Хімічні методи дії на привибійну зону

пласта (ПЗП).

План.

1. Кислотні обробки.

2. Кислотні обробки під тиском.

1. Кислотні оброблення свердловин, які складають основу хіміч­них методів, використовуються найбільш широко через свою простоту, дешевизну, доступність реагентів, сприятливі умови для їх проведення.

Основний компонент кислотних розчинів, які викорис­товуються для діяння на привибійну зону пласта - соляна ки­слота.

Розчинами соляної кислоти обробляють карбонатні по­роди, які містять вапняки, доломіти або теригенні колектори, в складі яких присутні карбонатні цементуючі речовини. Роз­чинення вапняку в соляній кислоті описується формулою СаСОз+2НС1= СаС₁₂+СО₂+Н₂О, а доломіту CaMg(CO₃)₂+4HCl = СаС₁₂ + MgCl₂ + 2СО₂ +2Н₂О.

Хлористий кальцій СаСl₂ і хлористий магній MgCl₂─ со­лі, добре розчинні у воді і легко видаляються з пласта. Вугле­кислий газ СО₂ , який виділяється, також легко виводиться з пласта. Оптимальну концентрацію соляної кислоти в розчині приймають рівною 10─16%.

Використання кислоти низької концентрації (менше 10%) викликає необхідність нагнітати в пласт велику її кіль­кість, у результаті чого може ускладнитися процес освоєння свердловини після оброблення. Використання кислоти з вели­кою концентрацією (більше 16%), також небажано, бо це призводить до утворення в пористому середовищі насичених високов’язких розчинів хлористого кальцію і хлористого маг­нію. Крім того зі збільшенням концентрації кислоти зроста­ють корозійна активність, емульгуюча здатність і ймовірність випадання солей в осад за контакту кислоти з пластовою во­дою і за рахунок розчинення гіпсу.

Об’єм розчину кислоти для оброблення пласта визнача­ється його товщиною, хімічним складом породи, пористістю, проникністю, а також кількістю попередніх кислотних оброб­лень. Для початкових оброблень пористих малопроникних порід витрата розчину кислоти становить 0,4...0,6 м³ на 1 м товщини пласта, високопроникних─0,6...1,0 м³/м. Для вторинних оброблень─відповідно 0,6...1,0 і 1,0...1,1 м³/м. Для впливу на тріщинуваті породи під час початкового оброблен­ня необхідно 0,6...0,8 м³/м, а для вторинного─1.0...1,5 м³/м.

Під час оброблення свердловини до розчину соляної ки­слоти добавляють такі реагенти.

1. Інгібітори─речовини, які знижують корозійне діяння кислоти на обладнання. За їх допомогою розчин кислоти транспортують, перепомгювують і зберігають. Як інгібітори використовують катапін, карбозолін.

2. Інтенсифікатори─поверхнево-активні речовини (ПАР), які знижують поверхневий натяг на межі "нафта─нейтралізована кислота", які прискорюють і полегшують очищення привибійної зони від продуктів реакції і відреагованої кислоти. До них відносяться марвелан К.

3. Стабілізатори─речовини, необхідні для утримання в розчиненому стані продуктів реакції, сумішей розчину соля­ної кислоти з залізом, цементом і пісковиками, а також для видалення із соляної кислоти шкідливої домішки сірчаної кислоти і перетворення її в розчинну сіль барію. H₂SO₄ + ВаС1₂ = BaSO₄ + 2HC1.

У цьому випадку розчин соляної кислоти перед запомповуванням у свердловину обробляють розчином хлористого барію ВаСl₂. Утворився сірчанокислий барій, який лег­ко утримується в розчині і видаляється з пор пласта разом з іншими продуктами реакції.

Соляна кислота, взаємодіючи з глинами, утворює солі алюмінію, а з цементом і пісковиками─гель кремнієвої кис­лоти, які випадають в осад. Для попередження цього явища як стабілізатори використовують оцтову СНзСООН і фторис­товодневу або плавикову HF кислоти .

Робочий розчин кислоти готують на промислових базах з приймання і зберігання хімічних реагентів. Існує строга по­слідовність операцій з виготовлення кислоти, тобто збагачен­ня її необхідними під час оброблення пласта компонентами.

Для приготування робочого розчину в розраховану кіль­кість води вводять спочатку інгібітор і стабілізатор, потім технічну соляну кислоту. Після перемішування добавляють хлористий барій і знову перемішують до зникнення його плаcтівців. Потім добавляють інтенсифікатор і після перемішу­вання дають розчину відстоятися до повного освітлення і оса­дження сірчано кислого барію.

Розрізняють декілька видів оброблення свердловин со­ляною кислотою: кислотні ванни, прості кислотні оброблення, обробки під тиском, кислотні оброблення через гідромонітор­ні насадки, пінокислотні оброблення, газокислотні тощо. Найбільш широко використовуються перші три.

Прості кислотні оброблення є найбільш поширеним ви­дом хімічного діяння і здійснюються з обов’язковим протискуванням кислотного розчину в пласт. Даний процес оброб­лення свердловини можна поділити на три етани: 1) проми­вання свердловини; 2) запомповування розрахункового об’єму солянокислотного розчину; 3) протискування розчину в пласт протискувальною рідиною в об’ємі, рівному об’єму насосно-компресорних труб і стовбура свердловини від вибою до башмаки опущених труб. Розглянемо схему розміщення облад­нання для простого кислотного оброблення.

Устя свердловини обв’язують з насосним устаткуванням і ємностями для кислоти і протискувальної рідини. Як протискувальну рідину для нафтових свердловин використо­вують дегазовану нафту, для нагнітальних─воду, для газових─конденсат або газоподібні агенти. Після протискування кис­лоти в пласт, свердловину витримують протягом 2 годин за пластової температурі 15─ЗО° С, І─1,5 год. за температури 30+60⁰ С, а за більш високих температур зразу приступають до освоєння свердловини, не закриваючи її на реагування.

2. У ході простих соляно кислотних оброблень кислота проникає переважно у високопроникні пропластки, збільшуючи і без того добру їх проникність. Низькопроникні прошарки залишаються поза її діянням. Для усунення цього недоліку, зумовленого шарува­тою неоднорідністю пласта, чітко виражені високопроникні пропластки перед запомповуванням кислоти тимчасово ізолюють пакерами або блокують високов’язкими емульсіями типу кислота в нафті. За наступного запомповування кислот­ного розчину під тиском проходить більш глибоке проник­нення кислоти в пласт і досягається охоплення кислотним ді­янням низькопроникних пропластків і ділянок, підвищуючи тим самим ефективність оброблення. Тиск нагнітання під час запомповування кислоти в пласт, підвищується до 15─ЗО МПа.

Схема розміщення обладнання для соляно-кислотного оброблення під тиском аналогічна наведеній вище. Для збереження обсадної колони від впливу високого тиску у покрівлі розкритого пласта на насос­но-компресорних трубах встановлюють пакер з якорем, а високопроникні інтервали блокують, нагнітаючи в них емульсії.

Лекція №24.