3.4 Механизм воздействия реагентов - кислот

Призабойную зону пласта выделяют как особую часть пласта, так как, во-первых, ее свойства существенно отличаются от свойств ос­тальной части и, во-вторых, именно в этой части происходит потеря основной доли энергии, затрачиваемой на движение нефти в пласте. Причины изменения физических свойств ПЗП заключаются в процес­сах, вызываемых бурением, креплением, освоением и ремонтом сква­жин, в результате которых происходит загрязнение от проникнове­ния соответствующих рабочих жидкостей, а также физико-химиче­ские и механические нарушения. Размер ПЗП меняется от несколь­ких дециметров до нескольких метров.

Цель воздействия - восстановление или улучшение фильтрационной характеристики ПЗП, т. е. проницаемости.

При воздействии кислотами определенная часть скелета пласта вступает в реакцию и растворяется, увеличивается проницаемость ПЗП (Таблица 3.1). Из таблицы видно, что, например: при взаимодействии соляной кислоты с известняком образуется хорошо растворимые в воде соли, а также углекислый газ и вода, которые при освоении скважины легко удаляются из пласта. В результате в породе обра­зуются каналы растворения. Выделяющийся углекислый газ оказывает также положительное воздействие, особенно при сверхкритических темпе­ратурах, когда углекислый газ независимо от давления находится в виде газа. При определенных условиях в пласте могут образовать­ся студнеобразные гели или выпадают нерастворимые осадки, ко­торые сужают, а порой и запечатывают каналы фильтрации продук­тивного пласта, что снижает эффективность кислотных обработок. При воздействии соляной кислоты на глинистые компоненты скелета пласта помимо растворения окислов щелочных и щелочноземельных металлов происходит нежелательный процесс гелеобразования, кото­рый усиливается с ростом содержания НСL в рабочем растворе.

Уксусная кислота практически не вступает в реакцию с глинисты­ми составляющими пласта, но при взаимодействии высококонцентри­рованной уксусной кислоты (более 60%) с высокоминерализованной пластовой водой хлоркальциевого типа происходит выпадение солей в осадок.

Сульфаминовая кислота не вступает в реакцию с глинами. Не происходит образование осадков при взаимодействии этой кислоты с пластовыми, водами хлоркальциевого типа.

При выборе состава рабочей жидкости, используемой для кис­лотного воздействия на ПЗП, а также при проектировании техно­логических и физических параметров закачки все указанные возмож­ные отрицательные эффекты должны учитываться. При термохимической и термокислотной обработках кислоту, обычно соляную, подают в пласт при высокой температуре. Это, во-первых, усиливает скорость течения реакций взаимодействия с кар­бонатными составляющими пласта, а во-вторых, способствует рас­плавлению и выносу АСПО из призабойной зоны пласта.

При пенокислотном воздействии на ПЗП, когда используют аэри­рованный или газированный кислотный раствор, механизм воздейст­вия аналогичен соляно- или глинокислотной обработке. При этом происходит более равномерное распределение кислотного раствора по всей продуктивной зоне.

При двухрастворной обработке, когда в ПЗП последовательно закачивают солянокислотный, а затем глинокислотный растворы, обеспечивается интенсивное одновременное воздействие как на кар­бонатные, так и на терригенные составляющие породы. Двухрастворная обработка эффективна в терригенных коллекторах с содержа­нием карбонатных включений, не менее 0,5 %.

Таблица 3.1 - Реагенты - кислоты и механизмы реакций

Наименование кислоты и ее химическая формула	Компонент пласта, взаимодействующий с кислотой	Химическая реакция взаимодействия	Примечание
Фтористоводородная кислота (основной компонент глинокислотного раствора) HF	Силикатный материал породы (зернистый кварц SiO2) Алюмосиликат H4Al2Si2O9	SiO2 + 4HF = 2H2O + SiF4 H4Al2Si2O9 + 14 HF= 2AlF3+ 2SiF4 + 9H2O	Реакция протекает медленно Быстротечная реакция; является определяющей в прцессе воздействия
Соляная кислота HCL	Известняк CaCO3 Доломит CaCO3. MgCo3	CaCO3 + 2HCL = CaCL2 + H2O + CO2 CaMg(CO3)2 + 4HCL = CaCL2 + MgCL2 + 2H2O + 2CO2	Продукт растворения - хлористый кальций - является водорастворимой солью Хлористый магний - также водорастворимая соль
Уксусная кислота CH3COOH	Известняк Доломит Сидерит FeCO3	CaCO3 + 2 CH3COOH =Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2 CaMg(CO3)2 + 4CH3COOH = Ca(CH3COO)2 + Mg(C3COO)2 + 2H2O + 2CO2 FeCO3 + 2 CH3COOH = Fe(CH3COO)2 + H2O + CO2	Продукты реакции хорошо растворимы в воде Продукты реакции хорошо растворимы в воде Осадки не образуются