Способ обработки скважины в карбонатных коллекторах

 

Способ обработки скважины в карбонатных коллекторах включает циклическую закачку в пласт соляной кислоты с последующей продавкой ее раствором реагента, образующего с карбонатным коллектором слаборастворимые или не растворимые в кислоте соединения, в качестве которых используют 2 - 5% - ные водные растворы кислородсодержащих соединений серы; или бисульфата натрия, или пиросульфата натрия или калия, или аммония с последующим удалением их из пласта, причем последние закачивают в объеме, необходимом для инкрустирования большей зоны карбонатных коллекторов, чем в предыдущем цикле. 2 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам увеличения дебита скважин путем реагентной кислотной обработки карбонатных коллекторов.

Известен способ кислотной обработки путем закачки в призабойную зону аэрированной кислоты с добавками в нее замедлителей реакции [1] Недостатком данного способа является неглубокое проникновение кислоты в пласт.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ циклической кислотной обработки скважины, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты с последующей обработкой пласта раствором реагента, образующего с карбонатными породами слаборастворимые или нерастворимые в кислоте соединения, концентрация реагента и его объем подбираются таким образом, чтобы пленка инкрустированных карбонатных пород занимала большую часть зоны, обработанной кислотой в предыдущем цикле. В качестве реагентов, образующих слаборастворимые в кислоте соединения, используют 3-5%-ный раствор H₂SO₄ или 10%-ный раствор Na₂SiO₃. При их взаимодействии с карбонатными породами образуются слаборастворимые и нерастворимые соединения в виде CaSO₄ и CaSiO₃ [2] Недостатком этого способа является возможность кольматации трещин пород тонкодисперсными студнеобразными аморфно-кристаллическими осадками соединений кальция.

Целью изобретения является предотвращение кольматации продуктивного пласта в процессе обработки, а также упрощение технологического процесса обработки.

Цель достигается путем циклической закачки раствора соляной кислоты с продавкой ее в пласт раствором порошкообразных кислородсодержащих соединений серы, который, в свою очередь, продавливают в пласт пластовой водой, после чего производят его удаление из пласта. Затем цикл повторяют.

При закачке раствора соляной кислоты в пласт используют 12-15%-ный раствор соляной кислоты, что не вызывает сильной коррозии оборудования и достаточно для протекания реакции в карбонатных коллекторах, а в качестве порошкообразных кислородсодержащих соединений серы могут быть использованы бисульфат натрия, пиросульфат натрия, пиросульфат калия, персульфат аммония или их смеси и т.п. что не упрощает технологический процесс за счет облегчения транспортировки, хранения, приготовления раствора на объекте и не требует специальных мер безопасности при работе.

Экспериментами установлено, что при взаимодействии рекомендуемых реагентов с карбонатной породой реакция происходит практически мгновенно с породой на поверхности монолита, в результате чего на поверхности образуется гипс, полностью инкрустирующий породу.

Теоретически в лабораторных условиях достаточная концентрация составляет не менее 0,1% При обработке в пласте необходимо учитывать потери на взаимодействие с НКТ, разбавление пластовым флюидом вследствие фильтрационной дисперсии при закачке в пласт, растворения примесей в карбонатном коллекторе и др. Поэтому оптимальная концентрация кислородосодержащего соединения серы в водном растворе составляет 2-5% Механизм образования гипса при реакции кислородосодержащих соединений серы с карбонатной породой основан на реакции нейтрализации, в ходе которой образуется твердая фаза (гипс) и выделяется газовая составляющая (СО₂).

При обработке карбонатных коллекторов необходимо принимать во внимание их литологический состав. Главнейшими их составляющими являются кальций, доломит и примеси в виде песчаного, алевролитового и глинистого материала, образующие нерастворимый осадок при воздействии на карбонатные породы раствором соляной кислоты. Нередки также примеси опала, халцедона и кварца, встречается также гипс, ангидрит, сидерит, магнезит и др.

Исходя из литологического состава карбонатных пород, после обработки раствором, растворяющим карбонатные породы, следует ожидать образование целого ряда нерастворимых соединений, которые в последующем могут кольматировать трещины пласта. После последующей обработки раствором кислородосодержащих соединений серы и образования гипса производят удаление из пласта прокачкой как нерастворимых соединений после первичной обработки, так и раствора кислородсодержащих соединений серы, что в дальнейшем исключает инкрустацию гипсом карбонатных пород, предварительно не обработанных раствором, растворяющим карбонатные породы. Последнее обеспечивает также и такая технологическая операция, как дальность подачи в пласт раствора, образующего с карбонатной породой соединения в виде гипса, не должна превышать дальности подачи в пласт раствора, растворяющего карбонатную породу.

Примеры конкретного выполнения.

П р и м е р 1. Скважина диаметром 146 мм пробурена на глубину 1242 м и вскрывает продуктивные известняки в интервале 1240-1225 м. Результаты обработки графика восстановления давления в координатах Δ Р lgt и lg Δ P-t свидетельствуют, что дренируемый скважиной участок пласта имеет ухудшенную фильтрационную характеристику в зоне перфорации в радиусе 22 м и относится к трещиновато-поровому коллектору с трещинной пористостью 0,225% Коэффициент вытеснения принят равным 0,5.

После обвязки наземного оборудования из скважины извлекают насосное оборудование, колонну НКТ диаметром 73 мм устанавливают в зону нижней перфорации. Ствол скважины подготавливают путем его промывки пластовой водой с добавкой ПАВ (0,1%).

При открытом межтрубном пространстве в колонну НКТ начинают закачку раствора соляной кислоты 15%-ной концентрации. После выхода раствора из башмака НКТ и заполнения межтрубного пространства циркуляцию прекращают и раствор соляной кислоты закачивают в пласт с расходом закачки 2,1 л/с при давлении 10 МПа. Объем закачанной кислоты 12,5 м³. В качестве пpодавочной жидкости используют раствор гидросульфата натрия концентрацией 5% Время закачки раствора соляной кислоты 2 ч, дальность подачи его в пласт 15 м. Не останавливая агрегата, производят закачку раствора гидросульфата натрия в объеме 12 м³. В качестве продавочной жидкости используют пластовую воду.

После закачки раствора гидросульфата натрия приступают к компрессорной прокачке скважины до появления пластового флюида. Далее аналогичным образом в пласт закачивают 13,7 м³ раствора соляной кислоты 15%-ной концентрации. В качестве продавочной жидкости используют пластовую воду с добавкой ПАВ (0,1% ), объем продавочной жидкости 11,9 м³. Через 3 ч 24 мин раствор соляной кислоты был подан в пласт на расстояние 22 м, после чего приступили к освоению скважины.

В табл. 1, 2 представлены сведения об остальных примерах реализации изобретения, выполняемых аналогично примеру 1, при использовании различных составов реагентов.

Скважины, обработанные по примерам 1-4, после обработки приобретают проектный дебит, в то время как обработка по прототипу не позволяет достичь этого.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ В КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ, включающий циклическую закачку в пласт соляной кислоты с последующей продавкой ее раствором реагента, образующего с карбонатным коллектором слаборастворимые или нерастворимые в кислоте соединения, в объеме, необходимом для инкрустирования большей зоны карбонатных коллекторов, чем в предыдущем цикле, отличающийся тем, что в качестве водных растворов, образующих с карбонатными коллекторами слаборастворимые или нерастворимые соединения, используют 2 - 5%-ные водные растворы кислородсодержащих соединений серы, или бисульфата натрия, или пиросульфата натрия, или пиросульфата калия, или пиросульфата аммония с последующим удалением их из пласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1