Способ обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов (варианты)
Владельцы патента RU 2425209:
Андреев Вадим Евгеньевич (RU)
Котенев Юрий Алексеевич (RU)
Пташко Олег Анатольевич (RU)
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче нефти и газа из неоднородных обводняющихся пластов на любой стадии разработки газовых и нефтяных месторождений. По одному варианту в способе обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов путем закачки в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, лигносульфонат -ЛС, соляную кислоту -СК и воду, в качестве отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У, закачку осуществляют в две стадии с продавкой в пласт водой и остановкой на время гелеобразования, используя на первой стадии указанный раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный отход 50,0-60,0, ЛС 0,5-5,0, СК 7,0-12,0, вода - остальное, на второй стадии - указанный раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный отход 20,0-40,0, ЛС 0,5-5,0, СК 10,0-15,0, вода - остальное. По другому варианту в способе обработки указанных пластов путем закачки в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, ЛС, СК и воду, в качестве отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный отход 20,0-40,0, ЛС 0,5-5,0, СК 10,0-15,0, вода - остальное, и предварительно проводят последовательную закачку 7-12%-ного раствора СК, первого буфера пресной воды, жидкого отхода производства указанного выше цеолита, содержащего 2-5 мас.% ЛС, второго буфера пресной воды, 7-12%-ного раствора СК и продавку водой в объеме НКТ и устьевой обвязки оборудования. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение эффективности обработки пластов и расширение температурных границ применения способа. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче нефти и газа из неоднородных обводняющихся пластов на любой стадии разработки газовых и нефтяных месторождений, в частности к способам с применением реагентов, кислот и гелеобразующих составов на основе силикатов.
Изобретение может быть использовано для повышения эффективности обработки призабойной зоны карбонатного и карбонатсодержащего пласта за счет более качественной изоляции обводнившихся порово-трещинных транспортных каналов и увеличения глубины проникновения кислоты в пласт.
Солянокислотные обработки (СКО) являются основным способом воздействия на карбонатные пласты. Основными недостатками солянокислотных обработок являются уменьшение эффективности с ростом кратности воздействия и низкая эффективность или отсутствие положительного эффекта в обводненных пластах. Эффективность СКО можно увеличить за счет увеличения глубины проникновения обрабатывающего состава в пласт с сохранением его растворяющих и разъедающих свойств, что, в свою очередь, достигается уменьшением скорости растворения породы в кислоте и использованием соляной кислоты в комбинации с водоизолирующими композициями.
Известен способ обработки карбонатного пласта, по которому в пласт закачивают обратную эмульсию, затем чередующиеся между собой порции кислоты и гидрофобизирующего агента. В качестве гидрофобизирующего состава в пласт закачивают 20%-ный углеводородный раствор смыленного таллового пека [А.С. СССР №1624134, МКИ Е21В 43/27, опубл. 30.01.1991]. Этот способ имеет недостаточную эффективность, кислота реагирует с карбонатами довольно быстро и глубина обработки недостаточна, продукты реакции извлекаются с сильным осложнением из-за эмульгирования, снижение обводнения продукции скважины при такой обработке незначительно.
Известен способ обработки пластов, в котором используется состав, включающий соляную кислоту и жидкое стекло [В.И.Кудинов, Б.М.Сучков. "Методы повышения производительности скважин", Самара: Кн. изд-во, 1996, с.95]. Основным недостатком его является невысокая эффективность, связанная с малой глубиной проникновения кислотного состава в пласт из-за большой скорости реакции с карбонатной породой.
Таким образом, для повышения эффективности обработки важно доставить кислоту не прореагировавшей как можно глубже в пласт. Известно, что замедлителями скорости реакции растворения карбоната в соляной кислоте являются алюмосиликаты (нефелин, сиенитовый концентрат или цеолит) и лигносульфонаты (сухие или жидкие лигносульфонаты, лигнотин и др.). Известны способы обработки пластов с использованием кислотного состава, снижающего скорость растворения карбоната в 10-50 раз (в зависимости от глубины реакции) [Лозин Е.В., Хлебников В.Н. Применение коллоидных реагентов для повышения нефтеотдачи. - Уфа, изд. БашНИПИнефть, 2003]. Использование высокоминерализованной воды (плотностью более 1100 кг/м3) или ее смеси с метанолом позволяет использовать кислотный состав в осенне-зимний период и дополнительно замедлять скорость растворения карбонатов.
