Опыт проводить под тягой!
Отмеряют цилиндром 45 мл подогретой пресной воды, выливают ее в стеклянный стакан на 100 мл. Навеску хлорида аммония - 5 г и нитрита натрия - 6 г, помещают в стакан с водой и растворяют, перемешивая стеклянной палочкой. В полученный истинный раствор при помощи шприца вводят 0,55 мл Нефтенола ВВД и осторожно перемешивают, не взбивая пены. Отмеряют цилиндром 10 мл пресной воды, выливают ее в стакан на 50 мл и при помощи шприца вводят туда же 2 мл Алкилфосфата "Химеко", перемешивают при помощи стеклянной палочки.
В предварительно подогретую до 80°С водяную баню устанавливают литровый цилиндр и сливают туда оба раствора, содержимое цилиндра слегка перемешивают.
Образующаяся пена наблюдается в течение 30 мин. Определяют время, в течение которого образуется максимальный объем пены и вычисляют кратность пены:
K= Vм/Vж,
где Vм - максимальный объем пены;
Vж - первоначальный объем жидкости (62 мл).
2. Приготовление углеводородной пены.
Материалы
1.Вода пресная;
2.Нефть;
3.Нитрит натрия - порошок;
4.Хлорид аммония - порошок;
5.Алкилфосфат "Химеко".
Опыт проводить под тягой!
Отмеряют цилиндром 100 мл нефти, выливают ее в стеклянный стакан на 100 мл и при помощи шприца вводят туда же 1 мл Алкилфосфата "Химеко", перемешивают при помощи стеклянной палочки. Отмеряют цилиндром 45 мл подогретой пресной воды, выливают ее в стеклянный стакан, на 50 мл. Приготовленную навеску: хлорида аммония - 5 г и нитрита натрия - 5 г, помещают в стакан с водой и растворяют, перемешивая стеклянной палочкой.
В предварительно подогретую до 80°С водяную баню устанавливают литровый цилиндр и сливают туда оба раствора, содержимое цилиндра слегка перемешивают.
Образующаяся пена наблюдается в течение 30 мин. Определяют время, в течение которого образуется максимальный объем пены, вычисляют кратность пены:
K= Vм/Vж,
где Vм - максимальный объем пены;
Vж - первоначальный объем жидкости (150 мл).
Лабораторная работа № 8
Исследование эффективности реагентов для повышения нефтеотдачи пластов и изоляции водопритока на многофункциональная фильтрационная установка высокого давления.
Вводная часть. Тестирование в лабораторных условиях технологий, направленных на частичное тампонирование высокопроницаемых пропластков коллектора с целью выравнивания профилей приемистости в нагнетательных скважинах основывается на проведении сравнительных экспериментов .
В результате этих экспериментов, определяется фактор остаточного сопротивления, представляющий собой отношение проницаемостей пористой среды по какой-либо фильтрующейся жидкости до и после воздействия тестируемого реагента.
При этом вся серия сравнительных экспериментов должна быть проведена по единой методике; одинаковых термобарических условиях, c использованием одних и тех же рабочих жидкостей и, самое главное c использованием образцов пористой среды с одинаковыми значениями проницаемости, пористости и структуры пористой среды.
Образцы кернов продуктивных пород, как правило, различны по проницаемости и морфологии. Это различие характерно даже для образцов, изготовленных из одного кернового материала.
Обладая сравнительно низкой абсолютной проницаемостью, образцы кернов после воздействия тампонирующих составов могут вообще стать непроницаемыми.
Кроме того, линейная фильтрация через образцы кернов определенных систем, особенно дисперсных, содержащих твердую фазу, легко приводит к образованию так называемой торцевой корки.
Поэтому образцы натуральных кернов малопригодны для выполнения такой задачи.
Для выполнения тестовых сравнительных экспериментов по исследованию тампонирующих составов, воздействие которых на фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) пористой среды не связано с реакцией состава с различными составляющими пористой среды и влиянием на ФЕС продуктов такой реакции, идеально подходят насыпные модели пористых сред.
