Повышение эффективности выравнивания профиля приемистости и ограничения притока вод на основе совершенствования свойств экзополисахарида ксантана

• Автор: Хисаметдинов, Марат Ракипович
• Шифр специальности: 25.00.17, 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Бугульма
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Принятые обозначения и сокращения
Введение
1 Литературный обзор. Экзополисахарид ксантан: получение, свойства и
применение для увеличения нефтеотдачи
1.1 Экзополисахарид ксантан
1.1.1 История получения и физиологические свойства
1.1.2 Состав и строение молекулы ксантана
1.2 Свойства растворов ксантана
1.2.1 Растворимость и влияние структуры ксантана на реологию растворов
1.2.2 Сверхаддитивные эффекты
1.2.3 Реологические свойства растворов ксантана
1.2.4 Эмульгирующая способность и адсорбция растворов ксантана
1.2.5 Биоразлагаемость экзополисахаридов бактерий рода ХаШкотопаз
1.2.6 Индукция гелеобразования в растворах ксантана
1.3 Исследования фильтрационных и нефтевытесняющих свойств биополимерных
растворов
1.4 Использование биополимеров для увеличения нефтеотдачи пластов
1.4.1 Биополимер "Продукт БП-92"
1.4.2 Ксантановые экзополисахариды для увеличения нефтеотдачи
1.5 Культивирование продуцента ксантана — ХапМготопая сатреэЫз
1.5.1 Среды для роста ХапЛотопаз
1.5.2 Влияние различных источников питания на выход и свойства ксантана
1.5.3 Биосинтез ксантана
1.5.4 Получение товарного ксантана
2 Исследование реологических и гелеобразующих свойств ксантана
2.1 Методы изучения реологических и гелеобразующих свойств
2.2 Изучение зависимости вязкости ксантана от скорости сдвига
2.3 Совершенствование реологических свойств ксантана
2.3.1 Влияние минерализации на реологические свойства ксантана
2.3.2 Сверхаддитивные эффекты в растворах ксантана с иными полимерами
2.3.3 Влияние НПАВ АФ9 - 6 на реологические свойства растворов ксантана
2.4 Изучение гелсобразующих свойств ксантана
2.4.1 Индукция гелеобразования хромсодержащими сшивателями
2.4.2 Исследование гелеобразования в растворах ксантана с солями алюминия
2.4.3 Совершенствование гелеобразующих свойств ксантана
2.5 Модификация свойств ксантана за счет совершенствования условий
культивирования продуцента
2.5.1 Методы исследования
2.5.2 Биосинтез ксантана с измененными свойствами

2.6 Опытно-промышленное получение ксантана
3 Изучение свойств композиций ксантана на установках физического
моделирования пластовых условий
3.1 Изучение фильтрационных и нсфтевытеснятощих свойств растворов и
композиций с использованием естественных кернов
3.1.1 Методика проведения экспериментов с использованием естественных
кернов
3.1.2 Влияние минерализации воды на фильтрационные параметры растворов
ксантана
3.1.3 Изучение влияния растворов ксантана в пресной и минерализованной воде
в присутствии солей алюминия на основные фильтрационные параметры
3.1.4 Результаты исследования композиций биополимеров с добавлением НГ1АВ
3.2 Исследование композиций ксантана на насыпных двуслойных моделях пласта
3.2.1 Методика экспериментов по изучению влияния композиций ксантана на изменение фильтрационной неоднородности двухслойных пористых сред
3.2.2 Результаты тестирования композиций на моделях пласта и их обсуждение
4 Разработка технологий увеличения нефтеотдачи пластов и ограничения притока
вод с применением ксантановых ЭПС и результаты промысловой реализации
4.1 Варианты реализации технологии "Ксантан"
4.2 Расчет объема закачки
4.3 Результаты промысловых испытаний технологии "Ксантан" для выравнивания
профиля приемистости нагнетательных скважин
4.4 Технология "Ксантан" для ограничения притока вод
4.5 Экономический эффект от технологии увеличения нефтеотдачи "Ксантан"
Основные выводы и рекомендации
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Акты испытаний
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Разработанная нормативная документация
Принятые обозначения и сокращения
КИН коэффициент извлечения нефти
ПАА полиакриламид
ПАВ поверхностно-активное вещество
НПАВ неионогенное поверхностно-активное вещество
ГИС геофизические исследования
НГДУ нефтегазодобывающее управление
ЭПС экзополисахарид
Упор объем пор
ЯМР Ядерно-магнитный резонанс
ИКС Инфракрасная спектроскопия
ФС фактор сопротивления
ОФС остаточный фактор сопротивления
ФК фактор кольматации
к величина проницаемости
ш величина пористости
Т температура
сут сутки
г, кг, т грамм, килограмм, тонна
нм, мкм, мм, см, м нанометр, микрометр, миллиметр, сантиметр, метр м2, м3 метр в квадрате, метр в кубе
мкм2 микрометр в квадрате
°С градус Цельсия
мПа-с, Па-с миллипаскаль-секунда, паскаль-секунда
р величина динамической вязкости
7 величина градиента скорости сдвига
т величина напряжения сдвига

Таким образом, из литературных данных по применению биополимеров, в том числе ксантана, следует вывод, что эта группа реагентов в подавляющем большинстве случаев использовалась для реализации проектов полимерного заводнения.
Одним из сдерживающих факторов для более широкого применения биополимеров для увеличения нефтеотдачи, на наш взгляд, представляется недостаточная изученность процессов гелеобразования в растворах, особенно полученных с применением минерализованных вод. Перспективность проведения исследовании и работ в данном направлении обосновывается всё увеличивающейся долей участков заводняемых минерализованными водами, и поэтому будет иметь непосредственное практическое применение.
В ОАО "Татнефть" технология выравнивания профиля приемистости с использованием гелеобразующих композиций ксантана применяется с 2003 г. [137 — 144]. Предварительно были проведены исследования [137], на основе которых была разработана технология "Ксантан" для реализации через нагнетательные скважины. Успешно было реализовано опытно-промышленное производство ксантансодержащей культуральной жидкости, использованной в разрабатываемой технологии [139].
Позднее, в 2007 г., были проведены пилотные испытания технологии ограничения притока вод на основе ксантана в НГДУ "Лениногорскнефть" [143-144]. Технологии с использованием ксантана получили патенты РФ [145 - 146].
Оценивая в целом результаты применения технологий с использованием ксантановых биополимеров в ОАО "Татнефть" можно отметить, что их средняя удельная эффективность по данным ТатАСУнефть составляет до 1500 т дополнительно добытой нефти от 1 скважино-обработки.
1.5 Культивирование продуцента ксантана - Xanth.omon.as сатреяМя
Род ХапИютопаБ, объединяющий патогенные для растений микроорганизмы, относится к семейству РБеийотопасеае. В "Кратком определителе бактерий Берги" [47] приводится следующее описание рода Хапвютопаз.
Клетки ХаЫкотопаз (рис. 1.9) представляют собой прямые палочки с поперечными размерами 0,4-0,7x0,7-1,8 мкм, Грам-отрицательные, обладают полярным жгутиком. Температурный оптимум для бактерий рода ХаШко топаз 25-27°С. Относятся к хемоорганотрофам, со строго аэробным типом дыхания. На твердых питательных средах образуют колонии обычно желтого цвета. Окисляют