Полимеры

Цели и задачи проведения химических анализов на содержание закачиваемых агентов.

Лекция №18.

Тема: Контроль за процессом выработки запасов нефти.

Цель: Изучить цели и задачи проведения химических анализов на содержание закачиваемых агентов.

Ключевые слова: Химические реагенты, ПАВ.

Основные вопросы и содержание:

1. Цели и задачи проведения химических анализов на содержание закачиваемых агентов.

Химические методы основаны на проведении анали­тических реакций, конец которых определяют с помощью при­боров.

Приборы измеряют изменение светопоглощения, электропро­водности и других физико-химических свойств веществ, завися­щих от концентрации определяемого вещества. Результат фик­сируется на ленте записывающего устройства, цифровом табло или другим способом.

При выполнении анализов наряду со сравнительно простым оборудованием применяются приборы со сложными оптиче­скими и электронными схемами. Отсюда общее название этих методов — инструментальные методы анализа.

Инструментальным методам, как правило, свойственны вы­сокая чувствительность, селективность, быстрота выполнения анализа, использование малых количеств исследуемых веществ, объективность результатов, возможность автоматизации процесса и обработки полученной информации с помощью ЭВМ. Многие определения принципиально осуществимы только инструментальными методами и не имеют аналогов в традици­онных гравиметрических и титриметрических методах.

Это относится к количественному разделению и идентифика­ции компонентов, установлению группового и индивидуального состава сложных многокомпонентных смесей, анализу следовых примесей, установлению структуры веществ и другим сложным задачам аналитической химии нефтей и нефтепродуктов. Наибольшее практическое значение имеют следующие груп­пы инструментальных методов анализа.

Химическое заводнение - это улучшенный метод добычи нефти с поддержанием пластового давления пу­тем нагнетания в пласт воды и при использовании разных нагнетатель­ных и добывающих скважин. Каждый такой процесс уникален. Он опреде­ляется свойствами пластовых пород и структуры, свойствами насыщающих флюидов, степенью истощения коллектора и качеством закачиваемой воды. Размещение нагнетательных скважин вниз по линии падения пла­ста способствует увеличению коэффи­циента вытеснения нефти благодаря различию плотностей. В процессе используется несколько нагнетательных скважин, для каждой из которых задаются условия нагнетания (давления и объемы.) Качество воды часто является причиной возникновения таких эксплуатационных проблем, как разбухание глин, отложение минеральных солей и коррозия. Присут­ствие взвешенных твердых частиц в закачиваемой воде может быть связано с естественными водами, смешением вод из различных источников, выделением растворенного газа, кор­розионными проявлениями, жизнедеятельностью бактерий или аэрацией вод. Такие газы, как H₂S, CO₂, O₂, могут вызывать коррозию, выпадение в осадок твердых частиц и минеральных осадков.

При химическом заводнении используются отдельные нагнетательные и добывающие скважины. Наиболее широкое распространение получили полимеры, ПАВ и щелочи, но нередко химические реагенты применяются комплексно. Оторочки полимера обычно закачивают вслед за оторочками ПАВ или щелочей для увеличения коэффициента охвата.

При эксплуатации нагнетательных скважин в процессах обычного и хи­мического заводнения главными при­чинами для беспокойства являются совместимость закачиваемых и пластовых вод, разрыв оборудования под действием давления, перемещение мельчайших пластовых частиц, под­держание приемистости, коррозия, охлаждение пласта и контроль эксп­луатационных показателей. К обычным проблемам, с которыми сталки­ваются в добывающих скважинах, от­носятся увеличение обводненности продукции и объемов лифтируемой жидкости, повышенные нагрузки на устройства механизированной добы­чи, коррозия, осаждение минераль­ных солей, вынос в скважину плас­тового песка и приток кислых вод, если в пласт вводятся сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ). Спе­цифичными проблемами, свойствен­ными только химическому заводне­нию, являются химическая совмести­мость между технологическими, за­качиваемыми, пластовыми водами и другими химическими реагентами; хранение химических веществ и об­ращение с ними; правильное смеше­ние химических материалов с зака­чиваемой водой; пониженная при­емистость; повышенная коррозионная агрессивность и образование, эмульсий в добывающих скважинах.

К затруднениям, связанным с хи­мическим заводнением, относятся также разбавление химического со­става пластовыми флюидами, адсор­бция химических материалов пласто­вой породой, химическое взаимодей­ствие с пластовыми флюидами или минералами, микробиологическое разложение и деструкция ПАВ и по­лимеров под воздействием высоких температур или напряжений сдвига. Приемистость часто снижается в результате введения вязких флюидов и материалов, которые уменьшают про­ницаемость. СВБ и кислород, раство­ренный в воде, вызывают коррозию оборудования в нагнетательных и до­бывающих скважинах. ПАВ удаляют защитные масляные пленки с труб­ной арматуры нагнетательных сква­жин, вследствие чего металлические поверхности становятся гидрофиль­ными, что может ускорить коррозию внутренней поверхности труб.

Для скважин с трубными изделиями, не имеющими внутренних по­крытий, рекомендуются программы контроля коррозии и применения биоцидов и ингибиторов коррозии. Исследования на совместимость весь­ма важны, поэтому нагнетательные системы должны очищаться, прежде чем начнется закачка ПАВ. Иначе ПАВ начнут очищать нагнетательный трубопровод и колонну НКТ, осадки будут отлагаться на поверхности по­род в скважине и снижать приемис­тость пласта. Применительно к кон­кретному методу добычи нефти для выбора имеются сотни фирменных марок. Когда рассматривается комби­нированный метод увеличения нефтеотдачи с использованием полиме­ров, ПАВ или щелочей в сочетании с поглотителями кислорода, биоцидами и умягчителями воды (снижение жесткости), необходимо проконсуль­тироваться с экспертами в области применения химических реагентов и их взаимодействия с пластовыми по­родами и насыщающими их флюи­дами.

Изменение отношения подвижностей может улучшить пока­затели заводнения и повысить коэф­фициент нефтеотдачи. Коэффициент охвата пласта повышается путем увеличения вязкости закачиваемых флюидов. Для регулирования подвижно­сти преимущественно используются такие водорастворимые полимеры, как биополимеры ксантановой смо­лы или частично гидролизованные полиакриламиды либо акриламиды, сополимеризированные с акриловой кислотой. Ксантановые смолы лучше загущаются в жесткой воде, в то время как полиакриламиды более стабильны в щелочных условиях. Ни один из этих полимеров не допуска­ет высокого содержания кислорода или ионов железа, поэтому О₂ требу­ется полностью исключить и рассмот­реть возможность применения эксп­луатационных устройств, трубопрово­дов и колонн НКТ, облицованных пластиком или другим защитным материалом.

Для полимерного заводнения пред­ложено несколько критериев отбора. Коллектор должен быть пред­ставлен песчаником, проницаемость которого превышает 0,04 мкм², тем­пература не выше 93°С, вязкость не­фти в пластовых условиях не превы­шает 40 мПас и общее содержание растворенных твердых частиц в ми­нерализованных пластовых водах не выше 10 %. Предпочтение отдается однородным пластам, характеризуе­мым более равномерным характером течения. При закачке полимерного раствора низкая проницаемость мо­жет стать причиной затруднений, свя­занных с приемистостью. Карбонат­ных коллекторов следует избегать из-за неоднородности и низкой прони­цаемости скелета породы.

Дата добавления: 2014-01-07