8.14. Кислотные обработки скважин

Кислотная обработка – это метод стимуляции призабойной зоны пласта за счет химического растворения минералов, составляющих поверхность порового пространства и заполняющих его.

Следует различать кислотную обработку карбонатов и силикатов Карбонатные породы, включающие главным образом известняки и доломиты, быстро растворяются в соляной кислоте и создают продукты реакции, легко растворяющиеся в воде:

CaCO₃ + 2HCI → CaCI₂ + CO₂ + H₂O

Известняк соляная хлорид двуокись вода

кислота кальция углерода

CaMg (CO₃)₂ + 4HCI → CaCI₂ + MgCI₂ + 2CO₂ + 2H₂O

Доломит соляная хлорид хлорид двуокись вода

кислота кальция магния углерода

С корость растворения ограничена главным образом скоростью доставки кислоты к поверхности породы. Это приводит к быстрому образованию каналов неправильной формы, называемых «червоточинами». Кислота повышает продуктивность, создавая обходные каналы вокруг загрязненного участка, но, не прочищая последний.

Реакции плавиковой кислоты в песчаниках

Реакция плавиковой кислоты на чистый кварцевый компонент песчаника выражается следующими двумя уравнениями:

SiO₂ + 4HF ↔ SiF₄ + 2H₂O

Кварц кислота тетра- вода

фторис-

тый

кремний

SiF₄ + 2F ↔ SiF₆^2-

Гекса-фтористый кремний

С получением, главным образом, аниона гексафтористого кремния, SiF₆^2- .

В результате реакции с полевым шпатом, кремнистым сланцем, слюдой и глиной – компонентами песчаника – также получается этот анион, но кроме него получается еще целый ряд соединений алюминия: AIF²⁺, AIF_2+, AIF_3, AIF_4-, AIF₅^2-, AIF₆^3-. Концентрация каждого соединения алюминия зависит от концентрации свободных ионов флюорида в растворяющейся смеси.

Некоторые из этих продуктов реакции соединяются со свободными ионами натрия, калия и кальция, образуя четыре соединения различной степени растворимости в используемой кислоте:

● фторкремнистый натрий [Na₂SiF₆]

● фторалминатный натрий [Na₃AIF₆]

● фторкремнистый калий [K₂SiF₆]

●фторкремнистый кальций [CaSiF₆]

Кислотные обработки ПЗП всегда нацелены на предотвращение образования этих соединений и на устранение любого риска выпадения осадков.

Гексафтористый кремний также связывается с водой, в результате чего получается коллоидный диоксид кремния [H₄SiO₄]:

SiF₆^2- + H₂O < >H₄SiO₄ + 4HF + 2F-

Реагенты, применяемые для приготовления кислотных растворов, условия хранения, влияние на организм человека.

Товарная ингибированная соляная кислота (HCl) 31, 27, 24 % концентрации. Поставляется в цистернах. Перевозка и транспортировка производится специальными кислотными агрегатами. Хранение обязательно в гуммированных емкостях на площадках с обвалованием. Соляная кислота (HCl) - раствор хлористого водорода в воде, на воздухе дымит, образуя туман. Пары соляной кислоты сильно раздражают дыхательные пути и слизистые оболочки, длительное воздействие паров соляной кислоты может вызвать катар дыхательных путей, помутнение роговицы глаз. При воздействии на кожу вызывает ожоги и раздражение.

Плавиковая кислота (HF) 40 % концентрации, плотностью 1,15г/см³. Транспортировать и хранить плавиковую кислоту необходимо в пластмассовой таре.

Плавиковая кислота - раствор фтористого водорода в воде, на воздухе дымит, образуя туман. Пары плавиковой кислоты сильно раздражают дыхательные пути и слизистые оболочки, длительное воздействие паров плавиковой кислоты может вызвать катар дыхательных путей, помутнение роговицы глаз. При воздействии на кожу вызывает долго незаживающие ожоги.

Бифторид фторид аммония (БФА) (NH₄F*HF+NH₄F), его кислотность в пересчете на плавиковую кислоту составляет 25%, плотность реагента 1,27 г/см³. Несмотря на то, что использование БФА требует повышенного расхода соляной кислоты для приготовления рабочего раствора (часть HCl участвует в реакции превращения БФА в HF), реагент особенно удобен в труднодоступных районах, т.к. может храниться и транспортироваться обычными методами. БФА поставляется в полиэтиленовых мешках, вложенных в четырех- пятислойные бумажные мешки, массой не более 36 кг. БФА хранят в крытых складских помещениях, предохраняя от попадания влаги. Продукт токсичен. При концентрации в воздухе выше предельно-допустимой нормы (0,2 мг/м³) может вызывать нарушение деятельности центральной нервной системы , заболевания костных тканей, глаз кожных покровов.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), обычно используются дисолван, сульфонол, превоцелл, прогалит. Сульфонол поставляется в двойных крафт-мешках, а остальные ПАВ перевозятся и хранятся в стальных бочках. Жидкие ПАВ (дисолван, превоцелл) растворены в этиловом спирте, поэтому являются токсичными легковоспламеняющимися веществами.

Уксусная кислота (СН₃-COOH). Для приготовления рабочих растворов при СКО используются: кислота уксусная синтетическая; кислота лесохимическая техническая очищенная(ГОСТ 6968-76), плотностью 1,049г/см³. Товарную уксусную кислоту перевозят и хранят в стальных гуммированных емкостях или в специальных алюминиевых емкостях или цистернах. Небольшие объемы кислоты перевозят и хранят в стеклянной таре. Уксусная кислота оказывает сильно раздражающее и прижигающее действие на дыхательные пути, слизистые оболочки, кожные покровы.

Бензолсульфокислота (БСК) (C₆H₆=SO₃H), с 92 % содержанием активной монобензолсульфокислоты. Плотность реагента - 1,3 г/см³. БСК - кристаллическая кислота, поставляется в оцинкованных бочках в количестве 115 кг, что соответствует 105 кг активной БСК. БСК оказывает раздражающее и прижигающее действие слизистые оболочки, кожные покровы.Для перекачивания и перемешивания кислоты применяют специальные кислотоупорные центробежные насосы.

В прицеп-цистерне транспортируется раствор ингибипрованной соляной кислоты концентрацией 8 - 21%. Допускается добавлять в траспортируемую жидкость плавиковую кислоту до 5% и уксусную кислоту до 2% от объема соляной кислоты.

Кроме закачки соляной кислоты в нефтепромысловой практике применяют закачку других кислот и композиции кислотных составов. Рецептура кислотного состава зависит от химического состава породы-коллектора, категории скважины, физико-химических и термобарических условий ПЗП и т.д. В табл. 8.13.9 и 8.14.10 приведены некоторые кислотные составы для освоения скважин и повышения их продуктивности.