Состав для разглинизации призабойной зоны пласта

 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к области химического воздействия на призабойную зону пласта, может использоваться при ликвидации дифференциальных прихватов при бурении скважин. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разглинизации призабойной зоны пласта за счет разрушения глинистых частиц, находящихся в поровом пространстве пласта, в условиях температур ниже 50°С, а также уменьшение коррозионной активности соляной кислоты. Состав для разглинизации призабойной зоны пласта, включающий в себя водный раствор аммонийсодержащего вещества в концентрации 5-50 мас.% и соляной кислоты, содержит соляную кислоту в концентрации 5,5-15 мас.% и дополнительно - карбоновые кислоты и/или их производные в количестве 0,01 – 10 мас.%. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к области химического воздействия на призабойную зону пласта. Данное изобретение также может использоваться при ликвидации дифференциальных прихватов при бурении.

Наиболее распространенными составами для химического воздействия на пласт являются различные кислотные растворы с добавками поверхностно-активных веществ и плавиковой кислоты. Середа Н.Г., Сахаров В.А., Тимашев А.Н. Спутник нефтяника и газовика. - Справочник. М.: Недра, 1986.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разглинизации призабойной зоны пласта, включающий в себя закачку в пласт водного раствора соляной кислоты и аммонийсодержащего вещества. Способ предполагает нагрев раствора до закачки в пласт при температурах от 50°С до температуры кипения и содержания компонентов в следующем соотношении, мас.%: раствор соляной кислоты 1-5, аммонийсодержащее вещество 5-50, вода - остальное. Патент СССР №1792483, кл. Е 21 В 43/27, 30.01.93. Бюл. №4.

Использование данного способа связано с рядом трудностей, таких как разогрев приготовленного раствора до температуры свыше 50°С, что в промысловых условиях трудно сделать и использование соляной кислоты, которая при высокой температуре приводит к повышенной коррозии оборудования.

При проведении промысловых работ необходимо учитывать приведенные выше недостатки, а также то, что многие месторождения имеют пластовую температуру ниже 50°С, которая не обеспечивает необходимую скорость реакции разрушения глинистых частиц.

Технический результат изобретения - повышение эффективности разглинизации призабойной зоны пласта за счет разрушения глинистых частиц, находящихся в поровом пространстве пласта, в условиях температур ниже 50°С. Дополнительным результатом изобретения является уменьшение коррозионной активности соляной кислоты.

Технический результат достигается тем, что состав для разглинизации призабойной зоны пласта, включающий в себя водный раствор аммонийсодержащего вещества в концентрации 5-50 мас.% и соляной кислоты, содержит соляную кислоту в концентрации 5,5-15 мас.% и дополнительно - карбоновые кислоты и/или их производные в количестве 0,01 – 10 мас.%.

Сущность изобретения заключается в следующем. Образующиеся при диссоциации аммонийсодержащего вещества ионы аммония воздействуют на атом алюминия, находящийся в центре кристаллической решетки глинистой частицы. Ионы водорода, образующиеся при диссоциации соляной кислоты, окончательно разрушают структуру глинистого образования. Но данный механизм реакции справедлив лишь для температур от 50°С. Для снижения температуры реакции в состав дополнительно вводят карбоновые кислоты и/или их производные в концентрации от 0,01 до 10 мас.% и увеличивают концентрацию соляной кислоты от 5,5 до 15 мас.%.

Многие свойства карбоновых кислот и их производных объясняются значительной электроотрицательностью атомов кислорода и высокой полярностью связи О - Н. Последнее обстоятельство облегчает отрыв гидроксильного водорода, чем и обусловлены кислотные свойства карбоксильной группы. Для ускорения процесса реагирования используют кислые катализаторы, которые повышают реакционную способность большинства производных карбоновых кислот, причем во всех случаях протонируется карбонильный атом кислорода. Одновременно с этим, наличие в растворе аммонийных групп, переводит часть карбоновых кислот в аминокарбоновые кислоты. Известно, что электроноакцепторные свойства группы NH ⁺₃ приводят к резкому усилению кислотности карбоксильных групп. Также, при добавлении к раствору карбоновых кислот минеральной кислоты, можно достичь такого состояния, когда число катионов станет равным числу анионов в растворе. Концентрация ионов водорода (рН) в этом состоянии называется изоэлектрической точкой и вблизи этой точки, растворы карбоновых кислот обладают максимальным буферным действием, т.е. способностью поддерживать рН на постоянном уровне при добавлении сильных кислот или щелочей. Именно данные свойства карбоновых кислот и их производных обеспечивают получение технического результата.

