3.5 Технология проведения солянокислотной обработки нефтяных скважин

Для оценки эффективности воздействия кислоты на пласт в скважинах целесообразно проводить гидродинамические исследования до и после кислотной обработки. Скважину до обработки необходимо тщательно очистить от песка, грязи, парафина и продуктов коррозии. Для очистки ее стенок от цементной и глинистой корки и продуктов коррозии при открытом забое и предупреждения попадания загрязняющих материалов в пористое пространство пласта при последующих обработках рекомендуется применять кислотные ванны. При этом кислоту закачивают на забой скважины и выдерживают ее там, не задавливая в пласт. Если установлено, что в нижней части пласта имеется подошвенная вода, то низ скважины изолируют от действия кислоты. Для этой цели через эксплуатационные трубы на забой нагнетают бланкет (раствор хлористого кальция плотностью 1200—1300 кгс/м³) или соленую воду, плотность ко­торой на 100—150 кгс/м³ больше плотности кислотного раствора. Забой скважины заливают растворами хлористого кальция и при раздельной или выборочной обработке отдельных зон разреза. Для этой же цели можно применять пакеры и химические веще­ства, вводимые в скважину в жидком виде и превращающиеся там в гели, не смешивающиеся с кислотой (например, высоковязкая эмульсия раствора хлористого кальция в нефти).

Рис. 3.1 Схема проведения кислотной обработки скважин

Чаще всего скважины обрабатывают при помощи заливочных насосно-компрессорных труб по схеме, приведенной на рис.3.1. Сначала скважину заполняют нефтью и создают циркуляцию жидкости (положение I), затем в трубы нагнетают заготовленный раствор соляной кислоты. Объем нефти, вытесненной из скважины через кольцевое пространство, измеряют в мернике. Количество первой порции кислоты, нагнетаемой в скважину, рассчитывают так, чтобы она заполняла трубы и кольцевое пространство от башмака труб до кровли пласта (положение II). После этого за­крывают задвижку на отводе из затрубного пространства и остатки заготовленного кислотного раствора под давлением зака­чивают в скважину. Кислота при этом поступает в пласт (поло­жение III). Оставшуюся в трубах и в нижней части скважины кислоту также продавливают в пласт водой или нефтью (поло­жение IV).

При низких пластовых давлениях в скважинах не всегда уда­ется установить циркуляцию при промывке нефтью вследствие поглощения ее пластом. В этом случае в скважину прокачивают с максимально возможной скоростью от 10 до 20 м³ нефти и при этом наблюдают за положением уровня в кольцевом прост­ранстве. Установив, что уровень перестал подниматься, не прерывая процесс, в сква­жину вслед за нефтью при той же скорости нагнетают весь рас­считанный объем кислоты, а затем закачивают нефть для вытесне­ния кислоты из труб.

Нагнетать кислоту в пласт необходимо с максимально возмож­ной скоростью, чтобы кислота проникала на большие расстояния от ствола скважины.

Для кислотных обработок сконструированы специальные агре­гаты. Агрегат Азинмаш-30, смонтированный на машине УРАЛ, состоит из гуммированной резиной цистерны емкостью 6 м³, дополнительной емкости на 6 м³, установленной на прицепе, бал­лона для химических реагентов (для плавиковой кислоты) и на­соса трехплунжерного марки 5НК-500 с максимальной подачей 15,8 л/с. Максимально развиваемое давление 50 МПа. Агрегат АКПП-500 имеет цистерну емкостью 3 м³, оборудован насосом 5НК-500.

Кислоту с базы к скважинам доставляют в автоцистернах, внутренняя поверхность которых гуммируется. Кислотовоз КП-6,5 оснащен гуммированной цистерной емкостью 6 м³ и насосом с по­дачей от 29 до 60 м³/ч. Все оборудование, используемое при кислот­ных обработках (мерники, емкости, трубы для обвязки), необ­ходимо защищать специальными покрытиями или использовать оборудование из материалов, не взаимодействующих с кислотой.

