СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА Российский патент 1996 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений с применением различных методов воздействия на призабойную зону и может быть использовано для контроля химической обработки продуктивного пласта.

Известен способ контроля химической обработки продуктивного пласта, включающая отбор керна, изготовление образцов керна, прокачку через образцы керна химических реагентов различной концентрации и различные промежутки времени, изготовление шлифов из образцов керна, а определение оптимальной концентрации химических реагентов для обработки продуктивного пласта и последующую обработку пласта оптимальной концентрацией химреагента и соответствующим ей режимом прокачки.

В известном способе исследуют изготовленные из образцов керна аншлифы (непрозрачные образцы), вследствие чего невозможно осуществлять контроль за эффективностью обработки продуктивного пласта композицией химреагентов. Для известного способа характерна низкая информативность, обусловленная узкой областью применения.

Изобретение решает задачу повышения информативности способа.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе контроля химической обработки продуктивного пласта, включающем отбор керна, прокачку через образцы керна химических реагентов различной концентрации и в различные промежутки времени, изготовление шлифов из образцов керна, обработанных химическими реагентами, и определение оптимальной концентрации химических реагентов для обработки продуктивного пласта, согласно изобретению шлифы изготавливают из образцов керна со стороны входа и выхода прокачиваемых химических реагентов, после чего отбирают шлифы с сохраненной структурой породы и определяют отношение количества пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов, а оптимальную концентрацию химических реагентов для обработки продуктивного пласта определяют по максимальному отношению количества пор на шлифах.

Способ осуществляют следующим образом.

Производят отбор керна.

Из отобранного кернового материала изготавливают стандартные цилиндрические образцы, рассчитанные на стандартный кернодержатель. Затем определяют пористость и проницаемость пород, слагающих эти образцы.

После этого из каждого цилиндрического образца при помощи алмазного круга отбирают контрольный шлиф и проводят микроскопическое исследование отобранного шлифа (см. таблицу испытаний).

Далее через образцы керна осуществляют прокачку химических реагентов различной концентрации и в различные промежутки времени. На рис. изображена схема модели вытеснения химического реагента из образцов естественных кернов. Были проведены две серии опытов с карбонатными и терригенными породами. Для воздействия применялись водные растворы неорганических кислот, их смеси, а также композиционные соединения со спиртами и поверхностно-активными веществами.

После прокачки из образцов, обработанных химическими реагентами, при помощи алмазного круга вырезают участки со стороны входа и выхода прокачиваемых через образцы керна химреактивов, из которых затем изготавливают прозрачные шлифы и производят их петрографический анализ (см. таблицу испытаний).

Далее определяют отношение количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов к количеству пор со стороны выхода химических реагентов, по максимальному отношению количества пор на шлифах определяют оптимальную концентрацию химических реагентов для обработки продуктивного пласта.

П р и м е р 1. Для обработки образцов терригенной толщи нижнего карбона использовали композицию следующего состава, НСl 12, HF 3, спирт 30, Н₂О 55. Вытеснение проводили на установке при рабочем давлении Р_раб. Р_вх. 0,6 МПа и давлении обжима Р_обж. 2,0 МПа, скорость прокачки составила (в безразмерном виде) 3,62, время прокачки 0,7 ч.

На фиг. 1 представлена установка для прокачки химических реагентов.

Она состоит из баллона с азотом 1, который сообщается через редуктор 2 и вентили 7 с кернодержателем 5 и с верхней частью поршневой колонки 4, поршневая колонка снабжена образцовым манометром 3. Кернодержатель 5 имеет выходной патрубок с вентилем, по которому стекает отобранная кислота в мерный цилиндр 6, нижняя полость кернодержателя сообщается через вентиль с нижней частью поршневой колонки 4.

Установка работает следующим образом. Образец терригенной толщи нижнего карбона помещают в кернодержатель 5 и с помощью баллона высокого давления 1 редуктора 2 сжатый воздух подается на боковой обжим породы. Исследуемый раствор заливают в поршневую колонку 4 и на входе в нее создают избыточное регулируемое давление, которое контролируется с помощью образцового манометра 3. На концах кернодержателя 5 устанавливают необходимый перепад давления, под действием которого исследуемый раствор фильтруется через образец породы и поступает в мерный цилиндр 6. Регулирование фильтрации и изменение направления потоков осуществляется с помощью запорных вентилей 7. После прокачки химических реагентов из образцов изготавливают при помощи алмазного круга прозрачные шлифы, подвергают исследованию на поляризационном микроскопе МПСУ-1. Определяют отношение количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов и количеству пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов, а по максимальному отношению количества пор на шлифах определяют концентрацию химических реагентов для обработки продуктивного пласта.

