СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ ПЛАСТА Российский патент 2003 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к добыче жидких и газообразных текучих сред из буровых скважин, в частности к способам интенсификации скважин с использованием разъедающих веществ, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при обработке призабойной зоны пласта.

Широко известны способы обработки призабойной зоны пласта с помощью кислот (соляной, азотной, фосфорной, плавиковой) или их смесей (см. Сидоровский В. А. Вскрытие пластов и повышение продуктивности скважин. М.: Недра, 1978, с.256).

Недостатком этих способов является, во-первых, способность образования сильных трудноудалимых кольматантов - коллоидных и твердых продуктов реакций, в частности гидрогеля кремнекислоты и фторидов кальция, железа и др., а во-вторых, химическое разрушение герметизирующего цементного камня, обычно сопровождаемое заколонными перетоками жидкостей и газов.

Известен также способ обработки призабойной зоны пласта, в котором используется состав, включающий кислотные экстракты нефтей нафтеновой природы в количестве 0,01-0,5 мас.%, гидроксид щелочного металла 0,1-10 мас.% и воду остальное (см. US, патент, 4371444, кл. Е 21 В 43/27, 1983).

Недостатком этого способа является то, что обработка производится не непосредственным воздействием на призабойную зону, а вытеснением нефти через нагнетательную скважину, а кроме того, состав включает кислотные экстракты нефтей нафтеновой природы, которые, реагируя со щелочью, пластовым флюидом и минералами коллектора, могут образовывать кольматанты.

Этот недостаток устранен в изобретении по патенту SU, 1838597, кл. Е 21 В 43/27, 1993, где в призабойную зону закачивают щелочно-метанольный раствор до образования в ней шелочно-метанольной ванны с последующей выдержкой для реагирования с породами пласта. Затем ее продукты реакции закачивают в удаленную зону пласта, а на ее место закачивают глинокислотный раствор, после реагирования глинокислотного раствора производят глубокое оттеснение его продуктов реакции в пласт и скважину вводят в эксплуатацию.

Недостатком этого способа является то, что при обработках пласта растворами, содержащими плавиковую и соляную кислоту, первой вступает в реакцию с кальцийсодержащими породами плавиковая кислота как более активная, и при этом образуются ничем не растворимые кольматанты, например фторид кальция, трудноудаляемые из пласта, а также происходит разрушение герметизирующего цементного камня. Кроме того, при непосредственном контакте кислотного и щелочного растворов происходит частичная нейтрализация их, что уменьшает объемы активных веществ.

Из известных способов наиболее близким r заявляемому является способ обработки призабойной зоны пласта по патенту РФ 2110678, кл. Е 21 В 43/27, 1998, в котором для увеличения размеров и, следовательно, проницаемости призабойной зоны за счет растворения минералов цемента и части скелета коллектора в скважину последовательно закачивают четыре водных раствора в последовательности: щелочной и 2 кислотных, и разделяющий их буферный. Составы растворов: щелочной - гидроксид щелочного металла, например, натрия с концентрацией 10-50 мас. %; буферный - хлорида или/и нитратов, фторидов тех же щелочных металлов с концентрацией 10-25 мас.%; кислотный 1-й - например, соляной или азотной с концентрацией 12-30 мас.%; кислотный 2-й фтористоводородная с концентрацией 10-15%. Щелочной раствор нагревают до температуры 30-80^oС, а точные концентрации разъедающих растворов рассчитываются по содержанию щелочекислотнорастворимых минералов в цементе и скелете коллектора с избытком, необходимым для растворения твердых и коллоидных продуктов реакции предшествующего раствора и поддержания значений рН, а буферного - по плотности разъедающих растворов. Освоение скважины производится без выдержки растворов в пласте на реагирование.

Недостатком этого способа является то, что при реагировании высококонцентрированных растворов разъедающих веществ с минералами коллектора, образуются концентрированные растворы солей, обладающие более низкими параметрами текучести (повышение вязкости), чем исходные реагенты. С повышением вязкости продуктов реакции затрудняется удаление их из призабойной зоны, особенно в условиях падающего пластового давления.

Цель предлагаемого изобретения - повышение эффективности обработки за счет повышения подвижности продуктов реакции путем снижения их вязкости и временного повышения энергетики призабойной зоны пласта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны пласта, включающем последовательную закачку в пласт раствора, содержащего щелочь - гидроксид щелочного металла, буфера и двух кислотных растворов в два этапа, сначала содержащий соляную, затем плавиковую кислоту, и освоение скважины без выдержки растворов на реагирование в пласте, буфером разделяют и кислотные растворы, в качестве буфера закачивают газ, а концентрацию растворов принимают с обеспечением минимальной вязкости продуктов при сохранении реактивной способности кислот, концентрацию соляной кислоты в растворе принимают 8-10 мас.%, а плавиковой 6-8 мас.%, причем для удаления продуктов реакции, доставки реагентов в призабойную зону и контроля в процессе закачки используют кол-тюбинг.