Известен способ регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающий двухстадийную закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, продавку его в пласт водой и остановку на время гелеобразования, с использованием гелеобразующего раствора в виде кислотного раствора алюмосиликата или жидкого стекла, причем на первой стадии закачивают указанный гелеобразующий раствор с концентрацией выше порога гелеобразования, а на второй стадии закачивают тот же раствор с концентрацией ниже порога гелеобразования [патент РФ №2184841, Е21В 43/22, опубл. 10.07.2002].
Наиболее близким по сущности и достигаемому результату является способ регулирования проницаемости неоднородного пласта, включающий закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, продавку его в пласт водой и остановку на время гелеобразования, с использованием гелеобразующего раствора, содержащего, мас.%: алюмосиликат (в пересчете на сухое вещество) 0,5-10,0, лигносульфонат (в пересчете на сухое вещество) 0,5-10,0, соляная кислота - остальное, причем алюмосиликаты могут быть использованы природные или синтетические, в том числе и отходы производства цеолитов - цеолитные шламы, соляную кислоту готовят смешением концентрированной кислоты с пресной или минерализованной водой [патент РФ №2194157, Е21В 43/22, опубл. 10.12.2002].
Эти способы недостаточно эффективны, так как снижение обводненности продукции скважины невелико из-за недостаточной плотности образующегося геля и недостаточной глубины проникновения активной кислоты, есть технологические затруднения при приготовлении рабочих растворов на скважине.
Целью изобретения является повышение эффективности обработки трещиновато-пористых карбонатных и карбонатсодержащих пластов и расширение температурных границ применения способа за счет более качественной изоляции обводнившихся порово-трещинных транспортных каналов, увеличения глубины проникновения кислоты в пласт и охвата призабойной зоны пласта воздействием.
Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов, включающем закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, лигносульфонат, соляную кислоту и воду, что в качестве указанного отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У, закачку осуществляют в две стадии с продавкой в пласт водой и остановкой на время гелеобразования, используя на первой стадии указанный раствор при следующем соотношении его компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 50,0-60,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 7,0-12,0 |
| Вода | остальное |
а на второй стадии - указанный раствор при следующем соотношении его компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 20,0-40,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 10,0-15,0 |
| Вода | остальное |
Причем смешивание раствора соляной кислоты и указанного отхода с добавкой лигносульфоната осуществляют на устье путем закачки через волновой смеситель, установленный на устье скважины, башмак насосно-компрессорных труб оборудуют гидравлическим волновым генератором и закачку всех растворов в пласт ведут через этот гидравлический волновой генератор, используемая для продавки вода дополнительно содержит метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Метанол | 50-60 |
| Вода минерализованная, ρ=1,1-1,24 г/см3 | остальное |
используемый на втором этапе указанный раствор дополнительно содержит 20-32 мас.% метанола.
Поставленная цель также достигается тем, что по другому варианту в способе обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов, включающем закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, лигносульфонат, соляную кислоту и воду, в качестве указанного отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 20,0-40,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 10,0-15,0 |
| Вода | остальное |
и предварительно проводят последовательную закачку 7-12%-ного раствора соляной кислоты, первого буфера пресной воды, жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У, содержащего 2-5% лигносульфоната, второго буфера пресной воды, 7-12%-ного раствора соляной кислоты и продавку водой в объеме насосно-компрессорных труб и устьевой обвязки оборудования.
Причем при больших объемах закачиваемых растворов выполняют 2-4 цикла последовательных закачек в указанной последовательности с продавкой после последней части раствора соляной кислоты, башмак насосно-компрессорных труб оборудуют гидравлическим волновым генератором и закачку всех растворов в пласт ведут через этот гидравлический волновой генератор, используемая для продавки вода дополнительно содержит метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Метанол | 50-60 |
| Вода минерализованная, ρ=1,1-1,24 г/см3 | остальное |
указанный раствор дополнительно содержит 20-32 мас.% метанола.
