СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 1994 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для кислотной обработки пласта, и может быть использовано для растворения терригенных коллекторов с карбонатными разностями в призабойной зоне неоднородного по проницаемости нефтяного или газового пласта, а также в качестве жидкости перфорации скважин.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта добывающих и нагнетательных скважин, включающий растворы соляной кислоты в смеси с плавиковой кислотой в концентрациях 10-25 и 1-20% соответственно.

Указанный известный состав, содержащий 95 мас. % соляной кислоты 15% -ной концентрации и 5 мас. % плавиковой кислоты 40% -ной концентрации, обладает вязкостью 1,8 мПа˙с, плотностью 1075 кг/м³ и скоростью растворения карбонатов 22068,1 г/м² ˙ч.

Недостатками указанного известного состава являются:
1. Высокая скорость растворения карбонатов, аналогичная растворам соляной кислоты, что способствует разрушению скелета пласта, сцементированного карбонатными разностями, освобождению и выносу песка в ствол скважины с кольматацией фильтрационных каналов, служащих путями притока пластовых флюидов. Кроме того, такой состав не проникает вглубь пласта на значительное расстояние и вследствие этого снижается охват пласта кислотным воздействием по глубине.

2. После нейтрализации раствора соляной кислоты в пласте известный состав с плавиковой кислотой образует нерастворимый студенистый осадок, представляющий собой ее соединения с ионами натрия, калия, кальция, кремния. Такой осадок может способствовать последующей кольматации фильтрационных каналов пласта ввиду его нерастворимости в пластовых флюидах.

3. Обработанный состав не обладает стабилизирующей способностью в отношении ионов трехвалентного железа, увлекаемого в состав по мере его прокачки по лифтовым трубам. Это приводит к последующему осаждению ионов железа в виде нерастворимой мелкодисперсной гидроокиси на стенках фильтрационных каналов пласта, их закупорке и снижению поступления в скважину пластовых флюидов.

4. Состав обладает низкими значениями вязкости, что снижает охват пласта кислотным воздействием по толщине.

Эти недостатки снижают эффективность кислотного воздействия на пласт.

Цель изобретения - снижение скорости реакции состава с карбонатами, придание ему стабилизирующей способности в отношении ионов железа трехвалентного и способности предотвращения образования в пласте нерастворимых осадков - продуктов реакции плавиковой кислоты с горной породой.

Цель достигается тем, что известный состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий раствор соляной кислоты 12-15% -ный концентрации и раствор плавиковой кислоты, дополнительно содержит гликоли или глицерин и лигносульфонаты технические аммониевой формы нейтрализации, а в качестве раствора плавиковой кислоты - раствор плавиковой кислоты 30-50% -ный концентрации при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
лигносульфонаты тех-
нические аммониевой формы нейтрализации 10-30 гликоли или глицерин 10-15
раствор плавиковой
кислоты 30-50% -ной концентрации 2-15
раствор соляной кис-
лоты 12-15% -ной кон- центрации 40-78
Лигносульфонаты технические (именуемые в дальнейшем ЛСТ) являются многотоннажным отходом при сульфитной варке целлюлозы на ряде целлюлозно-бумажных комбинатов страны. Согласно ТУ 13-0281036-06-89 ЛСТ представляют собой однородную вязкую жидкость темно-коричневого цвета с массовой долей сухих веществ не менее 47% , имеют значения рН 20% -ного раствора не менее 4,4 ед. рН, условной вязкости на вискозиметре В 3-1 - не более 320 с. В их составе содержатся лигносульфоновые кислоты, непрореагировавшие сахара и остатки целлюлозы.

В работе использовали ЛСТ марки В общего назначения (аммониевой формы нейтрализации) плотностью 1223 кг/м³ и содержанием сухих веществ 53,3 мас. % .

Для получения предлагаемого способа в лабораторных условиях были использованы следующие вещества: соляная кислота по ГОСТ 857-76 или ТУ 6-01-714-77; плавиковая кислота по ГОСТ 2567-73 или ТУ 48-5-184-78; промышленно производимая смесь соляной и плавиковой кислот по ТУ 02-1453-78; этиленгликоль по ГОСТ 10164-75; диэтиленгликоль по ТУ 6-09-1981-72; триэтиленгликоль по ТУ 6-09-1981-71; глицерин по ГОСТ 6259-75.