При исследовании кернового материала на установке для исследования структурных свойств нефти (РД 39-11-02-77) и прозрачных петрографических шлифов, изготовленных из этого кернового материала, на поляризационном микроскопе МПСУ-1 обнаружена закономерность движения жидкостей в объеме горной породы, заключающаяся в том, что в зависимости от структурно-текстурных особенностей и минералогического состава коллектора, поток жидкости стремится к слиянию бесконечного множества микропотоков в единичный поровый канал. Интервал, на котором происходит слияние бесконечного множества микропотоков до минимального количества, стремящегося к единице, может рассматриваться как зона воздействия конкретного реагента на данную породу. Слияние сопровождается ослаблением химического и увеличением механического воздействия. Величина зоны проникновения определяется по формуле
где Н высота испытуемой модели пласта, см;
n_вх количество пор в зоне входа реагента;
n_вых количество пор в зоне выхода реагента;
r величина зоны проникновения, см.

N n_вх/n_вых.

П р и м е р 2. Эксперимент проводился аналогично примеру 1. Для обработки карбонатных образцов нижнего карбона использовали, НСl 10, ПАВ 0,25, Н₂O 89,75, при рабочем давлении Р_раб Р_вх 0,6 МПа и давлении обжима Р_обж 2,0 МПа, ско-рость прокачки составила в безразмерном виде 3,62, время прокачки 1,4 ч.

Результаты обработки химическим реагентом, микроскопические исследования образца приведены в таблице, а также на фиг. 2 и 3.

Данные исследования кернового материала, представленного образцом Т-4492 (фиг. 2, 3), позволяют определить величину зоны влияния.

Размеры входных отверстий не превышают 1-0,15 мм. Количество поровых каналов на входе в обработанный керн достигает 16 пор на 1 см² при среднеарифметическом подсчете и по фотографии шлифа. Количество поровых каналов на выходе из обработанного керна на площади в 1 см² по фотографии сокращается до 2 пор.

Учитывая, что длина обрабатываемого керна составляла 6 см по соотношению
устанавливается зона влияния, характерная для данной породы при обработке ее композицией химреагентов 1, которая в конкретном эксперименте достигает:
зона влияния 48 см
По шлифу, изготовленному из концевой части керна, испытанного при воздействии реагентом, наблюдается сокращение количества пор за счет увеличения их сечения. В связи с этим можно предположить, что фильтрация реагента в объеме породы происходит по закономерности, определяемой стремлением слияния мелких потоков в более крупные. Пропорция соотношения количества пор на входе и выходе испытуемого керна практически будет отражать геометрию конуса влияния, в соответствии с которой не сложно вычислять величину зоны влияния.

Таким образом, изобретение позволяет провести детальную оценку влияния различных факторов на скорость изменения матрицы. В связи с этим число задач, касающихся оценки влияния различных факторов на эффективность применяемых способов воздействия на призабойную зону и решаемых при помощи предлагаемого способа, может быть значительно расширено.

Использование: при разработке нефтяных месторождений. Обеспечивает повышение эффективности воздействия на призабойную зону. Сущность способа: отбирают керн, из него изготавливают образец, через образцы керна прокачивают химические реагенты различной концентрации, изготовляют шлифы из образцов керна, эти шлифы изготовляют из образцов керна со стороны входа и выхода прокачиваемых химических реагентов. Затем отбирают шлифы с сохраненной структурой породы, определяют отношение количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов к количеству пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов. Затем определяют оптимальную концентрацию химических реагентов для обработки продуктивного пласта. Ее определяют по максимальному отношению количества пор на шлифах. 3 ил.

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА, включающий отбор керна, изготовление образцов керна, прокачку через образцы керна, химических реагентов различной концентрации и в различные промежутки времени, изготовление шлифов из образцов керна, обработанных химическими реагентами, и определение оптимальной концентрации химических реагентов для обработки продуктивного пласта, отличающийся тем, что шлифы изготавливают из образцов керна со стороны входа и выхода прокачиваемых химических реагентов, после чего отбирают шлифы с сохраненной структурой породы и определяют отношение количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов к количеству пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов, а оптимальную концентрацию химических реагентов для обработки продуктивного пласта определяют по максимальному отношению количества пор на шлифах.