Для набивки таких моделей пласта используется молотая в течение определенного времени на шаровой мельнице исходная фракция кварцевого песка, чем достигается с хорошей воспроизводимостью заданная проницаемость пористой среды. При этом структура пористой среды насыпной модели определяется упаковкой зерен песка и является постоянной для любой проницаемости, что доказывается тем фактом, что пористость насыпных моделей пласта всегда составляет величину близкую к 30%.
С учетом необходимости исследования в лабораторных условиях различных тампонирующих составов, в учебно-научной лаборатории моделирования пластовых процессов кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина разработана оригинальная многофункциональная фильтрационная установка высокого давления НР-CFS, позволяющая наряду с экспериментами на образцах кернов проводить исследования с использованием насыпных моделей пласта. Принципиальная схема установки представлена на рис.1.
Описание установки. Установка HP-CFS обеспечивает проведение фильтрационных экспериментов на насыпных моделях пористых сред и образцах кернов при температурах до 150°C и давлении до 20,0 МПа. При необходимости используется система противодавления, обеспечивающая максимальный уровень давления 7,0 МПа. При работе с образцами кернов давление обжима может достигать 50,0 МПа.
Основными функциональными частями установки являются термостатируемая насыпная модель пласта (блок А) и кернодержатель для опытов с использованием образцов кернов (блок Б). При этом, в зависимости от типа исследований возможно использование кернодержателя для составных кернов длиной до 30 см. ( исследование гидродинамических характеристик пористой среды), либо кернодержателя для одного образца керна (исследование составов для кислотной обработки, буровых растворов , жидкостей глушения).
Подача рабочих жидкостей в оба блока осуществляется через поджимки с разделительными поршнями жидкостными прессами ISCO, из которых в подпоршневой объем поджимок подается масло. При этом возможна раздельно - одновременная подача масла в каждую из поджимок, или только в одну поджимку с заданым расходом.
Заполнение поджимок рабочими жидкостями производится под действием вакуума, после того, как разделительный поршень приводится в крайнее нижнее положение давлением газа из баллона.
Для закачки в модель пласта высоковязких составов, дисперсных или полимерных систем используется сосуд высокого давления, подача реагента из которого производится под давлением газа из баллона, либо под воздействием несмешиваюшейся с реагентом жидкости из поджимки. В процессе фильтрации осуществляется контроль перепада давления дифманометром фирмы Gould. Фильтрация флюидов может производиться при фиксированных расходах до 600см3/час.
Термостатирование насыпной модели и предварительный подогрев входной линии осуществляется нагревательной лентой, обмотанной вокруг корпуса модели и входной линии. Лента запитана от сети 200V через автотрансформатор. Регулировкой напряжения обеспечивается скорость подъема температуры, а ее поддержание и контроль - датчиком-регулятором температуры ТРМ-1, соединенным с термопарой , находящейся на корпусе модели.
Нагрев образца керна внутри кернодержателя до температуры эксперимента обеспечивается жидкостным термостатом.
Примером сравнительных исследований, выполненных на установке HP-CFS с использованием насыпных моделей пласта, является серия экспериментов, проведенных с целью оптимизации состава инвертной эмульсии на основе нефти.
Для образования эмульсии смешиваются эмульгатор НЕФТЕНОЛ -НЗ производства " Химеко ГАНГ", сырая нефть и подтоварная вода.
Следует отметить, что эмульсионные составы на основе НЕФТЕНОЛ -НЗ характеризуется высокой эмульгирующей способностью, использованием широкого спектра нефтей, низким расходом эмульгатора.
Механизм воздействия эмульсий связан с частичным тампонированием высокопроницаемых зон коллектора.
Оптимизационные исследования проводятся на насыпных моделях с проницаемостью 0,6 мкм2.
Методика проведения эксперимента. На подготовительном этапе модель, представляющая собой стальную трубу с внутренней нарезкой (во избежании проскальзывания песка), длиной 0,5м и внутренним диаметром 0,03м набивается молотой в течении заданного времени исходной фракцией песка.
Определяется проницаемость модели по газу и проводится насыщение модели минерализованной водой.