Количество и концентрацию кислоты для обработки выбирают, исходя из пластовых условий. В скважинах с высоким пластовым давлением, за счет которого после обработки может быть создана повышенная депрессия, применяют 15-25%-ную кислоту. В сква­жинах с небольшим пластовым

давлением для улучшения условий извлечения продуктов реакции следует применять 12—15%-ную кислоту (при более высокой концентрации образуются высоко­вязкие продукты реакции, трудно извлекаемые из пор пласта при малых величинах располагаемой депрессии давления). Верх­ние пределы концентраций рекомендуются для малопроницаемых, а нижние - для хорошо проницаемых пород. Рекомендуемый объем кислоты, нагнетаемой в пласт, составляет 0,4-1,5 м³ на 1 м мощности обрабатываемой части пласта. При этом 0,4-0,6 м³/м используется для слабопроницаемых пород; 0,8-1 м³/м - для пород средней проницаемости и 1 - 1,5 м⁸/м - для пород со зна­чительной проницаемостью.

Срок выдерживания кислоты в пласте зависит от пластового давления, диаметра скважины, степени ее загрязненности, состава и свойств пород, наличия в растворе замедлителей реакции и устанавливается экспериментально по результатам двух-трех первых обработок и анализа нескольких проб выведенного на по­верхность кислотного раствора. Срок выдерживания обычно не превышает 20 - 24 ч.

Для кислотных обработок нагнетательных и эксплуатационных скважин, вскрывших некарбонатные коллекторы, применяют смесь соляной и плавиковой кислот. Эта смесь растворяет гли­нистые фракции и частично зерна кварцевого песка. Рекомендуемые средние составы кислотного раствора: НСL - 8%, НF - 4%.

Плавиковая кислота реагирует с карбонатами по схеме:

СаСО₃ + 2НF = СаF₂ +СО₂ +Н₂О.

Осадок СаF₂ значительно ухудшает проницаемость породы. Глинокислотную обработку можно проводить лишь при отсутствии в составе пород карбонатов (или при содержании их не более 0,5%). Поэтому обработку смесью НСL + НF проводят после солянокислотной обработки.

Результаты обработки определяют по коэффициенту продук­тивности скважины до и после ее обработки, а также по суммар­ному количеству дополнительной нефти, добытой после обработки скважины кислотой. Экономические показатели целесообразности обработок: количество дополнительной нефти, приходящейся на 1 т израсходованной кислоты, и себестоимость дополнительно добытой нефти,

Результаты обработок зависят от пластовых условий и техно­логии проведения процесса. Во многих случаях после обработки скважин кислотой отмечено увеличение дебитов как нефтяных, так и газовых скважин в 2—3 раза и более. Вместе с тем со време­нем всегда наблюдается уменьшение дебитов. При повторных обработках эффективность каждой последующей обработки сни­жается. Для улучшения результатов повторных обработок необ­ходимо добиться, чтобы активная кислота проникала в пласт на значительное расстояние. Для этого используют, как уже упо­миналось, замедлители реакций, глубокое охлаждение забоя, кислотные пены. В «горячие» скважины кислоту для замедления реакции нагнетают в виде нефтекислотной эмульсии. Для замед­ления реакции вместо соляной кислоты можно использовать уксусную, сульфаминовую и другие более слабые, чем НСL кислоты, растворяющие карбонаты.

При массовых кислотных обработках хранение кислот на кис­лотных базах и реагентов, подготовка скважин и кислотных растворов и доставка последних к скважинам должны быть мак­симально централизованы и механизированы.

Технология обработок постоянно совершенствуется. Найдены новые эффективные и термостойкие поверхностно-активные инги­биторы. Хороший результат получили при кислотных обработках скважин с использованием вибрации (колебания) давления на забое. При этом в процессе кислотной обработки гидравлический забойный вибратор создает частые резкие колебания давления, распространяющиеся в виде волн внутрь пласта. Периодические открывающиеся старые и вновь образующиеся трещины способ­ствуют быстрому проникновению кислоты в глубинные зоны пласта.

В последнее время получены успешные результаты при кис­лотных обработках под давлением. Сущность этого метода заклю­чается в том, что давление нагнетания кислоты в пласт искусст­венно повышается до 15-30 МПа путем предварительной закачки в высокопроницаемые пропластки высоковязкой нефтекислот­ной эмульсии. Высокое давление продавливания кислоты спо­собствует уменьшению скорости реакции, глубокому проникно­вению кислоты в пласт, охвату кислотным раствором малопро­ницаемых пластов и участков, что значительно повышает эффек­тивность кислотных обработок.

Успешно применяют также специальные кислотные обработки скважин через гидромониторные насадки - направленными стру­ями кислоты высокого напора, которые способствуют быстрой и хорошей очистке открытого ствола скважины.