СОСТАВ ДЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 1999 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для кислотной обработки пласта, и может быть использовано в процессе освоения скважин для обработки карбонатных коллекторов в призабойной зоне пласта.

Известен состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий 95% раствора соляной кислоты и 5% уксусной кислоты (см. Б.Г.Логинов и др. Руководство по кислотным обработкам скважин. - М., "ВНИИОЭНГ", 1972 г., с. 51). Указанный состав обеспечивает предотвращение загрязнения призабойной зоны железосодержащими осадками.

Однако указанный известный состав образует стойкие и плотные нефтекислотные эмульсии, которые снижают проницаемость призабойной зоны, препятствуют проникновению последующих порций кислотного состава в пласт и осложняют последующий вызов притока нефти из пласта.

Кроме того, известный состав характеризуется высоким значением межфазного поверхностного натяжения на границе раздела с нефтью, что дополнительно затрудняет проникновение этого состава в нефтенасыщенную часть пласта.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности является состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий 0,2 - 10,0%-ный раствор в минерализованной воде продукта конденсации третичного амина с хлористым бензилом (выпускается промышленностью под торговой маркой ИВВ-1) и 6-24%-ный водный раствор соляной кислоты при их объемном соотношении 1: (0,9 - 1,1) (см. Патент РФ N 2065032, кл. E 21 B 43/22, от 1993 г.).

Недостатками указанного известного состава являются:
- недостаточно эффективное снижение межфазного поверхностного натяжения на границе раздела состава с нефтью, особенно при низких концентрациях в составе ИВВ-1 (менее 2%);
- низкая диспергирующая способность состава в отношении асфальто-смолопарафиновых отложений (АСПО);
- возможность использования состава только при низком содержании ионов железа в пластовых флюидах, т.к. состав не способен связывать Fe⁺² и Fe⁺³.

За счет указанных недостатков снижается проникающая способность известного состава в пласт.

Кроме того, содержание ингредиентов, входящих в известный состав, велико, что приводит к удорожанию состава.

Целью настоящего изобретения является повышение проникающей способности состава в пласт за счет снижения межфазного поверхностного натяжения на границе с нефтью, обеспечения диспергирования асфальто-смолопарафиновых отложений и исключения образования железосодержащих стабилизаторов нефтяных эмульсий, при одновременном сохранении свойства предотвращения образования нефтекислотных эмульсий.

Дополнительной целью является снижение концентрации используемых ингредиентов.

Поставленная цель достигается тем, что известный состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий поверхностно-активное вещество, соляную кислоту и воду, дополнительно содержит уксусную кислоту, а в качестве поверхностно-активного вещества - продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода - 0,03 - 0,3
уксусная кислота - 2,5 - 3,0
соляная кислота - 10,0-24,0
вода - остальное
Из существующего уровня техники нам неизвестны составы с указанным содержанием ингредиентов, что позволяет сделать вывод о "новизне" заявляемого объекта.

Поставленная цель достигается, по-видимому, тем, что продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода (именуемый в дальнейшем ПВТА) способен в кислой среде переходить в четвертичную аммониевую соль, содержащую гидроксогруппу при атоме азота, что и обуславливает высокие гидрофобизирующие свойства предлагаемого состава и снижает межфазное поверхностное натяжение на границе с нефтью.

Обеспечение диспергирования АСПО предлагаемым составом достигается, на наш взгляд, за счет его высокой поверхностной активности.

Исключение образования железосодержащих стабилизаторов нефтяных эмульсий обеспечивается за счет комплексообразования ионов железа с уксусной кислотой и ПАВ.

Для приготовления предлагаемого состава в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:
- продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода (именуемый ПВТА) - прозрачная бесцветная или желтоватая жидкость со средней молекулярной массой (243±15) г/моль, выпускается по ТУ 2413-016-13162401-95. Способ получения ПВТА описан в книге П.Каррер "Курс органической химии", Л.: изд-во "Химической литературы", 1962 г., с.172.;
- соляная кислота (HCl) выпускается по ТУ 6-01-04689381- 85-92 в виде водного раствора 20-24%-ной концентрации;
- уксусная кислота (CH₃COOH) выпускается по ГОСТ 6968-76.