Отличие заявляемого способа от известного заключается в том, что используется кислотный гелеобразующий раствор в виде кислотного раствора силиката натрия и сульфата натрия, с остаточным содержанием алюмосиликатов, являющегося жидким отходом производства синтетического цеолита NaX (по ТУ 38.10281-88) и/или NaA и NaA-У (по ТУ 2163-003-05766557-97), содержащим систему Na2O, Al2O3, SiO2, H2O, в этот раствор сделана добавка поверхностно-активного вещества лигносульфоната, причем на первой стадии закачивают кислотный гелеобразующий раствор с концентрацией силиката натрия, обеспечивающей создание более плотного и менее проницаемого геля, а на второй стадии закачивают тот же раствор с концентрацией силиката натрия, замедляющей процесс растворения карбонатов соляной кислотой, кислотный гелеобразующий раствор содержит дополнительно лигносульфонат, для упрочнения геля и усиления сцепления его с поверхностью порово-трещинного пространства, а на второй стадии лигносульфонат участвует в замедлении реакции кислоты с карбонатами, дополнительно обеспечивая более глубокое проникновение в пласт активной кислоты. Снижение концентрации химического реагента в последующей оторочке и использование различия физико-химических свойств растворов гелеобразователя при концентрациях гелеобразователя выше и ниже порога гелеобразования известно (патент РФ 2184841), однако заявляемая совокупность существенных признаков, а именно использование в качестве гелеобразователя и далее для замедления реакции кислоты нового компонента - жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX (по ТУ 38.10281-88) и/или NaA и NaA-У (по ТУ 2163-003-05766557-97), ранее не использовавшегося, и добавление лигносульфоната позволяет одним и тем же химическим реагентам на первом этапе более значительно уменьшать проницаемость высокопроницаемых зон и пропластков, а на втором этапе - повышать проницаемость низко- и среднепроницаемых, не охваченных фильтрацией, участков неоднородного пласта. Кроме того, предложенная последовательность операций в сочетании с применяемыми веществами ранее не использовалась. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию «изобретательский уровень».
Для приготовления замедленной кислотной и гелеобразующей композиции использовались:
- жидкий отход производства синтетического цеолита NaX (по ТУ 38.10281-88) и/или (NaA и NaA-У) (по ТУ 2163-003-05766557-97), содержащий систему Na2O, Al2O3, SiO2, H2O, представляющий собой раствор с содержанием силиката натрия 6,5-12,0 мас.%, сульфата натрия 3,5-8,5 мас.%, алюмосиликата натрия в виде примесей до 1,5 мас.%;
- поверхностно-активное вещество - лигносульфонат;
- соляная кислота, выпускаемая по ТУ 212204200203306-98.
Были проведены лабораторные эксперименты для определения необходимых концентраций компонентов обрабатывающих растворов на разных стадиях технологического процесса обработки пласта. При добавлении силиката натрия в состав раствора соляной кислоты получаются два типа растворов (табл.1) - замедленная соляная кислота (с концентрацией силиката натрия 4% и менее, опыты №№1-11) и гелеобразующий состав (с концентрацией силиката натрия 5% и более, опыты №№12-22).
| Таблица 1 | |||||||
| Влияние содержания силиката натрия (СН) и соляной кислоты в растворе на процесс гелеобразования (избыток карбоната - не менее 50%, t=20°C) | |||||||
| № опыта | Концентрация, % | Результаты | № опыта | Концентрация, % | Результаты | ||
| СН | HCl | СН | HCl | ||||
| 1 | 2 | 10 | Взвесь | 12 | 6 | 6 | Часть объема - взвесь, часть - гель |
| 2 | 3 | 10 | Взвесь | 13 | 6 | 10 | Плотный гель |
| 3 | 4 | 10 | Взвесь | 14 | 7 | 10 | Плотный гель |
| 4 | 5 | 10 | Взвесь | 15 | 8 | 10 | Плотный гель |
| 5 | 2 | 12 | Взвесь | 16 | 9 | 10 | Плотный гель |
| 6 | 3 | 15 | Взвесь | 17 | 12 | 10 | Плотный гель |
| 7 | 4 | 12 | Взвесь | 18 | 7 | 7 | Плотный гель |
| 8 | 5 | 15 | Взвесь | 19 | 8 | 8 | Плотный гель |
| 9 | 3 | 3 | Взвесь | 20 | 9 | 9 | Плотный гель |
| 10 | 4 | 4 | Взвесь | 21 | 10 | 10 | Плотный гель |
| 11 | 5 | 5 | Часть объема - взвесь, часть - гель | 22 | 12 | 12 | Плотный гель |
Лигносульфонат наряду с силикатами замедляет реакцию соляной кислоты с карбонатной породой. Поэтому применение лигносульфоната совместно с силикатом позволит увеличить глубину, а значит и эффективность обработки. Механизм совместного замедляющего действия на реакцию соляной кислоты с карбонатами силиката и лигносульфоната состоит в следующем. Коллоидная и полимерная природа растворов силикатов и лигносульфонатов в соляной кислоте приводит к тому, что уменьшается скорость диффузии ионов водорода в растворе. В результате взаимодействия кислотного раствора силиката и лигносульфоната с карбонатами на поверхности пор и трещин образуется защитный гелеобразный слой, что сопровождается снижением скорости реакции кислоты с карбонатной или карбонатсодержащей породой. Лигносульфонат увеличивает адгезию геля на поверхности порово-трещинного пространства и плотность слоя геля на этой поверхности.