После определения начальной проницаемости модели по воде при комнатной температуре производится нагрев модели до температуры эксперимента при постоянной скорости фильтрации воды до стабилизации входного давления, означающей достижение заданной температуры. Проницаемость модели при температуре эксперимента сравнивается с проницаемостью при комнатной температуре для проверки показаний датчика температуры и затем производится закачка реагента заданного состава в нужном объеме.
На последнем этапе вновь производится закачка воды. По достижении стабильного значения перепада давления определяется значение проницаемости модели по воде после воздействия при данной скорости фильтрации. Величина конечной проницаемости по воде определяется для нескольких значений скоростей фильтрации. По полученным данным определяется фактор остаточного сопротивления. Оптимизация состава реагента заключается в получении большего значения фактора остаточного сопротивления.
На рисунках 2 и 3 приведены результаты двух наиболее представительных исследований - графики, показывающие изменение проницаемости модели при фильтрации воды после закачки 0,3 Vпор обратной эмульсии, для разных значений начальной проницаемости (k0=0,582 и 0,965 мкм2) по воде.
Рис. 2. Изменение проницаемости при фильтрации воды после воздействия.
Температура эксперимента 50 °С. Начальная проницаемость по воде - 0,582 мкм2
Рис. 3. Изменение проницаемости при фильтрации воды после воздействия.
Температура эксперимента 50 °С. Начальная проницаемость по воде - 0,965 мкм2
Сравнивая рисунки, можно видеть, что для одинаковых значений скоростей фильтрации (FLR) значения RОСТ тем меньше, чем меньше величина начальной проницаемости модели. Следовательно, существует селективная избирательность тампонирующего эффекта реагента, направленного на частичную изоляцию высокопроницаемых зон.
Задание 1. Оценка воздействия кислотной композиции "ХимекоТК-3" на фильтрационно-емкостные свойства коллектора.
Образец: Керн месторождения Ю-Харампурское.
Скв-160.
Куст-61.
Интервал отбора 2904-2914.
Пласт-Ю.
Длина – 4,9см.
Диаметр -2,9см.
Образец после выполнения экспериментов №115-116.
Условия эксперимента:
Температура эксперимента - 85°C.
Противодавление - 4,0 МПа.
Давление обжима -5,0 МПа.
Начальные параметры образца керна:
Пористость – 13,97%.
Поровый объем - 4,52 см3.
Начальная проницаемость по 3% NH4CL – 1,77·10-3 мкм2.
Вязкость 3% NH4CL при 85°С – 0,382 мПа·с.
Состав кислотной композиции :
Вязкость кислотной композиции "Химеко ТК-3", разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1: 3, при 70°С - 0,389 мПа·с.
Этапы эксперимента:
1. Фильтрация через образец керна раствора 3% NH4CL и определении начальной проницаемости .
2. Фильтрация через образец керна кислотной композиции "Химеко ТК-3", разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:3 .
3. Выдержка образца керна в течение 15 часов при охлаждении от температуры эксперимента до комнатной температуры и давлении -4МПа.
4. Фильтрация через образец керна кислотной композиции "Химеко ТК-3", разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1: 3 .
5. Фильтрация через образец керна раствора 3% NH4CL в прямом направлении. Определение конечной проницаемости
Задание 2. Оценка эффективности применения изолирующего состава «Химеко-ПМС»
Образец:
насыпная модель
набивка песок 6 часового помола
длина модели 62,9 см
диаметр 3,09 см
площадь поперечного сечения 7,50 см2
Начальные параметры модели:
начальная проницаемость по воде 2,63 мкм2 плотность пластовой воды 1,010 г/см3
вязкость пластовой воды при t = 20 0С 1,012 мПа·с
вязкость пластовой воды при t = 70 0С 0,4 мПа·с
поровый объем 145 см3
пористость 31,0 %
начальная водонасыщенность 100 %
Состав раствора:
50 г изолирующего состава «Химеко-ПМС» на 100 мл воды
Этапы эксперимента:
1. Фильтрация пластовой воды, и нагрев модели до температуры эксперимента равной 700С.
2. Закачка блокирующего комплекса "Химеко - ПМС" с замером текущего значения перепада давления.
3. Фильтрация воды. Определение текущего фактора сопротивления R и фактора остаточного сопротивления Rост.