Способ обработки призабойной зоны скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для повышения или восстановления производительности скважин путем обработки призабойной зоны с применением устройств, содержащих газогенерирующий при сгорании композиционный материал. Технический результат - повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатной породы, устранение пожароопасности в технологии изготовления и применения газогенерирующей композиции. В способе обработки призабойной зоны скважины доставляют в забой на кабель-тросе устройство, состоящее из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту. Осуществляют технологическую выдержку для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой. Осуществляют раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта. В качестве газогенерирующей при сгорании композиции с выделением соляной кислоты используют смесь нитрата аммония марки Б и гексахлорбензола при следующем их соотношении, мас.%: нитрат аммония марки Б 34-35, гексахлорбензол 65-66.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для повышения или восстановления производительности скважин путем обработки призабойной зоны с применением устройств, содержащих газогенерирующий при сгорании композиционный материал.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией, сгорание и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, раскрытие воздушной камеры и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта [Патент РФ №2138630, кл. Е21В 43/25, опубл. 27.09.99, бюл. №27].

Недостатком известного способа является невысокая эффективность обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатных пород. Ввиду химической инертности по отношению к породе пласта образующихся при горении газов последние не способны воздействовать на скелет породы и увеличивать пористость карбонатного коллектора.

Известен способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей композицией, сгорание в приемной камере газогенерирующей композиции, выделяющей при термодеструкции плавиковую и соляную кислоты, и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования плавиковой и соляной кислот с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны (см. Патент РФ №2173775, кл. Е21В 43/27, опубл. 20.09.2001, бюл. №26).

В качестве газогенерирующей композиции используют смесь, включающую, мас.%:

Нитрат аммония	30-35
Бифторид аммония	45-50
Хлорид аммония	17-22

или состава, мас.%:

Нитрат аммония	40-50
Полифторхлорэтилен	45-50
Эпоксидный компаунд	5-10.

Срабатывание воспламенителя сгораемой диафрагмы воздушной камеры в этом способе выполняют от электрического импульса, подаваемого с устья скважины по кабель-тросу или от спирально расположенного в пространстве между сгораемой диафрагмой и верхним торцом газогенерирующей композиции в приемной камере огнепроводного шнура, один конец которого подсоединен к воспламенителю сгораемой диафрагмы, другой конец - к торцу газогенерирующей композиции, от которой воспламеняется огнепроводный шнур.

Преимуществом известного способа является то, что в качестве газогенерирующей композиции используется смесь, выделяющая при термодеструкции плавиковую и соляную кислоты, способные химически взаимодействовать со скелетом породы и тем самым увеличить пористость и коллекторские свойства терригенного пласта. Способ позволяет, кроме того, осуществлять перед раскрытием воздушной камеры технологическую выдержку, за счет которой происходит более глубокое реагирование кислот с породой.

Недостатком этого способа является низкая эффективность обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатных пород, т.к. предлагаемые в качестве газогенерирующих композиций смеси выделяют при термодеструкции смесь плавиковой и соляной кислот, пригодных только для обработки терригенных коллекторов с незначительной, менее 0,5%, карбонатностью. Кроме того, содержания соляной кислоты (0,1 кг/кг), выделяемой совместно с плавиковой кислотой при термодеструкции газогенерирующей композиции по этому способу, недостаточно не только для обработки карбонатного коллектора, но и для эффективной обработки терригенной породы, т.к. при малом содержании соляной кислоты образующийся в результате реагирования плавиковой кислоты с терригенной породой гидрат окиси кремния превращается в гель, сводящий на нет эффект обработки [см., например, З.И.Ибрагимов, Н.И.Хисамутдинов. Справочное пособие по применению реагентов в добыче нефти. - М.: "Недра", 1983, с.18].

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности являются способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта. Отличительной особенностью способа-прототипа является то, что в качестве газогенерирующей композиции используют смесь, каждый из компонентов которой при термодеструкции выделяет соляную кислоту, при этом смесь включает, мас.%: перхлорат аммония 40-45 и поливинилхлорид 55-60 [см. Патент РФ №2234599, кл. Е21В 43/27, опубл. 20.08.2004, бюл. №23].

Недостатком способа-прототипа является то, что используемый газогенерирующий материал является взрывчатым веществом (смесь на основе перхлората аммония и горючего относится к классу опасности 1.3 - "взрывчатые материалы пожароопасные, не взрывающиеся массой" ГОСТ 19433-88) и представляет опасность в технологиях его изготовления и применения, что снижает успешность и, следовательно, эффективность обработки. Другим недостатком является снижение эффективности обработки из-за неполноты сгорания газогенерирующего состава, приводящей, как показали стендовые испытания, имитирующие скважинные условия, к образованию до 15-20 мас.% шлаков, способных забивать поры и каналы пласта. Это связано с тем, что технический поливинилхлорид марки ПВХ (ГОСТ 14932-78), выпускаемый промышленностью, содержит, кроме основного компонента, стабилизаторы химической и термической стойкости, противостарители, а также пигменты, наполнители и другие добавки. Кроме того, другим недостатком способа-прототипа является недостаточная эффективность обработки призабойной зоны пласта из карбонатной породы, обусловленная относительно низким содержанием (0,47 кг на один кг композиции) соляной кислоты, выделяемой при сгорании используемой для этой цели смеси из газогенерирующей композиции.

