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 пластов, и может быть использовано для растворения карбонатных пород в призабойной зоне неоднородного по проницаемости нефтяного или газового пласта, а также может быть использовано в качестве жидкости перфорации скважин.

Наиболее близким к составу по изобретению является спиртокислотный состав [1] , включающий раствор соляной кислоты и алифатические водорастворимые спирты до 32% об общего веса состава. Указанный известный состав, содержащий 90 мас. % соляной кислоты 15% -ной концентрации и 10 мас. % изопропилового спирта, обладает кинематической вязкостью 1,2 мм²/с, скорость растворения мрамора 19791,3 г/м²˙ ч, плотностью 1048 кг/м³ и фильтрацией более 40 см³ за 30 мин при 2,5 МПа при отсутствии комплексирующих свойств в отношении ионов Fe³⁺ в отработанном состоянии.

Существенными недостатками известного состава являются: 1. Высокая скорость растворения карбонатной породы, что в промысловых условиях может привести к незначительному проникновению кислотного раствора вглубь пласта за радиус ухудшенной проницаемости околоскважинной зоны.

2. Высокая фильтрационная способность в пористый коллектор отработанного состава, что приводит к быстрому распределению по поровому пространству пласта непосредственно в околоскважинной зоне без существенного проникновения вглубь пласта и охвата кислотным воздействием по толщине пласта.

3. Отработанный состав не обладает стабилизирующей способностью в отношении ионов трехвалентного железа, увлекаемого в состав по мере его прокачки по лифтовым трубам. Это приводит к осаждению ионов железа в виде нерастворимой мелкодисперсной гидроокиси на стенках фильтрационных каналов пласта, их закупорке и снижению фоновой проницаемости для пластовых флюидов в десятки раз.

4. Пониженными значениями вязкости, что снижает охват пласта по толщине кислотным воздействием.

Цель изобретения - улучшение технологических свойств состава в процессе эксплуатации за счет снижения скорости его реакции с карбонатами, уменьшения фильтрации отработанного состава в пласт и придание составу стабилизирующей способности в отношении ионов железа.

Цель достигается тем, что известный состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий водный раствор соляной кислоты и спиртовую добавку, дополнительно содержит лигносульфонаты технические, в качестве спиртовой добавки - алифатические спирты или гликоли, или глицерин, а в качестве водного раствора соляной кислоты - раствор соляной кислоты 15-18% -ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, мас. % :
лигносульфонаты технические 10,0 - 30,0
водорастворимые
алифатические спирты
или гликоли, или глицерин 5-10
водный раствор соля-
ной кислоты 15-18% -ной концентрации остальное
Лигносульфонаты технические (именуемые в дальнейшем ЛСТ) являются отходом при сульфитной варке целлюлозы на ряде целлюлозно-бумажных комбинатов страны и образуются после брожения сахаров в сульфитных щелоках, отгонки спирта, последующего упаривания и нейтрализации гидроокисью натрия, кальция или аммиаком. Согласно ТУ 13-0281036-05-89 ЛСТ представляют собой однородную вязкую жидкость темно-коричневого цвета с массовой долей сухих веществ не менее 47% , имеют значения рН не менее 4. В их составе содержатся нейтрализованные лигносульфоновые кислоты, непрореагировавшие сахара и остатки целлюлозы.

П р и м е р. К 100 см³ ЛСТ при постоянном перемешивании на лабораторной мешалке прибавляли 50 см³ метанола и перемешивали в течение 1 мин. Затем в этот состав вводили 850 см³ 15% -ного раствора соляной кислоты и перемешивали до образования гомогенного состава в течение 3 мин. Полученный состав охлаждали до 20^оС и подвергали испытаниям.

Кинематическую вязкость состава η_к определяли на капиллярном вискозиметре ВПЖ-4.

Плотность ρ оценивали пикнометрически.