Пример приготовления предлагаемого состава в лабораторных условиях.

Пример 1. В стакан на 300-400 мл, снабженный перемешивающим устройством, последовательно при перемешивании помещали 96,94 г технической соляной кислоты 12%-ной концентрации, 3 г ледяной уксусной кислоты и 0,06 г ПВТА. После перемешивания в течение 5-10 минут получали состав со следующим содержанием ингредиентов, мас.%: ПВТА - 0,06, HCl - 12, CH₃COOH - 3 и вода - остальное.

Составы с другим содержанием ингредиентов готовили аналогичным образом.

В лабораторных условиях проводили определение межфазного поверхностного натяжения на границе состав-нефть и способность предлагаемого состава диспергировать АСПО.

Опыты по измерению межфазного поверхностного натяжения проводились на приборе ИМН-1 по методу вращающейся капли. В опытах использовалась нефть яснополянской залежи Уньвинского месторождения с плотностью 833 кг/м³ и вязкостью 6,45 мПа/с.

Полученные результаты представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что предлагаемый состав уже при концентрации в нем 0,03% ПВТА обеспечивает снижение межфазного поверхностного натяжения на границе с нефтью в 2,2 - 3,4 раза большее, чем состав по прототипу.

Высокие поверхностно-активные свойства ПВТА обуславливают эффективное предотвращение образования стойких нефтекислотных эмульсий. Наблюдение за поведением кислотного состава при смешении с нефтями трех различных месторождений Пермской области, дающими стойкие нефтекислотные эмульсии с соляной кислотой вязкостью 250-2600 мм²•с, показало, что смесь нефти и предлагаемого состава в течение 5-20 минут полностью разделяется на водную и органическую фазы, причем эффект проявляется уже при концентрации ПВТА в составе, равной 0,03%. Быстрое расслоение происходит также и тогда, когда в смеси состава с нефтью присутствует хлористый кальций (продукт реакции кислоты с известняком).

Эффективность диспергирования АСПО в предлагаемом составе определяли по "Методике НПО "Союзнефтепромхим". Данные приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видно, что хотя диспергирующая способность в отношении АСПО у заявляемого состава (опыты 1 -5) и прототипа (опыты 6 и 7) по размеру частиц практически идентична, однако заявляемый состав значительно снижает последующую адгезию диспергированных частиц к твердой поверхности по сравнению с известным составом.

Кроме того, предлагаемый состав замедляет взаимодействие кислоты с карбонатной породой на 20% по сравнению с прототипом (скорость растворения кубиков мрамора соответственно 3800 и 4710 г/м²•час), что способствует более глубокому проникновению концентрированного состава вглубь пласта с увеличением площади кислотной обработки.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для кислотной обработки пласта, и может быть использовано в процессе освоения скважин для обработки карбонатных коллекторов в призабойной зоне пласта. Состав содержит: продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода 0,03-0,3%, уксусная кислота 2,5-3,0%, соляная кислота 10,0-24,0, вода - остальное. Технический результат: повышение проникающей способности состава, обеспечение диспергирования асфальто-смолопарафиновых отложений и исключение образования железосодержащих стабилизаторов нефтяных эмульсий при одновременном сохранении свойств предотвращения образования нефтекислотных эмульсий. 2 табл.

Состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта, содержащий поверхностно-активное вещество, соляную кислоту и воду, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит уксусную кислоту, а в качестве поверхностно-активного вещества - продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Продукт взаимодействия третичных аминов с пероксидом водорода - 0,03 - 0,3
Уксусная кислота - 2,5 - 3,0
Соляная кислота - 10,0 - 24,0
Вода - Остальное