Применение методов разглинизации для условий пластов Ю1 Варынгского месторождения

Электронография является  методом структурного анализа и  позволяет  получать и  интерпретировать дифракционные картины от ориентированных косых  текстур микрокристаллических агрегатов и  микродифракционные - от мельчайших монокристаллов. Электронографический анализ используется для уточнения  структур  тонкодисперсных минералов и для диагностики политипов.  Весьма  эффективным является  метод  микро-дифракции  электронов,   который может  использоваться  для  структурного анализа,  идентификации минералов, для диагностики рентгеноаморфных минералов.

Оптическое  изучение может проводиться в гонких шлифах. Обычно шлифы используются для характеристики микроструктур,  а  также для  выяснения  взаимоотношений основной  тонкодисперсной массы с обломочным материалом алевритопесчаного размера  и с аутигенными образованиями.

Термическое  изучение  тонкодисперсных минералов проводится при одновременной  регистрации  кривых нагревания  и кривых потери веса. В случае сложных смесей диагностика термографическим методом  весьма затруднительна,  однако последовательную оценку вещественного состава можно вести при анализе обработанных образцов или при сравнении с эталонными  термограммами различных смесей.

Химический анализ. Обычно химическая  характеристика дается для тех фракций, где рентгеновским методом установлено преимущественное развитие конкретного материала. Пересчет результатов химического анализа на структурную формулу имеет смысл только в том случае,  когда образец практически мономинерален.   Химическая характеристика минеральных смесей может быть использована в качестве дополнительных сведений при минералогическом анализе. Как для глинистых,   гак и для цеолитовых минералов проводится определение величины емкости поглощения,  а также ее ионного состава.

Метод инфракрасной спектроскопии,   кроме идентификации минералов,  позволяет диагностировать отдельные структурные единицы,   типы воды,  степень кристалличности,  характер промежуточных фаз при  различных изменениях того или иного минерала. Особое значение ИК—спектроскопия  имеет при изучении рентгеноаморфных минералов  (низкотемпературных  форм кремнезема, гидроокислов железа и марганца и  т.п.), а  также при исследовании изоморфизма.

Методы количественного  анализа различны и обладают различной точностью. Количественные оценки получают при использовании разнообразных методов рентгеновского количественного анализа,  термовесового анализа,  инфракрасной спектрометрии,  оптического метода. Наиболее  распространен прямой метод количественного рентгенодифрактометрического анализа с измерением интегральных интенсивностей аналитических линий на дифрактограмме.

Рациональная схема  исследования  тонкодисперсных минералов,   т.е. выбор последовательного применения различных методов диагностики,  не может быть однозначной и зависит от объекта исследования  и от поставленных задач.  По—видимому, в каждом конкретном случае должна составляться подробная программа исследований,  учитывающая все поставленные нефтяниками задачи и позволяющая   получить обоснованные ответы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 МЕТОДЫ РЕАГЕНТНОЙ РАЗГЛИНИЗАЦИИ НИЗКОПРОДУКТИВНЫХ  КОЛЛЕКТОРОВ

 

Как отмечено выше,  под  действием пресной или слабоминерализованной воды   (менее  20 г/л солей)   происходят самопроизвольное набухание и диспергирование глин в пласте. Увеличение объема глинистых минералов и пород обусловлено как процессами образования  диффузивных    слоев,   так и мономолекулярного адсорбционного слоя,  образование  которого происходит с выделением  тепла   (98  калорий на грамм связанной воды,  по данным Ф.Д.Овчаренко). Добавки  химреагентов могут уменьшить или увеличить этот эффект. В зависимости от  той цели,   которая преследуется,  можно изменять механизм воздействия  на глиносодержащие пласты. Так,  в уже  хорошо промытых высокопроницаемых зонах есть смысл добиться  набухания  и диспергирования глин, чтобы затампонировать эти зоны и перераспределить поток агента в менее выработанные участки коллектора  с меньшей проницаемостью.  В других случаях,   особенно  в приэабойной зоне скважин,  набухание глинистой составляющей коллектора играет явно отрицательную роль,  снижая нефтедобычу пласта,  что  требует стабилизации глины.  Рассмотрим различные  химические добавки к воде,  влияющие на глинистую составляющую коллектора,  в зависимости от  их роли в описанных процессах.

