Способ обработки призабойной зоны пласта

 

j Использование: в нефтегазодобывающей; промышленности для обработки призабоймой зоны пласта. Цель: повышение эффективности обработки терригенных отложений на больших глубинах за счет предварительного повышения проницаемости призабойной зоны. Сущность изобретения: перед закачиванием глинокмслотного раствора (ГКР) в призабойную зону пласта закачивают щелочно-метанольную ванну (ШМВ). После окончания реагирования ШМВ с породой коллектора ее продукты реакции проталкивают дальше в пласт, а на ее место закачивают ГКР, после реагирования которого производят глубокое оттеснение ГКР и его продукты реакции с горными породами пласта и скважину вводят в эксплуатацию . ГКР имеет следующий состав, мае. %: 40%-ный раствор плавиковой кислоты 5-10. катапин КИ-1 0,4-1,0; сульфанол 0.1-0,3; сульфит натрия 0.05-0.2; 20%-ный раствор соляной кислоты остальное, при соотношении компонентов в щелочно-метанольной ванне, мае. %: 10-40%-ной концентрации гидроксиды щелочных металлов 5-10, эмульгатор - стабилизатор ЭС-2 3-5, метанол 1-3, углеводородный растворитель остальное. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э E 21 В 43/27

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

40 -ный раствор плавиковой кислоты

Катапин КИ-1

Сул ьфа нол

Сульфит натрия

Соляная кислота 27ф,-ной концентрации

10-30

0,4-1,0

0,1-0,3

0.05-0.2

Остальное, (21), 5035925/03 (22) 04.02.92 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (75) И.А. Новомлинский, В.П. Заяц и

В.ц. Куртов (73) В.Д. Куртов (56) Зайцев Ю.В. и Балакирев Ю.А. Добыча нефти и газа. М.: Недра, 1981, с. 289 — 300.

Кристиан M. и др. Увеличение продуктивности и приемистости скважин, М.: Недра, 1985, с. 98-102, (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ

ЗОНЫ ПЛАСТА (57), Использование: в нефтегазодобывающей промышленности для обработки призабойной зоны пласта. Цель: повышение эффективности обработки терригенных отложений на больших глубинах за счет пред.варительного повышения проницаемости призабойной зоны. Сущность изобретения:

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке приэабойной зоны пласта.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки терригенных отложений на больших глубинах за счет предварительного повышения проницаемости призабойной зоны.

Это достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны пласта, включающбм закачивание в пласт глинокислотного раствора, выдержку его для реагирования с породами пласта, удаление продуктов реакции иэ пласта и введение скважины в эксплуатацию, перед закачиванием глинокислотного раствора в призабойной зоне устанавливают щелочно-метанольную

«5U 1838597 А3 перед закачиванием глинокислотного раствора (ГКР) в призабойную зону пласта закачивают щелочно-метанольную ванну (ШМВ). После окончания реагирования

ШМВ с породой коллектора ее продукты реакции проталкивают дальше в пласт, а на ее место эакачивают ГКР, после реагирования которого производят глубокое оттеснение ГКР и его продукты реакции с горными породами пласта и скважину вводят в эксплуатацию. ГКР имеет следующий состав, мас. %: 40 -ный раствор плавиковой кислоты 5-10. катапин КИ-1 0,4-1,0; сульфанол

0,1 — 0,3; сульфит натрия 0,05 — 0,2; 20;(-ный раствор соляной кислоты остальное, при соотношении компонентов в щелочно-метанольной ванне, мас. : 10-40 "Hîé концентрации гидроксиды щелочных металлов 5-10, эмульгатор — стабилизатор ЭС-2

3 — 5, метанол 1-3, углеводородный растворитель остальное. ванну, после окончания реагирования которой продукты реакции закачивают дальше в пласт, а на ее место закачивают глинокислотный раствор. а после реагирования глинокислотного раствора производят глубокое оттеснение его продуктов реакции и скважину вводят в эксплуатацию, при этом в глинокислотном растворе выдерживают следующее соотношение компонентов, мас, 1838597 при соотношении компонентов в щелочнометанольной ванне, мас. :