Добавка лигносульфоната повышает прочность образующегося геля и соответственно его водоизолирующие свойства. Лигносульфонат, обладая свойствами ПАВ, увеличивает прочность сцепления образующегося геля с поверхностью порово-трещинного пространства. Наличие лигносульфоната повышает вязкость гелеобразующего раствора, и он поступает в наиболее крупные трещины и поры, что придает способу селективность воздействия. Наличие поверхностно-активного вещества в кислотном растворе обеспечивает снижение поверхностного натяжения на границе раздела фал и более глубокое проникновение кислотного раствора в пласт.
Добавление метанола в замедленный кислотный раствор и продавочный раствор с одной стороны понижает температуру замерзания растворов, что расширяет границы применимости способа в сторону более низких отрицательных температур, с другой стороны наличие метанола в кислотном растворе дополнительно замедляет реакцию кислоты с карбонатами, увеличивая глубину кислотной обработки, и при этом облегчает очистку призабойной зоны от продуктов реакции при вызове притока и отработке скважины на факел, кроме того, метанол является ингибитором гидратообразования. То есть применение метанола в данном случае дает комплексный положительный эффект.
Испытания способа обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов проводились на установке УИПК-1М. Модель пласта была представлена образцами керна с размером 030 мм, длиной 1=40 мм. Результаты опытов с кислотным гелеобразующим составом на основе соляной кислоты и отхода производства синтетического цеолита NaX и NaA, содержащим силикат натрия, и дополнительно лигносульфонат представлены в табл.2.
| Таблица 2 | |||||
| Оценка степени водоизоляции при использовании в способе обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов состава, содержащего соляную кислоту, отход производства синтетического цеолита NaX и NaA и лигносульфонат. | |||||
| № опыта | Состав раствора | Проницаемость керна до обработки, по воде, 10-3 мкм2 | Градиент давления при определении проницаемости, МПа/м | После обработки | |
| Проницаемость по воде, 10-3 мкм2/кратность уменьшения | Градиент давления, при котором возникла фильтрация, МПа/м /кратность возрастания градиента давления | ||||
| 1 | №13 табл.1 | 113 | 1.8 | 4,9/23,1 | 2,8/1,5 |
| 2 | №16 табл.1 | 119 | 1.8 | 5,7/20,9 | 2,9/1,6 |
| 3 | №13 табл.1+0,5% лигносульфонат | 137 | 1,8 | 4,6/29,8 | 3,6/2,0 |
| 4 | №16 табл.1+0,5% лигносульфонат | 121 | 1,8 | 4,0/30,2 | 3,8/2,1 |
| 5 | №13 табл.1+2,0% лигносульфонат | 194 | 1,8 | 6,2/31,3 | 3,7/2,1 |
| 6 | №16 табл.1+2,0% лигносульфонат | 197 | 1,8 | 6,1/32,3 | 3,7/2,1 |
| 7 | №13 табл.1+5,0% лигносульфонат | 312 | 1,8 | 9,4/33,2 | 4,0/2,2 |
| 8 | №16 табл.1+5,0% лигносульфонат | 328 | 1,8 | 9,7/33,8 | 4,2/2,3 |
| 9 | Прототип (нефелин 8%+HCl 8%) | 189 | 1,8 | 10,8/17,5 | 2,5/1,4 |
| 10 | Прототип (нефелин 8%+HCl 8%) | 123 | 1,8 | 9,2/13,4 | 2,0/1,1 |
По данным табл.1 и 2 видно, что в зависимости от концентрации компонентов состав, предлагаемый для использования в способе обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов, проявляет свойства гелеобразующего состава, способного изолировать приток воды, или замедленного кислотного состава, что позволяет комплексно решить задачу водоизоляции и интенсификации притока нефти и газа в скважину. А также видно, что водоизоляционные возможности предлагаемого способа выше, чем у прототипа (табл.2).