П р и м е р. К 10 см³ ЛСТ, помещенных в полиэтиленовый стакан, при постоянном перемешивании эбонитовой палочкой прибавляли 10 см³ этиленгликоля и перемешивали в течение 1 мин. Затем при постоянном перемешивании последовательно вводили 78 см³ соляной кислоты и 2 см³ плавиковой кислоты и перемешивали в течение 5 мин до получения гомогенного состава. Полученный состав охлаждали до 20^оС и подвергали испытаниям.

Эффективную вязкость состава определяли на приборе "Rheotest" при градиенте сдвига 437,4 с^-1.

Плотность оценивали пикнометрически в полиэтиленовом пикнометре.

Скорость реакции состава V_р оценивали путем помещения кубиков мрамора площадью S = 6±0,2 см^-2 определенной массы m в реакционный состав, помещенный в полиэтиленовый стакан, при отношении объема состава к площади образцов мрамора 4,2 с периодическим (10 мин), перемешиванием путем встряхивания. Во всех случаях раствора кислот было достаточно для полного растворения мрамора. Предельное время реакции τ составляло 6 ч, т. е. то время, которого достаточно для закачки всего объема состава в пласт, его продавки и пуска скважины в работу. Если по истечении 6 ч реакции образцы мрамора не растворились, то их вынимали, промывали водой, сушили до постоянного веса m₁ в сушильном шкафу при 105-110^оС и взвешивали на аналитических весах.

Расчет производился по формуле
v_р= (г/м²·ч) (г/м²˙ч)
Стабильность отработанного кислотного состава по отношению к выпадению ионов трехвалентного железа в виде гидроокиси оценивали путем ввода в исходный состав 1 г/дм³ ионов железа в виде 40% -ного раствора хлорного железа, исходя из его максимального содержания в кислотном составе после прокачки по лифтовым трубам.

После полной нейтрализации состава избытком мрамора (до прекращения выделения пузырьков СО₂) визуально осматривали непрореагировавшие образцы мрамора. О выпадении ионов железа на них в виде гидроокиси свидетельствовал красноватый сплошной налет, который не смывается водой. В стабилизированном отработанном растворе образцы мрамора оставались чистыми.

Стабильность отработанного кислотного состава по отношению к выпадению фторида кальция в виде студенистого гелеобразного осадка оценивали путем ввода к 100 см³ пластовой воды плотностью 1180 кг/м³ 10 см³ отработанного состава, перемешивания и выдержки в течение 60 мин. О наличии осадка свидетельствовало его выпадение на дно стеклянного цилиндра в рыхлом состоянии или мутная окраска раствора, если взвешенные частицы являются мелкими и равномерно распределяются в объеме модели пластовой воды. Стабильный состав не содержит нерастворимых включений и является прозрачным на свету.

Стабильность исходного состава оценивали после его выдержки в мерных полиэтиленовых пробирках в течение 24 ч с последующей визуальной регистрацией разделения состава на фазы.

Состав и свойства состава по изобретению приведены в табл. 1 и 2 соответственно.

Преимущества предлагаемого состава состоят в следующем.

Существенное замедление скорости растворения карбонатной породы предлагаемым составом в сочетании со стабилизацией ионов железа и предотвращением образования нерастворимых осадков в отработанном растворе позволяет проводить глубокую кислотную обработку призабойной зоны пласта за радиус ухудшенной проницаемости сравнительно меньшими объемами состава, чем при обычной обработке, улучшить эффективность кислотной обработки и сократить время освоения скважин в послеремонтный период.

Состав содержит следующие компоненты, мас. % : лигносульфонаты технические аммониевой формы нейтрализации 10 - 30; гликоли или глицерин 10 - 15; раствор плавиковой кислоты 30 - 50% -ной концентрации 2 - 15; раствор соляной кислоты 12 - 15% -ной концентрации 40 - 78. 2 табл.

СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, содержащий раствор соляной кислоты 12 - 15% -ной концентрации и раствор плавиковой кислоты, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гликоли или глицерин и лигносульфонаты технические аммониевой формы нейтрализации, а в качестве раствора плавиковой кислоты - раствор плавиковой кислоты 30 - 50% -ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, об. % :
Лигносульфонаты технические аммониевой формы нейтрализации 10 - 30
Гликоли или глицерин 10 - 15
Раствор плавиковой кислоты 30 - 50% -ной концентрации 2 - 15
Раствор соляной кислоты 12 - 15% -ной концентрации 40 - 78