Для проверки эффективности данного состава были проведены лабораторные исследования, для определения времени разрушения образцов при разных концентрациях реагентов и разных температурах. Водными растворами аммонийсодержащего вещества, например карбамидом в количестве 1 - 500 г на 1 л, соляной кислоты в концентрации 5-20 мас.% и с добавками карбоновых кислот в концентрации 0,005 - 12 мас.%, например малеиновой, нагретыми от 10°С до температуры кипения раствора, обрабатывались сферические образцы монтмориллонитовой глины диаметром 20 мм и весом 10 г. Фиксировалось время разрушения образца с точностью ±0,5 мин.

На фиг. 1 показана зависимость времени разрушения образца от концентрации аммонийсодержащего вещества при постоянной температуре 20°С и постоянном содержании соляной кислоты в количестве 8 мас.% и карбоновой кислоты в количестве 5 мас.%; на фиг. 2 - зависимость времени разрушения образца от концентрации карбоновой кислоты при постоянных температуре 20°С и содержании аммонийсодержащего вещества 15 мас.% и соляной кислоты 8 мас.%; на фиг. 3 - зависимость разрушения образца от концентрации соляной кислоты при постоянной концентрации карбоновой кислоты в количестве 5 мас.% и аммонийсодержащего вещества 15 мас.% при постоянной температуре 20С°.

При реализации данного изобретения применяется водный раствор аммонийсодержащего вещества концентрацией 20 мас.%, соляной кислоты с концентрацией 8 мас.% и карбоновой кислоты в концентрации 5 мас.%. Приготавливают раствор непосредственно перед его применением на скважине. Определяется необходимый объем воды для приготовления раствора, исходя из расчета 0,4 -2,0 м ³ на 1 метр вскрытой перфорацией эффективной мощности пласта. В зависимости от необходимой плотности раствора, а также состава глин выбирается необходимый состав и количество аммонийсодержащего вещества, при постоянном перемешивании затворяется в необходимом количестве воды. В процессе перемешивания в раствор вводятся карбоновая кислота в количестве от 0,01 до 10 мас.% в зависимости от типа коллектора и состава глин.

Для проведения лабораторных исследований также использовались производные карбоновых кислот, малеиновый ангидрид, фталевый ангидрид, которые могут использоваться как совместно с карбоновыми кислотами, так и без них.

После приготовления необходимого количества раствора он закачивается в призабойную зону пласта и задавливается в пласт и оставляется на реагировании в течение 3-4 ч, после чего производится освоение скважины традиционными методами.

Для проверки эффективности предлагаемого состава были проведены промысловые исследования на месторождении Ершовое. При обработке скв. № 1543 предлагаемым составом ее приемистость увеличилась в 3 раз при снижении давления нагнетания на 40%. После освоения этой скважины дебит жидкости увеличился с 4,7 м³/cyт до 18,8 м³/сут.

Таким образом, предлагаемый состав, по сравнению с наиболее близким аналогом, позволяет существенно увеличить дебит скважин и их приемистость.

Источники информации

1. Середа Н.Г., Сахаров В.А., Тимашев А.Н. Спутник нефтяника газовика. - Справочник. М.: Недра, 1986.

2. Патент СССР №1792483, кл. Е 21 В 43/27, 30.01.93. Бюл. №4.

Формула изобретения

Состав для разглинизации призабойной зоны пласта, включающий в себя водный раствор аммонийсодержащего вещества в концентрации 5-50 мас.% и соляной кислоты, отличающийся тем, что состав содержит соляную кислоту в концентрации 5,5-15 мас.% и дополнительно карбоновые кислоты и/или их производные в количестве 0,01 – 10 мас.%.

РИСУНКИ