СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 1995 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтедобыче, 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.

Известен состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта добывающих и нагнетательных скважин, включающий растворы соляной и плавиковой кислот в концентрациях 10-25 и 1-20% соответственно [1]
Известно, что раствор плавиковой кислоты, например 8%-ной концентрации, реагирует с песчаными кернами до достижения 1%-ной концентрации в течение 270 мин. (там же, с.99).

Известно также, что плавиковая кислота наиболее активна по отношению к карбонатам и менее к глинам и кварцевому песку (там же, с.50).

По лабораторным данным, известный состав, содержащий 95 об. соляной кислоты 15%-ной концентрации и 5 об. плавиковой кислоты 20%-ной концентрации имеет скорость реакции с карбонатами 22068,1 г/м²˙ ч.

Недостатки указанного состава заключаются в высокой скорости растворения карбонатов, что способствует интенсивному разрушению скелета пласта, сцементированного карбонатными разностями, освобождению и выносу в ствол скважины песка с кольматацией фильтрационных каналов, служащих путями притока пластовых флюидов. Кроме того, такой состав не стабилизирует ионы железа, увлекаемые в него по мере прокачки по лифтовым трубам, что приводит к их осаждению на горной породе в виде нерастворимой гидроокиси железа и затрудняет приток нефти в ствол скважины после окончания процесса кислотной обработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, по составу и назначению является состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта (Обзорная информация, серия "Нефтепромысловое дело", Выпуск 9 (98), включающий 10%-ный раствор соляной кислоты, до 5% плавиковой кислоты, катанина ингибитора КИ-1 и 1% лимонной (уксусной) кислоты [2]
По лабораторным данным, состав, содержащий 88,5 об. 10%-ного раствора соляной кислоты, 10 об. 50%-ного раствора плавиковой кислоты, 0,5 об. ингибитора коррозии КИ-1 и 1 об. уксусной кислоты, имеет скорости растворения карбонатов 19111,1 г/м²˙ ч и коррозии стали 1,31 г/м² ˙ ч, и одновременно с этим стабилизирует состав против выпадания ионов железа при его концентрации до 0,1%
Известный состав имеет следующие недостатки:
высокую скорость растворения карбонатной породы, что способствует разрушению скелета пласта, сцементированного карбонатными разностями, а также затрудняет его продавку в активном состоянии вглубь пласта за радиус ухудшенной проницаемости скважин;
приготовление состава, особенно в холодное время года, вызывает значительные технологические трудности из-за высокой температуры застывания одного из ингредиентов уксусной кислоты (плюс 16^оС).

Эти недостатки снижают технологические и эксплуатационные свойства известного состава.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу снижения скорости реакции с карбонатами при одновременном сохранении низкой коррозионной активности.

Поставленная техническая задача достигается тем, что известный состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий органическую добавку и растворы плавиковой и соляной кислот, в качестве органической добавки содержит алкил- или алкиларилэтоксифосфорные кислоты, а в качестве растворов плавиковой и соляной кислот раствор плавиковой кислоты 30-50%-ной концентрации и раствор соляной кислоты 10-20%-ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, об.

Алкил- или алкиларилэток-
сифосфорные кислоты 1,0-4,0
Раствор плавиковой кислоты 2,0-15,0
Раствор соляной кислоты
10-20%-ной концентрации Остальное.

В качестве алкилэтоксифосфорной кислоты используют продукт этерификации этоксилатов жирных спиртов фр. С₇-С₁₂ пятиокисью фосфора эфирокс-7, следующей структурной формулы:
RO(CH₂CH₂O)₇-
-OH
Эфирокс-7 низковязкая жидкость желтого цвета с плотностью 1044 кг/м³, неограниченно смешивается с водой и водными растворами кислот, солей, щелочей, имеет кислотное число не более 290 мг КОН/г, содержит не менее 95% активного вещества и относится к IУ классу малоопасных веществ. Производится опытным заводом ВНИИПАВ г. Шебекино. В настоящее время используется для модификации защитных паст в радиоэлектронике.

В качестве алкиларилэтоксифосфорной кислоты используют продукт этерификации этоксиизононилфенола (АФ_9-10) пятиокисью фосфора фосфол-10, который имеет следующую структурную формулу:
RO(CH₂CH₂O)₁₀-
-OH
Фосфол-10 это вязкая жидкость коричневого цвета с плотностью 1123 кг/м³, неограниченно смешивается с водой и водными растворами кислот, солей, щелочей, имеет кислотное число не более 200 мг КОН/г, содержит не менее 9% активного вещества и относится к IУ классу малоопасных веществ. В настоящее время используется в составе синтетических моющих композиций.