В предлагаемом изобретении решается задача повышения эффективности обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатной породы, путем устранения указанных недостатков.

Задача решается тем, что в способе обработки призабойной зоны скважины, включающем доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композицией из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта, согласно изобретению в качестве газогенерирующей при сгорании композиции с выделением соляной кислоты используют смесь нитрата аммония марки Б и гексахлорбензола при следующем их соотношении, мас.%:

Нитрат аммония марки Б	34-35
Гексахлорбензол	65-66.

Для осуществления способа используют известное устройство (см., например, патент РФ №2173775, кл. Е21В 43/27 от 20.09.2001, бюл. №26), включающее воздушную камеру с атмосферным давлением, диафрагму с воспламенителем и приемную камеру с размещенной в ней газогенерирующей композицией. Между сгораемой диафрагмой и газогенерирующей композицией выполнена полость с технологическими окошками для проникновения скважинной жидкости в воздушную камеру. Выполняют доставку в забой на кабель-тросе устройства, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки. Перед раскрытием воздушной камеры осуществляют технологическую выдержку для более полного расплавления кальматирующих отложений и более глубокой реакции соляной кислоты, выделяющейся при деструкции газогенерирующей композиции, с карбонатной породой.

Длительность технологической выдержки обеспечивают своевременной подачей электрического импульса с устья скважины по кабель-тросу к воспламенителю сгораемой диафрагмы. Последняя сгорает и открывает воздушную камеру. За счет потока жидкости в воздушную камеру на забое создается резкое снижение давления. Загрязнения в виде отложений и продуктов реакции соляной кислоты с породой более полно выносятся из призабойной зоны. Затем выполняют операцию извлечения устройства из скважины.

В предлагаемой газогенерирующей композиции, включающей, мас.%:

Нитрат аммония марки Б	34-35
Гексахлорбензол	65-66

используется смесь, где нитрат аммония, NH₄NO₃, является окислителем, в качестве которого применяется гранулированный нитрат аммония (аммиачная селитра) марки Б сельскохозяйственного назначения. Гексахлорбензол, С₆Cl₆, в смеси является образователем соляной кислоты и выполняет одновременную роль горючего и окислителя. Оптимальной является смесь с содержанием гексахлорбензола 65-66 мас.% и основного окислителя - нитрата аммония 34-35 мас.%. При этом соотношении обеспечивается наибольшее выделение соляной кислоты в количестве не менее 0,49 кг при сгорании одного кг смеси, что на 0,02 кг больше, чем при использовании газогенерирующей композиции по способу-прототипу.

Предлагаемая композиция не является взрывчатым материалом и по степени опасности относятся к классу 4.1 - легковоспламеняющиеся твердые вещества (ГОСТ 19433-88).

Стендовыми испытаниями в условиях жидкой среды и давления, имитирующих скважинные, подтверждено, что при сгорании предлагаемой газогенерирующей композиции полностью отсутствуют шлаки, т.е. образуются только газообразные продукты, не вызывающие закупоривание пор и каналов пласта.

Пример конкретного выполнения способа. Выполняют обработку призабойной зоны в интервале 1160-1165 м нефтедобывающей скважины, пробуренной на нефтяной пласт из карбонатной породы. Производят доставку в забой на кабель-тросе устройства, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышенном давлении в интервале обработки. Осуществляют технологическую выдержку в течение 15 мин для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, затем производят раскрытие воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем. Срабатывание воспламенителя сгораемой диафрагмы воздушной камеры выполняют от электрического импульса, подаваемого по кабель-тросу с устья скважины. Диафрагма сгорает и открывает воздушную камеру. За счет высокоскоростного потока скважинной жидкости в воздушную с атмосферным давлением камеру на забое создается резкое снижение давления в интервале обработки. Загрязнения в виде отложений и продуктов химической реакции соляной кислоты с породой выносятся из призабойной зоны. В качестве газогенерирующей композиции используют смесь, выделяющую при сгорании соляную кислоту, включающую, мас.%:

Нитрат аммония марки Б	34
Гексахлорбензол	66.

В результате обработки призабойной зоны пласта, сложенного из карбонатной породы, благодаря большему содержанию соляной кислоты, выделяемой при сгорании газогенерирующей композиции, а также благодаря практически полному сгоранию ее без образования блокирующих поры и каналы пласта шлаков достигается увеличение коллекторских свойств пласта и повышение дебита скважины на 60-70%. При этом за счет использования невзрывчатого материала газогенерирующей композиции повышается безопасность и соответственно успешность применения способа.

Способ обработки призабойной зоны скважины, включающий доставку в забой на кабель-тросе устройства, состоящего из воздушной камеры, заканчивающейся приемной камерой с расположенной в ней газогенерирующей при сгорании композиции из смеси, выделяющей при термодеструкции соляную кислоту, сгорание газогенерирующей композиции и образование нагретых газообразных продуктов при повышении давления в интервале обработки, осуществление технологической выдержки для более глубокого реагирования соляной кислоты с породой, раскрытие через заданный промежуток времени воздушной камеры путем срабатывания установленной на ее дне сгораемой диафрагмы с воспламенителем и вынос загрязнений из призабойной зоны пласта, отличающийся тем, что в качестве газогенерирующей при сгорании композиции с выделением соляной кислоты используют смесь нитрата аммония марки Б и гексахлорбензола при следующем их соотношении, мас.%:

Нитрат аммония марки Б	34-35
Гексахлорбензол	65-66