СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА Российский патент 1998 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для обработки призабойной зоны нагнетательных и добывающих нефтяных скважин.

Наиболее близким к изобретению является способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта, включающий закачку в призабойную зону газированного кислотного раствора [1] . При этом в призабойной зоне происходит пенообразование. Недостатком прототипа является то, что ввиду двухфазного характера образующейся пенокислоты ее эффективная вязкость не менее, чем в 10 раз превышает вязкость негазированного кислотного раствора и изменяется в интервале 50-600 мПа•с, а это сильно осложняет закачку ее в призабойную зону (особенно в малопроницаемые нефтенасыщенные пропластки) и вынос после обработки, что резко снижает охват обработки по глубине и толщине пласта. Кроме того, пенная система не обеспечивает необходимого замедления реакции кислоты с карбонатными или песчано-алевролитовыми породами, что также снижает охват обработки. Недостатком способа является также большой расход химреагентов, необходимых для получения пенокислоты. Помимо этого для получения двухфазной пенной системы используется большой объем газообразного агента (удельный расход газа изменяется в интервале 10- 80 нм³/м³, что способствует коррозии внутрискважинного оборудования.

Таким образом, известный способ имеет низкую эффективность, связанную с низким охватом обработки по глубине и толщине пласта, а также высоким удельным расходом газообразного агента.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет увеличения охвата обработки по глубине и толщине пласта, а также сокращения удельного расхода газообразного агента.

Цель достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны нефтяного пласта, включающем закачку в призабойную зону газированного кислотного раствора, объем газообразного агента выбирается из условия полного насыщения им кислотного раствора при пластовом давлении и температуре, а отношение забойного давления в процессе закачки к пластовому поддерживают меньше двух, при этом перед закачкой кислотного раствора в него добавляют 0,01-1% катионного поверхностно - активного вещества ПАВ.

При выборе объема газообразного агента из условия полного насыщения им кислотного раствора при пластовом давлении и температуре и поддержании отношения забойного давления в процессе закачки к пластовому меньше двух полученный однофазный газированный кислотный раствор находится в предпереходном фазовом состоянии, приобретая при этом вязкоупругие неравновесные свойства. Добавка катионного ПАВ к кислотному раствору способствует гидрофобизации порового пространства, замедлению реакции кислоты с породой, увеличению вязкоупругих неравновесных свойств фильтрующегося газированного кислотного раствора в предпереходном фазовом состоянии. В результате газированный кислотный раствор в предпереходном фазовом состоянии более равномерно поступает в высоко- и низкопроницаемые пропластки, увеличивается также его проникающая способность и как следствие повышается охват обработки по толщине и глубине пласта. Закачка и вынос полученного однофазного газокислотного раствора в предпереходном фазовом состоянии значительно облегчается, так как при фильтрации газожидкостных смесей в предпереходном фазовом состоянии наблюдается рост расхода жидкости при постоянном перепаде давления. Использование в предлагаемом способе однофазного газированного кислотного раствора в предпереходном фазовом состоянии позволяет также значительно сократить удельный расход газообразного агента (например, удельный расход метана, необходимый для полного насыщения воды при температурах 20-100^oC и давлениях 2,5-30 МПа, изменяется в интервале 0,43-3,86 нм³/м³, кроме того, растворимость газов в кислотном растворе в 2-3 раза меньше [2] (см. пример).

В качестве кислотного раствора в предлагаемом способе могут быть использованы водные растворы соляной (при обработке карбонатных коллекторов) и соляной или плавиковой (при обработке песчано-алевролитовых коллекторов) кислот.

В качестве газообразного агента могут быть использованы воздух, углеводородные газы, азот, углекислый газ.

В качестве катионного ПАВ в предлагаемом способе могут быть использованы - катапин различных модификаций, марвелан различных модификаций и другие. Большим преимуществом указанных реагентов является то, что они в обычных пластовых условиях практически не образуют осадков. Кроме того, они являются хорошими ингибиторами коррозии.

Необходимый объем газа и для газирования кислотного раствора определяют на основе потребного объема кислотного раствора, пластового давления и температуры.

Пример. Рассчитать количество метана, необходимое для полного насыщения 10 м³ 15%-ного водного раствора соляной кислоты при пластовом давлении 5 МПа и пластовой температуре 40^oC.