Скорость реакции состава с карбонатами V_p оценивали путем помещения кубиков мрамора площадью S = 6 ±0,2 см² определенной массы m в реакционный состав при отношении его объема к площади образцов мрамора 4,2 с периодическим (10 мин) перемешиванием. Во всех случаях раствора соляной кислоты 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 растворялись, то их вынимали, промывали водой, сушили до постоянной массы m₁ и взвешивали. Расчет производили по формуле:
v_р= (г/м²·ч)
Фильтрацию отработанного состава Ф оценивали после полной нейтрализации исходного кислотного состава избытком мрамора (до прекращения выделения пузырьков СО₂) путем помещения его в фильтрпресс ПФП-200. Фильтрацию проводили через образец естественного керна при перепаде давления 2,5 МПа за 30 мин.

Стабильность отработанного 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 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 на них ионов железа в виде гидроокиси свидетельствовал красноватый сплошной налет, который не смывается после промывки водопроводной водой. В стабилизированном отработанном кислотном растворе образцы оставались чистыми.

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

Состав и свойства предлагаемого и известного по прототипу составов приведены в табл. 1 и 2.

Приведенные в табл. 1 и 2 данные свидетельствуют о том, что предлагаемый состав по сравнению с известным составом по прототипу обладает в 13,7-32,7 раз более низкой скоростью реакции в отношении карбонатов, эффективно снижает фильтрацию в отработанном состоянии, стабилизирует отработанный кислотный раствор в отношении трехвалентного железа, имеет в 2,1-13,0 раз более высокие значения по вязкости и сравнимые значения по плотности.

Существенное замедление скорости реакции с карбонатной породой в сочетании с эффективным снижением фильтрации отработанного состава из трещин в матрицу горной породы позволяет вновь поступающим порциям кислотного состава не "рассеиваться" вблизи околоскважинной зоны, а фильтроваться вглубь пласта по вновь открываемым каналом с сохранением своей первоначальной активности, что облегчает процесс охвата за радиус ухудшенной проницаемости скважины сравнительно меньшими объемами кислотного раствора.

Наличие у состава по изобретению высоких значений вязкости позволяет повысить охват пласта по толщине кислотным воздействием и более эффективно транспортировать на дневную поверхность мелкодисперсные частицы горной породы. А стабилизация составом ионов трехвалентного железа предотвращает кольматацию порового пространства коллектора после окончания кислотной обработки мелкодисперсной нерастворимой гидроокисью железа, что улучшает процесс освоения скважин в послеремонтный период и существенно увеличивает дебит скважин по нефти.

Предлагаемый состав наиболее целесообразно применять при кислотной обработке призабойной зоны пласта в скважинах, эксплуатирующих сложно-пространственные в геологическом отношении залежи нефти или газа, приуроченные к карбонатным коллекторам с долей карбонатного материала до 30% , например, трещиновато-порово-кавернозного типа с ухудшенным радиусом дренирования на значительном расстоянии от стенки скважины (более 40 см).

Изобретение относится к области нефтедобычи. Состав обладает улучшенными технологическими свойствами за счет снижения скорости его реакции с карбонатами, уменьшения фильтрации отработанного состава в пласт и придания составу стабилизирующей способности в отношении ионов трехвалентного железа. Состав содержит следующие компоненты, мас. % : лигносульфонаты технические 10 - 30 или водорастворимые алифатические спирты, или гликоли, или глицерин 5 - 10 и раствор соляной кислоты 15 - 18% -ной концентрации остальное. 2 табл.

СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, содержащий водный раствор соляной кислоты и спиртовую добавку, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лигносульфонаты технические, в качестве спиртовой добавки - или водорастворимые алифатические спирты, или гликоли, или глицерин, а в качестве водного раствора соляной кислоты - раствор соляной кислоты 15 - 18% -ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, об. % :
Лигносульфонаты технические 10 - 30
Или водорастворимые алифатические спирты, или гликоли, или глицерин 5 - 10
Водный раствор соляной кислоты 15 - 18% -ной концентрации Остальное