Гидроксиды щелочных металлов 10-40%-ной концентрации 5-10

Эмульгатор-стабилизатор ЭС-2 3-5

Метанол 1-3

Углеводородный растворитель Остальное, а в качестве углеводородного растворителя применяют конденсат, легкую нефть, дизельное топливо или керосин, Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют приемистость обрабатываемого пласта, как правило, она не превышает 10 м в 1 сут. После з этого подготавливают состав щелочно-метанольной ванны из расчета, мас. :

10 — 40 гидроксида щелочных металлов 10-30

Эмульгатор-стабилизатор ЭС-2 3-5

Метанол 1 — 3

Углеводородный растворитель Остальное

В качестве последнего берут конденсат, легкую нефть. дизельное топливо или керосин. Количество щелочной ванны берут из расчета 80-120 л на 1 м перфорации (т.е, во много раз меньше, чем в известном способе глинокислотного раствора). Этот состав закачивают по лифтовой колонне в призабойную зону и задавливают в продуктивный пласт для реагирования.

Данный состав оказывает следующее действие на состояние горных пород продуктивного пласта, Так как в углеводородном растворителе (да и в нефти пласта) всегда есть нафтеновые кислоты, то в результате взаимодействия гидроксидов щелочных металлов образуются соли нафтеновых кислот, являющихся поверхностно-активными веществами. Эти ПАВ очень активные диспергаторы и одновременно снижают адгезию частиц к металлу и горным породам.

Поэтому происходит нарушение глинистых, парафинистых и др. корочек. покрывающих перфорационные каналы и поры пласта. Как результат, увеличивается приемистость пласта.

8 процессе воздействия гидроксидов металла на метанол образуются алкогалята, значительно (по сравнению с метанолом) снижающие межфазное натяжение скважинной жидкости (до 8-10 эрг/м и больше).

Это освобождает значительную часть "связанной" воды, находящейся в мелких порах пласта, 50

Таким образом, нарушение корочки на пристенной части пласта, растворение асфальтенов, парафина, смолистых и др. веществ. освобождение "связанной" воды,— все это приводит к улучшению проницаемости пласта.

Атак как применяется концентрированный раствор гидроксида металла, причем скорость его реакции с горными породами невысокая, то это увеличивает глубину обра10 ботки пласта, При нахождении гидроксида щелочного металла в пласте происходит его реакция с .кварцевым материалом по такой схеме

2 NaOH+ ВО2- NarStOz+ HzO, 8 результате этого разрушается каркас породы и расширяются каналы, в который закачан названный состав. Частицы породы, оставшиеся в несвязанном состоянии. диспергируют в ссстав и при дальнейшем прокачивании ванны прокачиваются в глубь пласта, очищая тем самым призабойную зону его. Использование эмульгатора-стабилизатора ЭС-2 обеспечивает стабильность действия состава, Так как скорость реакции состава с породами пласта невысокая, то его оставляют для реагирования в пласте на 24 — 48 ч (в зависимости от свойств пород пласта, его состава, температуры и пр.). Этот состав почти не оказывает вредного действия на лифтовую колонну (по сравнению с глинокислотным раствором) и на эксплуатационную колонну, После окончания реагирования (как правило, за это время приемистость скважины или появляется, если ее не было совсем, или увеличивается в 3 — 8 раз и становится приемлемой; чтобы закачать глинокислотный раствор) щелочно-метанольную ванну и содержащиеся в ней продукты реакции закачивают дальше в пласт, а на ее место закачивают глинокислотный раствор следующего состава, мас, :

40 -ный раствор плавиковой кислоты 10-30

Катапин КИ вЂ” 1 0,4-1,0

Сульфанол 0,1 — 0,3

Сульфит натрия 0,05 — 0.2

Соляная кислота 27 -ной конценграции Остальное

Закачивание производят также по лифтовой колонне. Между щелочно-метанольной ванной и глинокислотным раствором в скважине находятся или нефть (при нефтяной скважине, хотя в ряде случаев может быть и пластовая вода при этом) или пластовая вода (в нагнетательных скважинах). В процессе закачивания глинокислотного раствора вся жидкость, содержащаяся в лифто1838597 вой колонне и ниже ее до пласта, закачивается в пласт. При этом щелочно-метэнольная ванна оттесняется дальше от призабойной части в глубь пласта (вместе с продуктами реакции). Закаченный в призабойную зону глинокислотный раствор оставляется нэ реагирование на 0,5-2 ч (так как скорость реакции очень высокая и чтобы не вызвать черезмерного разрушения приствольной зоны пласта, Глинокислотного раствора берут из расчета 100-200 л на 1 м перфорации.