Из табличных данных [2] определяем среднее значение коэффициента Сеченова - k, учитывающего влияние электролитов (в данном случае соляной кислоты) на растворение газов в воде, который для метана может быть принят равным 0,1. Далее по уравнению Сеченова [2] S₁ = S•10^-kc, где S₁, S - соответственно, растворимость газа в воде с электролитом и без него, в нм³/м³ (S при давлении 5 МПа и температуре 40^oC составляет 1,1 нм³/м³); c - концентрация электролита в воде, г - экв/л, определяем растворимость метана в воде с электролитом (в данном случае концентрация электролита составляет около 4 г-экв/л). В рассматриваемом случае S₁ составляет 0,44 нм³/м³. Затем определяем искомый объем метана для растворения в 10 м³ 15%-ного водного раствора соляной кислоты при указанных пластовых условиях 0,44•10=4,4 нм³.

Способ проверен в лабораторных условиях. Опыты проводились в цилиндрической колонке из оргстекла (длиной 0,5 м и диаметром 0,05 м) с карбонатной средой, имеющей щель (радиусом 0,003 м) в центре. В качестве карбонатной среды использовалась мраморная крошка фракционного состава (0,25-0,5)•10^-3м. В бомбе PVT готовили газокислотный раствор (15%-ная соляная кислота + метан). Далее в карбонатную среду закачивали однофазный газокислотный раствор (при отношении давления закачки к давлению насыщения газа в кислотном растворе меньше 2) с различными добавками катионного ПАВ (катапин-А). Далее определяли скорость растворения карбонатной среды. Аналогичные эксперименты были проведены и для прототипа. Сравнение предлагаемого способа и прототипа производили на основе скорости растворения карбонатной породы. Результаты приведены в таблице, из которой видно, что при концентрации катионного ПАВ 0,01-1% скорость растворения карбонатной породы при использовании предлагаемого способа на 20-40% ниже, чем для прототипа. Увеличение концентрации катионного ПАВ больше 1% (опыт 5) не приводит к увеличению эффективности процесса, поэтому использование таких концентраций нецелесообразно. Таким образом, использование однофазного газокислотного раствора в предпереходном фазовом состоянии позволяет увеличить охват обработки по глубине и толщине пласта.

Для реализации способа в промысловых условиях используют оборудование, обычно применяемое для обработки призабойной зоны газированным кислотным раствором. Определяют необходимый объем газа и кислотного раствора на основе пластового давления, температуры и емкостных характеристик коллектора. Перед проведением мероприятия на растворном узле или на устье скважины готовится кислотный раствор с добавкой катионного ПАВ. Далее в скважину закачивают первую порцию кислотного раствора, нагнетают газ и закачивают вторую порцию кислотного раствора (объем первой и второй порций кислотного раствора выбирают равными). Вторую порцию кислотного раствора проталкивают в пласт посредством легкой нефти или воды. В процессе закачки поддерживают отношение забойного давления к пластовому меньше 2. В результате смешения кислотного раствора с газом при пластовом давлении и температуре образуется однофазный газокислотный раствор в предпереходном фазовом состоянии. Закачанный газокислотный раствор в предпереходном фазовом состоянии выдерживают в скважине на реагирование, а затем отбирают из скважины.

Изобретение существенно отличается от существующих высоким охватом обработки по глубине и толщине пласта и низким удельным расходом газообразного агента.

Эффект достигается за счет увеличения дебита нефти.

Источники информации
1. Ибрагимов Г. З., Хисамутдинов Н.И. Справочное пособие по применению химических реагентов в добыче нефти. М.: Недра, 1983, с.24.

2. Намиот А.Ю. Растворимость газов в воде. М.: Недра, 1991, с.49-50, 99, 103.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для обработки призабойной зоны нагнетательных и добывающих нефтяных скважин. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности способа за счет увеличения охвата обработки по глубине и толщине пласта, а также сокращения удельного расхода газообразного агента. Это достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны нефтяного пласта, включающем закачку в призабойную зону газированного кислотного раствора, объем газообразного агента выбирается из условия полного насыщения им кислотного раствора при пластовом давлении и температуре, а отношение забойного давления в процессе закачки к пластовому поддерживают меньше. двух. Кроме того, перед закачкой кислотного раствора в него добавляют 0,01-1% катионного поверхностно-активного вещества. 1 табл.

Способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта, включающий закачку в призабойную зону газированного кислотного раствора, отличающийся тем, что объем газообразного агента выбирается из условия полного насыщения им кислотного раствора при пластовом давлении и температуре, а отношение забойного давления в процессе закачки к пластовому поддерживают меньше двух, при этом перед закачкой кислотного раствора в него добавляют 0,01-1% катионного поверхностно-активного вещества.