По физико-химическим показателям натрийсиликатсодержащий состав соответствует требованиям и значениям, приведенным в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Наименование показателя | Значение | Метод испытания |
| 1. Внешний вид | Слабомутная жидкость от коричневого до темно-коричневого цвета | визуально |
| 2. Плотность при 20°С, кг/м3 | 1,0-1,25 | ГОСТ 18995.7-73 |
| 3. Массовая концентрация сульфата натрия, г/дм3, в пределах | 35-85 | ГОСТ 27025-86 |
| 4. Массовая концентрация оксида кремния (IV), г/дм3 | 40-80 | ГОСТ 27025-86 |
| 5. Массовая концентрация оксида натрия, г/дм3, в пределах | 25-40 | ГОСТ 27025-86 |
Закачка составляющих обрабатывающего раствора (раствора соляной кислоты и жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX, и/или NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната) через волновой смеситель, установленный на устье скважины [Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Андреев В.Е., Котенев Ю.А. Проблемы и перспективы волновой технологии многофазных систем в нефтяной и газовой промышленности. - СПб.: ООО «Недра», 2008. - 214 с. С.83, 176-177] позволяет достигнуть высокой степени перемешивания компонентов и однородности при большой скорости закачки, что позволяет сократить время подготовительных работ и достигнуть большей эффективности обработки. При этом волновое воздействие по существующему гидравлическому каналу (колонна насосно-компрессорных труб) будет передаваться на забой скважины и на призабойную зону пласта, что, в свою очередь, также положительно сказывается на эффективности обработки [Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Андреев В.Е., Котенев Ю.А. Проблемы и перспективы волновой технологии многофазных систем в нефтяной и газовой промышленности. - СПб.: ООО «Недра», 2008. - 214 с.].
Когда башмак насосно-компрессорных труб оборудуют гидравлическим волновым генератором и закачку всех растворов в пласт ведут через этот волновой генератор, достигается высокая степень перемешивания компонентов и однородности получаемого в призабойной зоне раствора, естественно это позволяет сократить время подготовительных работ. Однако параллельно с этим происходит волновое воздействие на призабойную зону пласта, позволяющее более тщательно заполнить порово-трещинное пространство породы гелеобразующим составом и создать более плотный и непроницаемый гелевый экран (барьер), а на стадии кислотного воздействия за счет волновых эффектов происходит лучшее проникновение кислотного раствора в пласт, и тогда обработке подвергается большая зона вокруг скважины, которая ранее не была охвачена фильтрацией. Названные процессы кратно увеличивают эффективность водоизоляции и кислотной обработки для интенсификации притока нефти и газа [Ганиев Р.Ф., Украинский Л.Е., Андреев В.Е., Котенев Ю.А. Проблемы и перспективы волновой технологии многофазных систем в нефтяной и газовой промышленности. - СПб.: ООО «Недра», 2008. - 214 с.].
Пример 1. Для обработки выбрана добывающая нефтяная скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 15 м, кровля пласта находится на глубине 2020 м. Пористость пласта m=0,2. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 146 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 73 мм до глубины 2000 м. Пластовое давление 20,5 МПа, пластовая температура 78°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 280 м3/сут при 12 МПа.
Приготовили первый рабочий раствор: насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 9 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX, кислотным агрегатом СИН-32 закачали 6 м3 23% раствора соляной кислоты с одновременным перемешиванием по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320, добавили 250 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 30 мин. по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320.
Обвязали устьевую арматуру с насосным агрегатом ЦА-320. При открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) последовательно закачали: 2 м3 пресной (технической) воды, 5 м3 приготовленного первого рабочего раствора состава, мас.%: жидкий отход производства синтетического цеолита NaX 60,0, лигносульфонат 1.7, соляная кислота 9,2, вода 29,1; закрыли затрубное пространство и последовательно закачали: 10 м3 указанного приготовленного первого рабочего раствора, 7 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 48 часов, для гелеобразования.
Приготовили второй рабочий раствор (раствор замедленной кислоты): насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 6 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX и 9,1 м3 пресной воды, кислотным агрегатом СИН-32 закачали 14,9 м3 23% раствора соляной кислоты с одновременным перемешиванием по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320, добавили 200 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 30 минут по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320.
Обвязали устьевую арматуру с насосным агрегатом ЦА-320. Спрессовали нагнетательную линию давлением 18 МПа. При открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) последовательно закачали: 6 м3 приготовленного второго рабочего раствора состава, мас.%: жидкий отход производства синтетического цеолита NaX 20,0, лигносульфонат 0,7, соляная кислота 13,7, вода 65,6: закрыли затрубное пространство и последовательно закачали: 24 м3 приготовленного указанного второго рабочего раствора, 6,7 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 2 часа, для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷12 мм в течение 36 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 23%.
Пример 2. Для обработки выбрана добывающая нефтяная скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 18 м, кровля пласта находится на глубине 1980 м. Пористость пласта m=0,2. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 146 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 73 мм до глубины 1990 м. Пластовое давление 20 МПа, пластовая температура 78°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 300 м3/сут при 12 МПа.
Установили на устье и присоединили к трубному пространству волновой смеситель, к нему присоединили две напорные линии для подачи реагентов и обвязали первую с насосным агрегатом ЦА-320, вторую с кислотным агрегатом СИН-32. Приготовили раствор жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с лигносульфонатом, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 24 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У (соотношении 1:1), добавили 800 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 15 минут по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Далее через волновой смеситель в скважину одновременно закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 2,4 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и 3,6 м3 производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); закрыли затрубное пространство и одновременно закачали 13,6 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и 20,4 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); затем продавили 6,5 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 36 часов для гелеобразования.