Закаченный в пласт глинокислотный раствор оказывает следующеЕ действие на продуктивный пласт.

В растворе кэтапин КИ вЂ” 1 выполняет роль ингибитора коррозии. Вместо него можно применить и другой, соответствующий скважинным условиям ингибитор.

Сульфанол играет роль ПАВ: понижаетсилы поверхностного натяжения и др. Сульфит натрия играет роль замедлителя реакции, чтобы доставить в пласт более активную кислоту и повысить степень охвата (вернее глубину воздействия) пласта.

Так как применяется высококонцентрировэнный раствор кислот HF и HCI, то увеличивается площадь охвата пласта обработкой. При этом воздействию подвергаются как близрасположенные, так и удаленные зоны пласта. Увеличивается период нейтрализации кислот, т.е. можно увеличить эффективную глубину применения (до

4000-5000) м с температурой на забое 130 С и больше, Так как HF является более активным, то он в основном вступает в хим. реакции с горными породами (с ЯО2 и др.). HCI остается в большей части неизрасходованной. поддерживая низкий рН и способствуя удержанию продуктов реакции в растворе.

Происходят следующие реакции:

SIO2+ 4HF = 2Н20+ SiF4;

H4AI2Si20g + 14HF = 2AIFa+ 2SIF4+ 9Н20,, Эти реакции приведены при реакции плавиковой кислоты с квэрцем и каолином, Первая реакция протекает не очень быстро и не вносит основного влияния на эффект обработки. Вторая реакция является наиболее важной, Образующийся в результате приведенных реакций фтористый кремний реагирует с водой по такой схеме

2SiF4+ 4Н20 = SI(OH)4+ 2H2SIFg, Применение HCI высокой концентрации позволяет избежать образования студнеобразного геля SI(OH)4 и тем самым избежать искусственной закупорки порового пространства пласта.

Кроме названных, протекают и другие реакции, в том числе и такая:

6 3SIF4+ ЗНгО - 2H2SIFs+ НЮОз, Соляная кислота предотвращает выпадению в осадок Н2$)Оз.

Ряд соединений. содержащихся в породе пласта HCI переводит в растворимое со5 стояние. например AIFg, образованный при реакции с HF

А!Ез+ ЗНО = А!Оз+ ÇHF.

А!С1з является хорошо растворимой.

Кроме того, происходит реакция с гид10 роокисью железа(которые в основном и являются причиной закупоривания фильтрационных каналов призабойной зоны нагнетательных скважин);

Ее(ОН)з+ ЗНЕ = ЕеЕз+ ЗНгО

15 Ее(ОН)з+ ЗНС1 = FeCIg+ ЗНгО.

Растворы солей железа растаоримые и при прокачивании будут удалены. Глинокислотный раствор вызывает активную диспергацию асфальтосмолистых веществ и

20 парафина, что позволяет в последующем их удалить при циркуляции раствора из призабойной зоны пласта.

После окончания реагирования глинокислотного раствора производят глубокое

25 оттеснение его продуктов реакции в глубь пласта форсированным закачиванием в него нескольких обьемов скважины нефти или пластовой воды (для нефтяной — нефти, для нагнвтательной — нефти или пластовой во30 ды).

Пример, Способ применяли на скважи-. не N. 11 Анастасьевского месторождения.

Данные по скважине: эксплуатационная колонна g 139,7 х 146 мм спущена на 4971 м:

35 интервал перфорации — 4446 — 4487, всего 41 м; забойная температура — 143 С; способ эксплуатации — газлифтный, Дебит 4 т в 1 сут, вода в продукции отсутствует. Снижение притока вызвано

40 блокированием призабойной зоны водонефтяной эмульсией.