 

5.1 ПРИМЕНЕНИЕ ПАВ ДЛЯ РАЗГЛИНИЗАЦИИ НИЗКОПРОДУК-ТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

 

Одной  из добавок к  воде  с целью увеличения  нефтедобычи являются  поверхностно-активные вещества   (ПАВ). Они подразделяются на  неионогенные,  анионные и катионные. С ростом концентрации  ПАВ  всех  трех  типов величина набухания  снижается не более    чем на  35 % по сравнению с набуханием в воде,  и говорить о полном  подавлении набухания глин действием ПАВ необоснованно.  Несмотря на общую тенденцию различных ПАВ снижать набухаемость глин,  механизм их взаимодействия  с ними различный.

Неионогенные   и  анионоакгивные   ПАВ,   конкурируя   с   молекулами  воды,  но дают им возможности  адсорбироваться  и попадать в межпакетное пространство глин.  Однако после прокачки  8...12 поровых объемов пресной воды набухаемость глин восстанавливается.

Механизм действия  катионоактивных  ПАВ на монтмориллонит отличен от вышеизложенного. Адсорбция  органического катиона  такого  типа  ПАВ происходит не  только на  внешней базальной поверхности,  но и в межпакетном пространстве минерала.  Происходит модифицирование поверхности монтмориллонита.  Прочность связи при катионоактивном  ПАВ значительно выше,  чем двух других видов  ПАВ.  Многократные промывки пресной водой дают лишь частичную десорбцию катионов.

Одной из разновидностей поверхностно-активных систем, что  используют в процессах добычи нефти  и газа, являются мицеллярные растворы на основе нефтяных сульфонатов. Их применение позволяет достаточно снизить межфазное натяжение на границе нефть - раствор, увеличить нефтевытесняющую способность раствора, особенно в отношении остаточной нефти, разрушить водонефтяные эмульсии, улучшить процесс освоения скважины после обработки. В качестве мицеллярных растворов на нефтяных месторождениях Украины использовали карпатол и КНС (концентрат нефтяных сульфонатов). Осваивается производство еще одного мицеллярного раствора - сумирола. Для воздействия на пласт разработано четыре технологии с использованием мицеллярных растворов. Это обработки только растворами нефтяных сульфонатов или в комплексе с другими реагентами внедрены более чем на 40 скважинах.

Рассмотрим эффект взаимодействия ПАВ с глинистыми частицами на примере препарата “МЛ-СУПЕР”.

С  целью усиления  этого  эффекта  и учитывая, что поверхностно-активные  вещества (ПАВ) являются не только активными эмульгаторами, но и в значительной степени снижают адгезию глинистых  частиц к породе продуктивного пласта,  в экспериментах  исследовался в качестве ПАВ моющий препарат  "МЛ-СУПЕР". Изучение влияния физико-химических и термодинамических условий на проницаемость глинистых пород представляет значительный интерес для решения различных  вопросов регулирования процесса разработки месторождений. Так как степень набухания  глинистых частиц зависит от минерализации закачиваемой воды, то в проводимых экспериментах для получения наибольшего эффекта в модель элемента пласта после создания остаточной нефтенасыщенности закачивалась пресная вода, по которой определялась водопроницаемость. В проведенных экспериментах объем закачиваемой оторочки химсостава составлял 0,1 объема пор модели элемента пласта; линейная скорость фильтрации - 7 м/сут. После прокачки кислотного “МЛ-СУПЕР” было достигнуто увеличение исходной проницаемости в 2,17 раза, а при добавлении в этот же состав тонкодисперсного порошка “Полисил” увеличение проницаемости составило 2,43 раза.

Выводы и  рекомендации по исследованию препарата  “МЛ-СУПЕР”:

1.Исследован препарат  “МЛ-СУПЕР” и рекомендован для  применения в технологиях реагентной разглинизации продуктивных коллекторов.

2.Подобрана поверхностно-активная  композиция, обладающая наиболее  эффекетивными свойствами по  разглинизации.

3. Композиция  “МЛ-СУПЕР+  Полисил +(pH=1)” рекомендуется к опытно-промышленным испытаниям на имеющемся обширном фонде проблемных нагнетательных скважин и при освоении добывающих скважин под нагнетание.

