Усовершенствование состава кислотного раствора в условиях Западной Сибири

В нефтяной промышленности кислотная обработка прибойной зоны пласта (ПЗП) является одним из наиболее эффективных способов увеличения добычи нефти, поскольку данная методика способна решить ряд проблем и применима на любом этапе разработки залежи.

Кислотная обработка применяется в основном для следующих задач:

• -    Очистка ПЗП от продуктов загрязнений, которые образовались вследствие широкого применения химических веществ;

• -    Повышение продуктивности скважин;

• -    Выравнивание профилей приёмистости добывающих и нагнетательных скважин.

При кислотной обработке ПЗП увеличивается дебит добывающих скважин (или приёмистость нагнетательных) вследствие восстановления изначальной проницаемости пласта в терригенных коллекторах или вследствие образование новых высокопроницаемых каналов в карбонатных коллекторах.

Однако существует ряд следующих негативных последствий:

• 1.    Раскрепление песчаника – при повышенном содержании магнезиальных и кальциевых минералов в пласте, кислота может уменьшить их связывающие свой-

• ства и вызвать раскрепление песчаника, что уменьшит его проницаемости;

• 2.    Повреждение карбонатных минералов – попадая в пласт, кислоты могут разрушать карбонатные минералы (особенно кальциевые карбонаты), что уменьшит его проницаемость;

• 3.    Образование отложений – падение растворимости карбонатных минералов может привести к образованию отложений на стенках скважин и в пласте, что приведет к забиванию и падению проницаемости пласта;

• 4.    Образование нежелательных каналов;

• 5.    Коррозия оборудования;

• 6.    Загрязнение пласта бактериями и различными примесями.

Для начала проанализируем метод интенсификации пласта на рассматриваемом месторождении. За анализируемый период (2014-2018 гг.) на Х месторождении для восстановления продуктивности добывающих скважин проводились СКО и ГКО.

СКО проводились в 3 скважинах, разрабатывающих пласты сортымской свиты. Средний объем закачки химических реагентов составил 7 м3. В результате воздействий средний дебит скважин по жидкости (нефти) увеличился с 18 до 26 т/сут при снижении средней обводненности добываемой продукции 32,1 до 16%. Средний прирост дебита нефти за период действия эффекта оценивается на уровне 4,8 т/сут при средней текущей продолжительности эффекта 235 сут. За счет воздействия дополнительно добыто 3371 т нефти при текущей удельной эффективности 1123 т/скв.-опер.

Глинокислотные ОПЗ проведены в 18 скважинах, которые вскрывают отложения тюменской свиты. Средний объем закачки химических реагентов – 9 м3. В результате воздействий средний дебит скважин по жидкости (нефти) увеличился с 22,2 до 28 т/сут при снижении средней обводненности добываемой продукции 60,7 до 56%. Средний прирост дебита нефти оценивается на уровне 2,8 т/сут при средней текущей продолжительности эффекта 270 сут. За счет ГКО дополнительно добыто 13,77 тыс.т. Нефти при текущей удельной эффективности 725 т/скв.-опер.

Одним из возможных способов уменьшения негативного влияния кислотной обработки на пласт и увеличения ее эффек- тивности является усовершенствование кислотного раствора.

В настоящее время к основным реагентам, используемым при обработки прибойной зоны, относятся соляная (хлористоводородная НСl), плавиковая (фтористоводородная HF) кислоты. Также при освоении и интенсификации притока применяют другие кислоты и их смеси: уксусную (СН 3 СООН), сульфаминовую (NH 2 SO 3 H), серную (Н 2 SO 4 ), глинокислоту (HCI+HF) и др.

Нами рассмотрена новая смесь кислотного раствора, которая содержит уксусную и фтористоводородную кислоты, включает также трилон В, трилон D, хлористый аммоний и халатные комплексоны. Предложенный раствор способен решить проблему кольматации пор в терригенных коллекторах, содержащих большое количество глинистых минералов и примеси карбонатов.

При взаимодействии элементов раствора (хлористый аммоний и уксусная кислота) образуется соляная кислота.

NH 4 C1 + CH 3 COOH = HCl + CH 3 COONH 4

Реакция обратима, в результате чего происходит постепенная нейтрализация карбонатов и глин выделяющейся соляной кислотой.

Обратимое взаимодействие трилона В и трилона D с уксусной кислотой приводит к образованию ацетата натрия.

Na₄ЭДТА+ 4CH 3 COOH = Н 4 ЭДТА + 4CH 3 COONa          (2)

Na₄ГЭДТА + 3CH 3 COOH = Н 3 ГЭДТА+ 3CH₃COONa        (3)

Ацетат натрия взаимодействуя с избытком уксусной кислоты проявляет буферные свойства, то есть поддерживает кислотность раствора на необходимом уровне. Для сравнения при использовании кислотных растворов на основе соляной кислоты происходит резкое снижение кислотности.

Выпадение нежелательных осадков контролируется введением в раствор хелатных элементов. Использование двух комплексонов ЭДТА (этилендиаминтет-рауксусная кислота) и ГЭДТА (2-оксиэтилэтилендиаминтриуксусная кислота) в составе кислотного раствора позволяет увеличить растворимость комплексонов в растворе при высокой связывающей способности по железу.

Положительные результаты теоретических и лабораторных исследований предложенного раствора были подтверждены опытно-промышленными испытаниями.

Также в инженерной практике часто встречается использование органических растворителей для повышения эффективности проникновения кислотных растворов в пласт, так как данные вещества повышают растворимость кислот в воде, что улучшает их свойства. Это обусловлено тем, что органические растворители обладают липофильными свойствами, которые позволяют им проникать в матрицу глинокислотного раствора.

Как показано на рисунке при воздействии на пласт глинокислотного раствора с органическим растворителем увеличивается его глубина воздействия на 4 раза, при этом эффективность раствора (технология КГО + ПАВ) повышается до 15%.

Рис. Сравнение глубин воздействия глинокислотных растворов с и без органических растворителей

В ходе лабораторных испытаний выяв-

– Уменьшение плотности кислот, что лены следующие преимущества использо- позволяет легче их перекачивать, хранить вания предложенного метода:

– Снижение массы керна после обработки пласта и улучшенная проницаемость керна по сравнению с традиционной ГКО;

– Органические растворители способны уменьшить образование отложений, таких как отложения сульфата кальция, что способствует снижение проблем, связанных с засорением скважин;

– Увеличение скорости действия глино- и транспортировать.

Нами рассмотрены некоторые возможности усовершенствования состава кислотных обработок прибойной зоны пласта: использование органических растворителей и добавление в состав раствора слабой кислоты. Данные методы увеличения эффективности кислотной обработки призабойной зоны пласта доказаны не только теоретически, но и практически.

кислотного растора за счет увеличения скорости диффузии и реакции в пласте;