Приготовили раствор жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У (в соотношении 1:1) с лигносульфонатом, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 15 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У и 8 м3 пресной воды, добавили 900 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 15 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Далее через волновой смеситель в скважину одновременно закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 3,7 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и 2,3 м3 раствора жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); закрыли затрубное пространство и одновременно закачали 33,3 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и 20,1 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); затем продавили 6,5 м3 технической воды.
Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 1,5 ч для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷12 мм в течение 36 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 29%.
Пример 3. Для обработки выбрана добывающая газовая скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 19 м, кровля пласта находится на глубине 2080 м. Пористость пласта m=0,24. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 168 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 73 мм до глубины 2060 м. Пластовое давление 21,2 МПа, пластовая температура 79°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 380 м3/сут при 12,3 МПа.
Присоединили к трубному пространству через тройник две напорные линии для подачи реагентов и обвязали первую с насосным агрегатом ЦА-320, вторую с кислотным агрегатом СИН-32. Приготовили водометанольный раствор для продавки, для чего в емкость закачали 3 м3 (56 мас.%) минерализованной воды с р=1,14 г/см3 и 3,5 м3 (44 мас.%) метанола, перемешали в течение 5 минут. Приготовили раствор жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX+NaA (в соотношении 1:1) с лигносульфонатом, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 20 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA, добавили 1 тонну лигносульфоната с одновременным перемешиванием и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Одновременно с этим приготовили 20 м 12% раствора соляной кислоты, для чего во вторую технологическую емкость закачали 9,9 м3 пресной воды и агрегатом СИН-32 закачали 10,1 м3 23% раствора соляной кислоты (товарная соляная кислота) и перемешивали в течение 10 мин по круговой схеме при помощи кислотного агрегата СИН-32. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 6,2 м3 12% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32), закрыли затрубное пространство и закачали последовательно: 3,8 м3 12% соляной кислоты (12 мас.% кислоты и 88 мас.% воды); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 (25 мас.%) жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с добавкой 5 мас.% лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 10 м3 12% (…12 мас.% кислоты и …88 мас.% воды) соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и 6,5 м3 водометанольного раствора (насосным агрегатом ЦА-320). Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 10 ч для гелеобразования.
Приготовили 60 м3 замедленного кислотного раствора, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 18 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX и 5 м3 пресной воды; в эту же технологическую емкость закачали 37 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320; затем добавили 800 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 15 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320 (мас.%: 30 отхода, 14,2… кислоты, …54,5 воды и 1,3… лигносульфоната). Приготовили водометанольный раствор для продавки, для чего в емкость закачали 3 м3 (…56 мас.%) минерализованной воды с р=1,14 г/см3 и 3,5 м3 (…44 мас.%) метанола, перемешали в течение 5 мин. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 6,2 м3 замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32); закрыли затрубное пространство и закачали 53,8 м замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32), затем продавили 6,5 м3 водометанольного раствора. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 2 часа для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷14 мм в течение 60 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 33,4%.
Пример 4. Для обработки выбрана добывающая нефтяная скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 16 м, кровля пласта находится на глубине 2120 м. Пористость пласта m=0,21. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 146 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 73 мм до глубины 2128 м, башмак НКТ оборудован волновым генератором типа СГГК (конструкция НЦ НВМТ РАН). Пластовое давление 21 МПа, пластовая температура 78°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 240 м3/сут при 11,8 МПа.
Приготовили первый рабочий раствор: насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 10 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX+NaA+NaA-Y, кислотным агрегатом СИН-32 закачали 6 м3 23% раствора соляной кислоты с одновременным перемешиванием по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320, добавили 640 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 30 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320 (мас.%: 60,0 отхода, …10,0 кислоты, 26,0… воды и …4,0 лигносульфоната).
Обвязали устьевую арматуру с насосным агрегатом ЦА-320. При открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) последовательно закачали: 2 м3 пресной (технической) воды, 6,4 м3 приготовленного первого рабочего раствора; закрыли затрубное пространство и последовательно закачали: 9,6 м3 приготовленного первого рабочего раствора, 7 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 48 ч для гелеобразования.
Приготовили второй рабочий раствор (раствор замедленной кислоты): насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 12,8 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX+NaA+NaA-Y и 1,9 м3 пресной воды, кислотным агрегатом СИН-32 закачали 17,3 м3 23% раствора соляной кислоты с одновременным перемешиванием по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320, добавили 200 кг лигносульфоната и перемешивали в течение 30 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320 (мас.%: 40,0… отхода, …12,4 кислоты, …47,0 воды и …0,6 лигносульфоната).
