Способ поддержания внутрипластового давления

 

Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений и позволяет предотвратить снижение приемистости скважин за счет увеличения проницаемости пласта. Для осуществления способа в нагнетательную скважину сначала закачивают оторочку из подкисленной воды с рН не более 5, дополнительно содержащей бихромат калия или натрия из расчета стехиометрического соотношения бихромат-иона и сероводорода сточной воды. Затем в скважину нагнетают сероводородсодержащую сточную воду. Содержащийся в оторочке подкисленной воды бихрома -ион окисляет сероводород в кислой среде до сульфатиона. Это исключает образование сульфида железа, который вьтадает в осадок при контакте закачиваемой сероводородсодержащей воды и железосодержащей пластовой воды. В результате обеспечивается увеличение проницаемости примерно на 15%, а водородный показатель изменяется незначительно , свидетельствуя о сохранении кислой водной среды. 1 табл. i (Л CCI

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 21 В 43 22

ii3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г:ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 420760 (21) 3883740/22-03 (22) 10.04.85 (46) 15.06.87. Бюл. ¹ 22 (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А.Д.Ли, В.П.Тронов, P.З.Сахабутдинов и А.В.Тронов (53) 622.276.0(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 420760, кл. Е 21 В 43/20, 1971. (54) СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ВНУТРИПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области разработки и эксплуатации нефтяных месторождений и позволяет предотвратить снижение приемистости скважин за счет увеличения проницаемости пласта. Для осуществления способа в

„„аО„„1З17101 А 2 нагнетательную скважину сначала закачивают оторочку из подкисленной воды с рН не более 5, дополнительно содержащей бихромат калия или натрия из расчета стехиометрического соотношения бихромат-иона и сероводорода сточной воды, Затем в скважину нагие" тают сероводородсодержащую сточную воду. Содержащийся в оторочке подкисленной воды бихромат-ион окисляет сероводород в кислой среде до сульфатиона. Это исключает образование сульфида железа, который выпадает в осадок при контакте закачиваемой сероводородсодержащей воды и железосодержащей пластовой воды. В результате обеспечивается увеличение проницаемости примерно на 157., а водородный показатель изменяется незначительно, свидетельствуя о сохранении кислой водной среды. 1 табл.

1317101

Изобретение относится к разработ. ке и эксплуатации нефтяных месторож. дений, в частности к технологии поддержания внутрипластового давления путем закачки сероводородсодержащей 5 сточной воды в пласт, и является дополнительным к авт.св. Ô 420760.

Целью изобретения является предотвращение снижения приемистости скважин.

Сущность изобретения сводится к следующему.

В оторочку подкисленной воды с рН не более 5 дополнительно вводят бихромат калия или бихромат натрия из расчета стехиометрического соотнощения бихромат-иона и сероводорода сточной воды. Это предотвращает выпадение сульфида железа в пласте при контакте закачиваемой сероводородсодержащей воды и железосодержащей пластовой воды в случае, когда кислота оторочки подкисленной воды может нейтрализоваться частично при реакции с породой пласта и водородный показатель оторочки возможно по" высится более 5.

2В отсутствие бихромат-иона Сг О, и при рН более 5 имеет место внутрипластовая реакция при контакте закачиваемой и пластовой вод

Р,г+ + НгS FeS3 + 2Н (1)

Нри этом сульфид железа FeS (продукт реакции) выпадает в осадок, что приводит к уменьшению проницаемости пласта.

Связь между приемистостью скважины и проницаемостью выражается формулой е = "" e (2) р. 1п

7Г . где Q — приемистость скважины;

К вЂ” проницаемость пласта °

Из выражения (2) следует, что снижение проницаемости пласта приводит и к снижению приемистости скважины, т.е. выпадение нерастворимого сульфида железа в пласте ведет к снижению проницаемости пласта и приемистости скважин °

Согласно изобретению содержащийся в оторочке подкисленной воды бихромат-ион окисляет сероводород в . кислой среде согласно реакции

ЗН, S+4Cr,Î, + 26Н = 380 + 16Н,O + (3) 8Сгз+

3Н S + 4Кг Cr> Oy + 26HCl — Сгг (SO ) з+

+ 6СгС1, + 8КС1 + 16Н,О (4) Исходя из уравнения реакции (4), составляем пропорцию: для нейтрализации 3 34 г Н.,S необходимо 4 216

Cr>0 (бихромат-ион); для нейтрализации 1 г Н, S необходимо Хг Сг,О, 1гх4х216

3 х 34

Пля нейтрализации 150 г Н, Я по уравнению реакции (4) теоретически необходимо 1275 г бихромат-иона.

Таким образом, из стехиометрии следует, что для нейтрализации 1 г сероводорода необходимо 8,5 г бихромат-иона, а для нейтрализации 150 г сероводорода — 1275 r бихромат-иона.

Из выражения (4) видно, что в отличие от реакции по формуле (1) введение в оторочку подкисленной воды бихромат-иона предотвращает образование нерастворимого сульфида железа.

Из выражения (3) видно, что в предлагаемом способе в реакцию с сероводородом вступают бихромат-ион и ион водорода. Поэтому катионом может быть любая соль двухромовой кислоты.