Вначале приготовили 3 м щелочно-мез танольного раствора с содержанием едкого натра 30%-ной концентрации 30% эмульга45 тора-стабилизатора ЭС вЂ” 2 5%, метанола

2,5% и остальное — конденсат. Скважину промыли чистой нефтью и определили приемистость. Она составила 11 м в сутки при давлении 200 кгс!см . После этого по лиф50 товой колонне Р 73 мм закачали при давлении 200 кгс!см в продуктивный пласт щелочнометанольный раствор и оставили на 48 ч для реагирования, После окончания реагирования закачали в пласт 15 м нефти.

55 При этом давление снизилось до 50 кгс!см (т.е. в 4 раза). На место удаленной ванны в пласт закачали 6 м глинокислотного раствора следующего Состава: 40%-ного раствора плавиковой кислоты 10%, каталина

1838597

3,0 — 5.0

1,0 — 3 ° с

Составитель И,Новомлинский

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор С.Ходакова

Заказ 2914. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина. 101

1, сульфанола 0,3, сульфита натрия

0,15% и остальное соляная кислота 27 ной концентрации. Скважину оставили на 2 ч для реагирования под давлением 40 кгс/см.. После этого в скважину закачали форсированно 30 м нефти и скважину пустили в эксплуатацию с помощью газлифта.

Дебит скважины после обработки составил

150 т/сутки при обводненности 4 . Эффект продолжается 14 мес, Преимущества предлагаемого способа.

По сравнению с прототипом значительно повышается эффективность обработки терригенных отложений на больших глубинах с содержанием карбонатных не более

5 . Сокращается более чем в 5 раз расход химреагентов, в особенности кислоты, Снижается в несколько раз опасность корродирования от кислоты до аварийного состояния. Из 21 скважины, обработанной с применением предложенного способа, не было ни одного случая разрушения лифтовых колонн, в то время как при применении способа — прототипа аварии происходили на каждой 9-й скважине.

Если кратко подытожить, за счет чего достигается высокая эффективность способа, то можно так сформулировать, При установке щелочно-метанольной ванны достигается предварительная очистка призабойной эоны пласта: разрушаются корочки глины, смол и пр.. освобождается связанная в порах вода, растворяется некоторое. количество силикатов, смол, парафинов и т.д. Это существенно повышает проницаемость обрабатываемого пласта и подготавливает базу для плодотворной "работы" глинокислотного раствора. Так как в растворе высокая концентрация плавиковой и соляной кислот, то эффект кратно повышается от реагирования с породами пласта. Это не предотвращает закупорку пор пласта продуктами реакции, которые при малых концентрациях кислот выпадают в осадок. Глубокое оттеснение продуктов реакции и ванны и раствора исключает засорение приствольной эоны пласта. Это также искл ючает вредное воздействие продуктов реакции и реактивов, входящих в

8ванну и глинокислотный раствор, в случае их откачки по стволу скважины, Так как при глубоком оттеснении вся реакционная способность расходуется в пласте, то при откачивании продуктов реакции в этом случае

5 вместе с нефтью вредное влияние будет минимальным, В нагнетательных скважинах вредного влияния не будет совсем, так как продукты реакции будут закачены в наиболее дренированные участки, т.е. они сыгра10 ют свою положительную роль в этом случае, Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт глинокислого раствора, выдержку его для реаги15 рования с породами пласта и введение скважины в эксплуатацию, о т л и ч а ю щ ий с я тем. что перед закачкой глинокиСлотного раствора в призабойную зону закачивают щелочно-метанольный раствор до

20 образования в ней щелочно-метанольной ванны с последующей выдержкой ее для реагирования с породами пласта, после чего продукты ее реакции закачивают дальше в пласт, а на ее место закачивают глинокисФ

25 лотный раствор, после реагирования глинокислотного раствора производят глубокое оттеснение.его продуктов реакции в пласт и скважину вводят в эксплуатацию, при этом в глинокислотном растворе содержит ком30 поненты при следующем соотношении, мас.

%:

40%-ный раствор плавиковой кислоты 5 — 10

Катапин КИ-1 0,4-1,0

35 Сульфанол 0,1-0,3

Сульфит натрия 0,05-0,2

277-ный раствор соляной кислоты Остальное, при соотношении компонентов в щелочно40 метанольной ванне, мас. : гидроксиды щелочных металлов 10-40 -ной концентрации 5,0 — 10,0

Э мул ьгатор-стабилизатор

45 ЭС-2

Метанол

Углеводородный растворитель Остальное.