С.

Рис.1 - Зависимость эффективной вязкости кислотного состава от pH. t =130°C

Рис.2 - Зависимость эффективной вязкости, прореагировавшего кислотного состава от температуры

Используемые источники
1. Raghavan S. R., Kaler E. W. Highly viscoelastic wormlike micellar solutions formed by cationic surfactants with long unsaturated tails // Langmuir. 2001. V. 17. P. 300-306.
2. Shashkina J. A., Philippova O. E., Zaroslov Y. D., Khokhlov A. R., Pryakhina T. A., Blagodatskikh I. V. Rheology of viscoelastic solutions of cationic surfactant. Effect of added associating polymer // Langmuir. 2005. V. 21. № 4. P. 1524-1530.
3. Kern F., Lequeux F., Zana R., Candau S. J. Dynamic properties of salt-free viscoelastic micellar solutions // Langmuir. 1994. V. 10. № 6. P. 1714-1723.
4. Couillet I., Hughes T., Maitland G. Synergistic effects in aqueous solutions of mixed wormlike micelles and hydrophobically modified polymers // Macromolecules. 2005. V. 38. № 12. P. 5271-5282.
полный список смотреть во вложенном файле: "информация.doc"
Information about the project
Surname Name
Thermostable reagent for increasing oil production. (Thermostable fail-safe acid composition for increasing of oil and gas recovery from carbonate reservoirs.)
Project title
The project involves the creation of new technologies of intensifying oil production of high-temperature wells. For this purpose, it will be developed fail-safe acid composition based on thermostable viscoelastic surfactant, as well as created and debugged technology of its production. In addition, the project involves a pilot field testing of the technology and its implementation in the industry.
Summary of the project
One of the most effective methods for intensifying of oil production from carbonate reservoirs is using of the fail-safe acid composition, which are viscoelastic surfactant solution in a mineral acid. The operation of such compositions is their ability to multiply increase the viscosity during reaction with carbonate rock. The resulting gel creates effective local deviation of new portions of the acid composition to previously untreated low-permeability reservoir sites. Thus, application of the acidic composition based on viscoelastic surfactant provides uniform intensification of entire productive interval. An important factor limiting the application fail-safe acid composition is a significant reduction in their viscosity and in view of this the efficiency at temperatures above 90 ° C. It limits the scope of application of this method, since the temperature in carbonate reservoirs can be considerably higher. Therefore actual scientific and technical task is to develop fail-safe acid composition, which effective in the treatments of high temperature wells (up to 150 ° C). The present project is directed on the solution of this problem.
Keywords
Thermal stability, zwitterionic surfactants, cylindrical micelles, rheology, viscoelasticity, microrheology, diffusion-wave spectroscopy, static light scattering, microstructure.