Исходя из распространенности и совместимости с пластовыми водами, рекомендуется брать бихромат одновалентного щелочного металла натрия или калия, Бихроматы калия и натрия являются сильными окислителями в кислой среде и выпускаются согласно ГОСТ.

Применение бихроматов: спичечная промышленность, пиротехника, фотография, химические реактивы.

Сероводород, один из двух необходимых для образования сульфида железа компонентов, окисляется до сульфат-иона. Поэтому исключается образо вание сульфида железа по реакции (1), Реакции (3), записанной в ионной форме, соответствует следующая химическая реакция с участием сероводо- рода закачиваемой воды, а также бихромата калия и соляной кислоты из подкисленной оторочки:

17101 4 кую воду с концентрацией ионов железа 220 мг/л, замеряя при этом проницаемость. После насыщения образца девонской водой закачивали подкисленную водную оторочку в количестве

5 мл с рН-4 (воду подкисляли соляной кислотой в количестве 0 12 г/л). 3a-, тем в образцы закачивали 15 мл пластовой воды, содержащей сероводород в количестве 1-150 мг/л. После 5 сут: выдерживания определяли проницаемость модели пласта. В оторочку других опытов, кроме соляной кислоты, в водную оторочку добавляли бихромат15 ион в количестве 3-950 мг/л. Концентрации сероводорода в воде охватывали весь диапазон известных. При проверке в лабораторных условиях использовали бихромат калия и соля20 ную кислоту.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Проницаемость модели пласта, мд

Концентрация бихромат-иона

Концентрация сероводорода в воде, мг/л

Изменение проницаеЖ в воде, мг/л до опыта после опыта

45,7

38,3 — 16,2

-8,3

-0,5

40,9

37,5

37,9

37,7

58,4

48,4

10

53,3

47,1

49,3

49,4

250

44,6

59ь7

300

53,1

43,3

350

45,2

600

104,2

73,4

150

850

150

81,2

99,3

150

950

108,3

106,7

47,6

100

48,3

54,2

150

53,1 — 1,7

Способ осуществляется в следующей последовательности.

До начала закачки сероводородсодержащей воды в нагнетательную скважину закачивают оторочку из пресной воды, обработанной смесью кислоты и бихромата одновалентного щелочного металла с таким расчетом, чтобы значение рН было не более 5, а содержание бихромат-иона — по стехиометрическому соотношению с сероводородом. После этого в скважину нагнетают сероводородсодержащую сточную воду.

Для подтверждения положительного эффекта изображения, а также необходимых количеств бихромат-иона провели экспериментальные исследования.

Через образцы карбонатной породы

Ю (диаметром 40 мм, длиной 130 мм, пористостью 22,3X) пропускали девонс-17, 1 — 11,6

+0,2

-25, 3. — 18,5 — 1,3

-29,5 — 18,2

1317101

Продолжение таблицы

Концентрация серо- . водорода в воде, мг/л

Концентрация бихроЙат-иона

Проницаемость модели пласта, мд

Изменение проницаемости, Х в водер мг/л до опыта после опыта

-0,8

60,8

61 3

500

+1,4

50,8

50,1

750

50 — 14,5

73,3

500

85,7

100

75,4

-1,2

76,3

700

100

+0,7

91,4

92„0

1000

100

81,1

-0,1

81,2

1500

100

82,4

-24,9

109,7

750

150

97,3

98,2

1050

150

101,8

118,5 t02,9

120, 1

-1,1

-1,3

1500

150

2250

150

Заказ 2399/27 Тираж 532

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, изобретение п ние бихромат калия в оторочке таково, обеспечивает увеличение проницаемос- чтобы концентрация бихромат-иона из ти примерно на 157 при содержаниях стехиометрического соотношения с бихромат-иона в оторочке, близких сероводородом достигала значения к взятым из стехиометрического со- 1008 5 = 850 мг/л. Закачивают подотношения по формуле (4). При этом кисленную оторочку пресной воды в водородный показатель воды после

35 пласт в количестве 57. объема. Вслед опытов изменился незначительно (с за оторочкой в пласт закачивают серо4,.0 до 4,3), что свидетельствует водородсодержащую сточную воду. о сохранении кислой водной среды даФормула и з о б р е т е н и я же при воздействии на реактоспособную карбонатную породу. Способ поддержания внутрипластоПример. Сероводородсодержа- вого давления по авт.св. № 420760, щую сточную воду с концентрацией се- отличающийся тем, что, роводорода 100 мг/л закачивают в кар- с целью предотвращения снижения приебонатнЫй нефтяной пласт с железосо- мистости скважин, оторочка из поддержащей пластовой водой. кисленной воды с рН не более 5 дополГотовят оторочку подкисленной кительно содержит бихромат калия или пресной воды с pH=4,0, содержащей бихромат натрия из расчета стехиомесоответствующее количество соляной трического соотношения бихромат-иона кислоты и бихромата калия. Содержа- „ и сероводорода сточной воды.

Составитель А. Бруслов

Редактор M. Келемеш Техред Л.Олийнык Корректор Е.Рошко