СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА Российский патент 1994 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технологии закачивания скважин.

Увеличению продуктивности нефтяных и газовых скважин способствует кислотная обработка продуктивного пласта. С целью увеличения эффективности кислотных обработок и охвата пласта используют смеси кислот, например HCl и HF. Однако большие скорости реакции кислоты с породой приводят к тому, что обрабатывается лишь небольшая приствольная зона пласта, поэтому требуется замедление скорости реакции.

Известно, что для кислотной обработки продуктивного пласта используют неорганические и органические кислоты и другие химические добавки как в качестве носителя кислоты, так и для других целей. Например, в качестве носителя кислоты используют соли различных кислот, в результате химического взаимодействия которых, например с альдегидами, образуются соответствующие кислоты. Однако недостатком этого способа является сложность состава и дефицитность его составных частей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения в пласте фтористо-водородной кислоты при раздельном нагнетании в пласт водных растворов фтористой соли и кислоты, причем растворы разделяют друг от друга несмешивающейся с ними жидкостью. Недостатком этого способа является то, что несмешивающаяся разделительная жидкость изолирует рабочие растворы не только в скважине, но и при продвижении их непосредственно по пласту. В результате существенно снижается эффективность обработки из-за неполноты реакции. Кроме этого, при контакте кислоты с цементным кольцом за обсадной колонной происходит интенсивное его разрушение с последующим возможным нарушением герметичности и фильтрации из нижележащих (или вышележащих) интервалов продукции (вода, газ и т.д.). При осуществлении этой технологии будет иметь место и коррозия внутрискважинного оборудования и обсадных колонн.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности обработки продуктивного пласта, снижении коррозии скважинного оборудования и сохранении цементного камня.

Поставленная цель достигается тем, что хлористо-водородную кислоту закачивают в пласт в виде эмульсии второго рода с заданной степенью устойчивости, а фтористую соль подают в виде водного раствора требуемой концентрации. Подачу компонентов осуществляют одновременно-раздельно по трубному и затрубному пространству с последующим смещением их в интервале обрабатываемого пласта. При этом хлористо-водородная кислота находится в углеводородной фазе и не реагирует с водным раствором фтористой соли. Полученную таким путем смесь продавливают в продуктивный пласт на необходимую глубину по известной технологической схеме, исходя из величины пластовых давлений. В качестве продавочной жидкости могут быть использованы вода пресная или минерализованная, а также глинистый раствор различной плотности. Далее под воздействием пластовой температуры постепенно происходит разрушение гидрофобной эмульсии с обращением фаз, а освободившаяся хлористо-водородная кислота вступает во взаимодействие с фтористой солью с образованием фтористо-водородной кислоты.

Устойчивость кислотной эмульсии может регулироваться соотношением фаз (кислоты и углеводородной среды), интенсивностью и временем перемешивания, а также количеством и видом ПАВ (эмульгатор, стабилизатор). Количественные критерии стабильности эмульсии (время существования) определяются, исходя из температуры пласта, объема закачиваемой эмульсии, технических возможностей (производительность насоса) и типа коллектора (обрабатываемого продуктивного пласта). При этом время существования эмульсии устанавливают лабораторным путем с учетом того, что оно должно быть больше времени закачки примерно на 1 ч. (табл. 1).

Смесь полученных кислот вступает непосредственно во взаимодействие с пластом, причем сроки этого процесса растянуты во времени, что является наиболее эффективным процессом обработки продуктивного пласта. Кроме того, полученная агрессивная среда не оказывает значительного негативного воздействия на цементное кольцо и на внутрискважинное оборудование. Ниже приведены примеры получения эмульсий разной степени устойчивости, а также влияние агрессивных сред на состояние цементного камня (табл. 2 и 3).