Предлагаемый состав отличается от известного использованием новой стабилизирующей добавки алкил- или алкиларилэтоксифосфорных кислот.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что и использование такой добавки для достижения поставленной в техническом решении цели ранее не было известно. На основании этого считаем, что предлагаемое изобретения отвечает критерию "Новизна" и "Изобретательский уровень".

Наряду с указанным, заявляемое техническое решение также отвечает критерию "Промышленная применимость", т.к. практически предлагаемый состав может быть использован в нефтедобывающей промышленности уже в настоящее время.

В промысловых условиях предлагаемый состав можно получить путем простого смешивания алкил- или алкиларилэтоксифосфорных кислот со смесью растворов плавиковой и соляной кислот, например, в емкости кислотовоза "Азинмаш-30", путем круговой циркуляции с использованием имеющегося насосного оборудования или цементировочного агрегата ЦА-320. При этом будет получен прозрачный состав, который не подвержен химическим изменениям, деструкции и может длительное время храниться в металлической таре.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующим примером.

П р и м е р. К 97 см² 20%-ного раствора соляной кислоты приливали 2 см³ 50% -ного раствора плавиковой кислоты, смесь перемешивали и добавляли к ней при перемешивании 1 см³ эфирокса-7. Полученный состав термостатировали при 20^оС и подвергали испытаниям.

Скорость реакции состава (Vр) оценивали по методике, описанной в [1] путем помещения в состав кусочков мрамора площадью (S) 6±0,2 см²определенной массы (m) при отношении объема состава к площади образцов мрамора 4,3 с периодическим (10 мин. ) перемешиванием путем встряхивания. Предельное время реакции составляет 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, экстрагировали ацетоном, сушили до постоянной массы (m₁) в сушильном шкафу при 105-110^оС и взвешивали.

Расчет производился по формуле:
v_p= г/м²·ч
Скорость коррозии состава (V_к) по отношению к металлу оценивали путем помещения в него стальных пластин (сталь 3) размером 1х8х0,1 см (S) определенной массы (m) при отношении объема состава к площади образцов 2:1 с постоянным перемешиванием на лабораторном барабане. Время реакции составляло 6 ч. По истечении этого времени пластины вынимали, промывали водой, обезжиривали ацетоном и сушили в течение 2 ч в лабораторном эксикаторе. Затем определяли массу образцов (m₁) на аналитических весах.

Расчет производили по формуле:
v_k= г/м²·ч
Ингредиентное содержание и свойства предлагаемого и известного составов приведены в таблице.

Данные таблицы показывают, что предлагаемый состав по сравнению с прототипом обладает в 3,5-9,2 раза более низкой скоростью реакции в отношении карбонатов и одновременно с этим обеспечивается сохранение низкой коррозионной активности.

Существенное замедление скорости растворения карбонатной породы позволит не менее, чем в 1,5 раза увеличить глубину продавки такого состава в пласт в активном состоянии, равномерно обработать коллектор по толщине пласта, и при этом практически полностью исключить коррозию нефтепромыслового оборудования.

Состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта содержит в качестве органической добавки состав Эфирокс-7 продукт этерификации этоксилатов жирных спиртов фракции C₇-C₁₂ пятиокисью фосфора, или Фосфол-10 продукт этерификации этоксиизононилфенола (АФ_9-10) пятиокисью фосфора 1,0-4,0 об. в качестве раствора плавиковой кислоты раствор плавиковой кислоты 30-50%-ной концентрации 2,0- 15,0, а в качестве раствора соляной кислоты раствор соляной кислоты 10-20%-ной концентрации остальное. 1 таб.

СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА, содержащий органическую добавку и водные растворы плавиковой и соляной кислот, отличающийся тем, что в качестве органической добавки состав содержит "Эфирокс-7" продукт этерификации этоксилатов жирных спиртов фракции C₇ C₁₂ пятиокисью фосфора или "Фосфол-10" продукт этерификации этоксиизопонилфенола (АФ_9-10) пятиокисью фосфора, в качестве водного раствора плавиковой кислоты используют раствор 30-50%-ной концентрации, а в качестве водного раствора соляной кислоты раствор 10 - 20%-ной концентрации при следующем соотношении ингредиентов, об.

"Эфирокс-7" продукт этерификации этоксилатов жирных спиртов фракции C₇ C₁₂ пятиокисью фосфора или "Фосфол-10" продукт этерификации этоксиизононилфенола (АФ_9-10) пятиокисью фосфора 1,0 4,0
Раствор плавиковой кислоты 30-50%-ной концентрации 2,0 15,0
Раствор соляной кислоты 10-20%-ной концентрации Остальное