Обвязали устьевую арматуру с насосным агрегатом ЦА-320. При открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) последовательно закачали: 6,4 м3 приготовленного раствора; закрыли затрубное пространство и последовательно закачали: 24 м3 приготовленного второго рабочего раствора, 7 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 2 часа для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷12 мм в течение 40 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 30,2%.
Пример 5. Для обработки выбрана добывающая газовая скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 40 м, кровля пласта находится на глубине 3080 м. Пористость пласта m=0,25. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 168 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 89 мм до глубины 3111 м, башмак НКТ оборудован волновым генератором типа СГГК (конструкция НЦ НВМТ РАН). Пластовое давление 29,5 МПа, пластовая температура 91°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 420 м3/сут при 13 МПа.
Присоединили к трубному пространству через тройник две напорные линии для подачи реагентов и обвязали первую с насосным агрегатом ЦА-320, вторую с кислотным агрегатом СИН-32. Приготовили раствор жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с лигносульфонатом, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 60 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX, добавили 1600 кг лигносульфоната с одновременным перемешиванием и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Одновременно с этим приготовили 60 м3 10% раствора соляной кислоты, для чего во вторую технологическую емкость закачали 35,4 м3 пресной воды и агрегатом СИН-32 закачали 24,6 м3 23% раствора соляной кислоты (товарная соляная кислота) и перемешивали в течение 10 мин по круговой схеме при помощи кислотного агрегата СИН-32. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 10 м3 12% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) 0,5 м3 пресной воды; 3,5 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); закрыли затрубное пространство и закачали последовательно: 16,5 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 12% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 12% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 10 м3 12%) соляной кислоты и 14,5 м3 технической воды (насосным агрегатом ЦА-320). Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 12 ч для гелеобразования.
Приготовили 70 м3 замедленного кислотного раствора, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 14 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX и 18 м3 пресной воды; в эту же технологическую емкость закачали 38 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320; затем добавили 1 тонну лигносульфоната и перемешивали в течение 16 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 14 м3 замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32); закрыли затрубное пространство и закачали 56 м3 замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32), затем продавили 14,5 м3 технической воды. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 2,5 ч для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷14 мм в течение 72 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 35,8%.
Пример 6. Для обработки выбрана добывающая газовая скважина, эксплуатирующая обводненный пласт толщиной 38 м, кровля пласта находится на глубине 3240 м. Пористость пласта m=0,26. Скважина обсажена эксплуатационной колонной 168 мм, спущены насосно-компрессорные трубы (НКТ) диаметром 89 мм до глубины 3260 м, башмак НКТ оборудован волновым генератором типа СГГК (конструкция НЦ НВМТ РАН). Пластовое давление 30,5 МПа, пластовая температура 91°С. Определенная в начале работ приемистость пласта равна 460 м3/сут при 13 МПа.
Присоединили к трубному пространству через тройник две напорные линии для подачи реагентов и обвязали первую с насосным агрегатом ЦА-320, вторую с кислотным агрегатом СИН-32. Приготовили водометанольный раствор для продавки, для чего в емкость закачали 5,2 м3 минерализованной воды с ρ=1,15 г/см3 и 9,8 м3 метанола (42,8… и 57.2… мас.% соответственно), перемешали в течение 5 мин. Приготовили раствор жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У (в соотношении 0,5:1,5 соответственно) с лигносульфонатом, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 60 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У, добавили 2 тонны лигносульфоната с одновременным перемешиванием и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Одновременно с этим приготовили 60 м3 9% раствора соляной кислоты, для чего во вторую технологическую емкость закачали 38 м3 пресной воды и агрегатом СИН-32 закачали 22 м3 23% раствора соляной кислоты (товарная соляная кислота) и перемешивали в течение 10 мин по круговой схеме при помощи кислотного агрегата СИН-32. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 10 м3 9% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) 0,5 м3 пресной воды; 4,2 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320) (мас.%: 9,0… кислоты, 39.3… воды, 50.0… отхода и 1,7… лигносульфоната); закрыли затрубное пространство и закачали последовательно: 15,8 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 9% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 9% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32); 0,5 м3 пресной воды; 20 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У с добавкой лигносульфоната (насосным агрегатом ЦА-320); 0,5 м3 пресной воды; 10 м3 9% соляной кислоты и 15 м3 водометанольного раствора (насосным агрегатом ЦА-320). Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 14 ч для гелеобразования.