Известно, что задержки отработанного раствора плавиковой кислоты в пласте более 30 мин при температуре 80^oС и выше недопустимы, так как происходит процесс новообразований из-за выпадения кремния из раствора в виде коллоидного кварца (см. Lahrid L, Thennotlynamic and kinetic Aspects of Argillaceous Sandstone Acidiring Soc. - Petr. Eng. J. - 1975. - 4. - P. 117-128), поэтому перечисленные технологические средства являются неотъемлемой частью технологического процесса при реализации предлагаемого способа.

В предлагаемом способе закачка газа в качестве буфера между щелочным и кислотными растворами выполняет функции средоразделителя и в тоже время обеспечивает повышение энергетики призабойной зоны пласта, т.к. газ, расширяясь при снижении давления в стволе скважины, способствует более активному вытеснению продуктов реакции из призабойной зоны пласта.

Объемы растворов определяют по обычной методике исходя из выбранного условного радиуса обработок призабойной зоны эффективной мощности пласта и пористости коллектора, а концентрацию рабочего щелочного раствора - из количества щелочерастворимых минералов цемента коллектора. Концентрации кислотных растворов не рассчитывают, так как они, по результатам лабораторных экспериментов, оптимизированы с точки зрения содержания растворенных веществ в продуктах реакции. Все применяемые в заявленном способе вещества известны, все они применяются для тех же или сходных целей, однако концентрации и метод их разделения, а также процесс удаления продуктов реакции из призабойной зоны пласта существенно отличают заявленное решение от известных, включая прототип, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям "изобретательский уровень" и "новизна".

Заявленный способ проверен лабораторными экспериментами и испытан в промышленных условиях на 4 скважинах Уренгойского месторождения.

Лабораторные эксперименты состояли в последовательном прокачивании через водо- и керосинонасыщенные образцы в пластовых или близких к ним условиях (Робж. = 10 МПа, Рвх.=6-8 МПа, Р=1-6 МПа, Т=78-82^oС) растворов гидрооксида натрия с концентрацией 10-20 мас.%; газ; раствор соляной и азотной кислот с концентрацией 7-10 мас.%, растворов плавиковой кислоты с концентрацией 6-8 мас. % с последующим реверсированием (обратным движением отработанных растворов) и измерением проницаемости по воде или керосину до и после эксперимента. В результате экспериментов проницаемость увеличилась на 30-80% и более.

В результате промышленных обработок скважин по предложенному способу были получены результаты, приведенные в таблице.

Изобретение относится к добыче жидких текучих и газообразных сред из буровых скважин, в частности к способам интенсификации нефтегазодобывающих скважин с использованием разъедающих веществ, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при обработке призабойной зоны пласта. В способе обработки призабойной зоны пласта, включающем последовательную закачку в пласт раствора, содержащего щелочь - гидроксид щелочного металла, буфера и двух кислотных растворов в два этапа, сначала содержащий соляную, затем плавиковую кислоту, и освоение скважины без выдержки растворов на реагирование в пласте, буфером разделяют и кислотные растворы, в качестве буфера закачивают газ, а концентрацию растворов принимают с обеспечением минимальной вязкости продуктов при сохранении реактивной способности кислот, концентрацию соляной кислоты в растворе принимают 8-10 мас.%, а плавиковой 6-8 мас. %, причем для удаления продуктов реакции, доставки реагентов в призабойную зону и контроля в процессе закачки используют кол-тюбинг. Технический результат - повышение эффективности обработки за счет повышения подвижности продуктов реакции путем снижения их вязкости и временного повышения энергетики призабойной зоны пласта. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий последовательную закачку в пласт раствора, содержащего щелочь - гидроксид щелочного металла, буфера и двух кислотных растворов в два этапа, сначала содержащий соляную, затем плавиковую кислоту, и освоение скважины без выдержки растворов на реагирование в пласте, отличающийся тем, что буфером разделяют и кислотные растворы, в качестве буфера закачивают газ, а концентрацию растворов принимают с обеспечением минимальной вязкости продуктов при сохранении реактивной способности кислот. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрацию соляной кислоты в растворе принимают 8-10 мас.%, а плавиковой 6-8 мас.%. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для удаления продуктов реакции, доставки реагентов в призабойную зону и контроля в процессе закачки используют кол-тюбинг.