 

5.2 ПРИМЕНЕНИЕ ЩЕЛОЧНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ РАЗГЛИНИЗА-ЦИИ НИЗКОПРОДУКТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

 

Наиболее простым в  применении и довольно эффективным  способом физико-химического воздействия на  нефтяные пласты является  щелочное  заводнение  и его модификации с другими  химреагентами.  Основными факторами,  определяющими повышение нефтеотдачи  при щелочном воздействии,  являются: снижение межфазного  натяжения;  изменение смачиваемости породы;  эмульгирование  нефти.

Взаимодействие щелочи с  породой глиносодержащего нефтесодержащего  коллектора ведет к потерям щелочи.  Оба эти фактора приводят к  значительному снижению проницаемости породы-коллектора и ухудшению эффективности способа.  Причем наиболее  значительное набухание и диспергирование глинистых частиц  наблюдаются  под воздействием  NaОН, так как ионы натрия  обладают наибольшей  расклинивающей способностью.  Для  разных групп глинистых минералов способность к поглощению щелочи  различная. Способность глин различного    состава к поглощению щелочи показана  в табл.1.

                 Таблица 1.

Типы глин	Способность глины к катионному обмену мг-экв/100г породы
Каолинит:
натриевый	12,22
кальциевый	12,2
натуральный	12,2
Иллит:
натриевый	10
кальциевый	19
натуральный	19
Монтмориллонит:
натриевый	117
кальциевый	117
натуральный	117

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросами набухания  глин в широком диапазоне концентраций щелочи от 0,01  до  45 % и интервале  температур от 2О до  6О    занимался В.В.Кисаев. Им было показано,  что при небольшом содержании щелочи   (менее  0,5...1  %)   конечная  величина  коэффициента набухания  в  1,1-1,3  раза  выше,  чем в пресной воде.  С ростом концентрации щелочи в растворе  коэффициент набухания уменьшается.  Так, при концентрации щелочи,  равной 40...45 %,  его величина в  1,5-3  раза меньше,  чем    для пресной воды.  При  увеличении  температуры опыта от  20до  60 °С наблюдалось уменьшение набухаемости глин примерно на 25...30 %.  Эксперименты же,  проведенные на кернах Старогрозненского месторождения,  подтвердили, что существует некоторый порог концентрации щелочи в растворе   (6...10 %),  после  которого проницаемость выше по сравнению с  пресной водой.

Эксперименты показали,  что с  ростом коэффициента глинистости от 0 до  25 % происходит рост водонасыщенности  породы от  12,6  до 32,5 %.  На кернах месторождения Кюровдаг определены  коэффициенты вытеснения нефти в зависимости от процента глин.  Помимо снижения  нефтевытесняюших свойств, происходит и рост потребления щелочи с увеличением глин в коллекторе.  Так, для вытеснения 50% нефти и пористой среды с глинистостью 25 % необходимо было нагнетать раствор щелочи в 7  раз больше,  чем при глинистости  5 %,   т.е.  от 0,6 до 4,2  поровых объемов. При малом содержании глины в породе очень важен расход щелочи.

Таким образом,   характер взаимодействия  щелочи и глины зависит от целого ряда факторов: от  типа  глины,  самого щелочного  реагента,   количества глины в коллекторе  и    концентрации щелочного реагента,   температуры,  времени контакта и ряда других факторов.

Ухудшенными с  точки  зрения  набухания  и диспергирования  глин являются условия:  повышенное содержание монтмориллонитовых глин   (выше  20 %); нормальная  температура (20...23 С); прокачка щелочи с  высокоактивными обменными ионами; низкие  концентрации щелочного раствора. В  таких условиях проницаемость может достигать практически нуля,  что приведет к снижению эффективности воздействия.

При повышении содержания глин растет в значительной степени расход (7-8 раз) и уменьшается коэффициент вытеснения нефти (на 5...15 %) щелочным агентом.

Выводы экспериментальных исследований подтверждаются и промысловыми данными,  полученными по месторождениям: Азербайджана,   Чечено-Ингушетии   (Старогрозненское месторождение).  Хотя  на  этих месторождениях получен и положительный результат от щелочного воздействия,  но эффективность его была бы гораздо выше при  отсутствии набухающих глин и   нефтесодержащем   коллекторе,   только  сочетание   щелочного  воздействия   со  специально  подобранным полимерным воздействием позволило достичь положительного эффекта на месторождении Айзенхауэр Юнит, где  закачка щелочи проводилась в глиносодержащий коллектор.