Приготовили водометанольный раствор для продавки, для чего в емкость закачали 5,2 м3 минерализованной воды с ρ=1,15 г/см3 и 9,8 м3 метанола, перемешали в течение 5 мин. Приготовили 80 м3 замедленного кислотного раствора, для чего насосным агрегатом ЦА-320 в технологическую емкость закачали 16 м3 жидкого отхода производства синтетического цеолита NaA и NaA-У (в соотношении …1:…1) и 18 м3 метанола; в эту же технологическую емкость закачали 46 м3 23% соляной кислоты (кислотным агрегатом СИН-32) и перемешивали в течение 20 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320; затем добавили 1 тонну лигносульфоната и перемешивали в течение 16 мин по круговой схеме при помощи насосного агрегата ЦА-320. Далее в скважину закачали при открытом затрубном пространстве (соединено в циркуляционную емкость) 14,7 м3 замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32); закрыли затрубное пространство и закачали 65,3 м3 замедленного кислотного раствора (кислотным агрегатом СИН-32), затем продавили 15 м3 водометанольного раствора. Устье скважины загерметизировали и оставили скважину в покое на 2,5 ч для реакции.
Нагнетанием инертных газов в затрубное пространство компрессором СД-9 понизили уровень жидкости в скважине. Запустили скважину для очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции на факел и отработали на шайбах ⌀8÷14 мм в течение 72 ч. Далее скважину запустили в шлейф для эксплуатации. Поступления воды в ствол скважины нет. Дебит скважины увеличился на 38%.
Таким образом, приведенные примеры реализации изобретения показывают его соответствие критерию «практическая применимость».
Способ успешно опробован на обводненных скважинах в летний и зимний периоды, при температурах от -25°С до +25°С, и показал положительные результаты, его применение позволило получить дополнительную добычу нефти и газа, а также экономию от уменьшения отбора попутной воды.
Способ рекомендуется для обработки скважин, разрабатывающих обводненные трещиновато-пористые коллектора, имеющих высокую поглотительную способность.
1. Способ обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов, включающий закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, лигносульфонат, соляную кислоту и воду, отличающийся тем, что в качестве указанного отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У, закачку осуществляют в две стадии с продавкой в пласт водой и остановкой на время гелеобразования, используя на первой стадии указанный раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 50,0-60,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 7,0-12,0 |
| Вода | остальное, |
а на второй стадии - указанный раствор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 20,0-40,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 10,0-15,0 |
| Вода | остальное |
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешивание раствора соляной кислоты и указанного отхода с добавкой лигносульфоната осуществляют на устье путем закачки через волновой смеситель, установленный на устье скважины.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что башмак насосно-компрессорных труб оборудуют гидравлическим волновым генератором и закачку всех растворов в пласт ведут через этот гидравлический волновой генератор.
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что используемая для продавки вода дополнительно содержит метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Метанол | 50-60 |
| Вода минерализованная, ρ=1,1-1,24 г/см3 | остальное |
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что используемый на втором этапе указанный раствор дополнительно содержит 20-32 мас.% метанола.
6. Способ обработки карбонатных и карбонатсодержащих пластов, включающий закачку в пласт через скважину гелеобразующего кислотного раствора, содержащего отход производства синтетического цеолита, лигносульфонат, соляную кислоту и воду, отличающийся тем, что в качестве указанного отхода используют жидкий отход производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Указанный отход | 20,0-40,0 |
| Лигносульфонат | 0,5-5,0 |
| Соляная кислота | 10,0-15,0 |
| Вода | остальное, |
и предварительно проводят последовательную закачку 7-12%-ного раствора соляной кислоты, первого буфера пресной воды, жидкого отхода производства синтетического цеолита NaX и/или NaA+NaA-У, содержащего 2-5 мас.% лигносульфоната, второго буфера пресной воды, 7-12%-ного раствора соляной кислоты и продавку водой в объеме насосно-компрессорных труб и устьевой обвязки оборудования.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при больших объемах закачиваемых растворов выполняют 2-4 цикла последовательных закачек в указанной последовательности с продавкой после последней части раствора соляной кислоты.
8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что башмак насосно-компрессорных труб оборудуют гидравлическим волновым генератором и закачку всех растворов в пласт ведут через этот гидравлический волновой генератор.
9. Способ по любому из пп.6-8, отличающийся тем, что используемая для продавки вода дополнительно содержит метанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Метанол | 50-60 |
| Вода минерализованная, ρ=1,1-1,24 г/см3 | остальное |
10. Способ по любому из пп.6-9, отличающийся тем, что указанный раствор дополнительно содержит 20-32 мас.% метанола.