Рецептуры получения эмульсий. В 70 г дизельного топлива при перемешивании растворяют 1,0 г эмультала, затем по частям вводят 129 г концентрированной хлористо-водородной кислоты (25-28%). Стабильность полученной эмульсии проверяют по показателю электростабильности через определенные промежутки времени. Электростабильность замеряют на тестере стабильности эмульсии "Fann" модель 23 с фирмы "Дрессер". Время перемеши- Электроста- вания, мин бильность, В 10 20 20 35 30 42 60 50
Полученная эмульсия неустойчива, что характеризуется суточным отстоем дизельного топлива на поверхности эмульсии и составляет в данном опыте 25% от исходного содержания. После прогрева на масляной бане при температуре 90^оС в течение 25 мин эмульсия полностью разрушается (табл. 2, N 1). В 90,0 г дизельного топлива растворяют 10,0 г эмультала, затем при перемешивании 6 тыс. об/мин по частям вводят 100,0 г HCl (25-28%-ной концентрации). Электростабильность замеряют во времени.

Время перемеши- Электроста-
вания, мин бильность, В 10 45 20 97 30 187 60 190
Полученная эмульсия устойчива при комнатной температуре, суточный отстой диэтоплива над эмульсией составляет 1,5 об. %.

К полученной эмульсии добавляют 100 г водного 12%-ного раствора бифторида аммония. После прогрева на масляной бане при 90^оС в течение 1 ч электростабильность снижается до 100 В, а через 3 ч прогрева составляет 29 В. Дальнейший прогрев в течение 2 ч приводит к полному разрушению эмульсии, электростабильность - 0 (табл. 2, N 2). При отстое эта система полностью распадается на водную и углеводородную фазы.

Устойчивость цементного камня. Цементный камень готовят из портландцемента путем затворения в пресной воде при ВЦ = 0,5 в пресс-формах 2 х 2 х 8 см. После отвердения режут на образцы размером 2 х 2 х 2 см. Образцы помещают в емкости с различными агрессивными средами и определяют вес образцов во времени. Данные, приведенные в табл. 3, соответствуют средним значениям трех определений.

Потеря веса образцов через 48 ч характеризует состояние цементного камня при прямом контакте с кислотами (табл. 3, NN 2 и 3). В случаях, когда хлористо-водородная кислота заэмульгирована, а фтористая соль находится в виде водного раствора (табл. 3, NN 1 и 4), цементный камень практически не разрушается.

Процесс закачки компонентов в скважину осуществляется следующим образом. Готовят эмульсию из дизельного топлива (нефти или другого углеводорода) с растворенным в нем эмульгатором и концентрированной хлористоводородной кислотой (25-28 мас. % ); отдельно готовят водный раствор бифторида (фторида) аммония. Затем одновременно закачивают по трубам эмульсию, а в затрубное пространство - водный раствор фтористой соли или наоборот. В интервале обрабатываемого пласта происходит смешивание компонентов, затем смесь продавливают в пласт, где постепенно при температуре и давлении эмульсия разрушается, в результате чего выделившаяся НСl взаимодействует с фтористой солью с образованием фтористо-водородной кислоты. Содержание кислот HCl и HF в системе составляет 15-20 мас.% и 3-6 мас.% соответственно, в зависимости от химического состава продуктивного пласта и процесса его вскрытия. Устойчивость эмульсии регламентируется технологическими требованиями.

Таким образом, предлагаемый способ введения агрессивных сред в интервал обрабатываемого пласта обладает преимуществами по сравнению с известными. Он позволяет повысить эффективность обработки продуктивного пласта за счет увеличения зоны обработки и замедления процесса получения фтористо-водородной кислоты. Кроме того, при таком способе введения закачиваемых жидкостей агрессивные кислоты (НСl и HF) изолированы и не оказывают отрицательного действия на скважинное оборудование и цементное кольцо за колонной.

Способ включает получение фтористоводородной кислоты в пласте путем раздельной закачки в пласт водного раствора фтористой соли и хлористоводородной кислоты, при этом хлористоводородную кислоту закачивают в пласт в виде эмульсии второго рода, причем закачку эмульсии и водного раствора фтористой соли осуществляют одновременно-раздельно по трубному и затрубному пространствам. 3 табл.

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА, включающий получение фтористоводородной кислоты в пласте путем раздельной закачки в пласт водного раствора фтористой соли и хлористоводородной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки, снижения коррозии скважинного оборудования и сохранения цементного камня, хлористоводородную кислоту закачивают в пласт в виде эмульсии второго рода, причем закачку эмульсии и водного раствора фтористой соли осуществляют одновременно раздельно по трубному и затрубному пространствам.