Брейкерная композиция реагентов Российский патент 2024 года по МПК C09K8/524 E21B37/06 E21B43/27 

Изобретение относится к брейкерным композициям для разрушения фильтрационной корки бурового раствора на неводной основе при заканчивании и освоении скважин.

Для первичного вскрытия продуктивных пластов при строительстве скважин широко применяются системы буровых растворов на неводной основе (РНО). Данные системы обладают рядом преимуществ в сравнении с буровыми растворами на водной основе, в частности, обеспечивают стабильность технологический свойств вне зависимости от инженерно-геологических условий в течение цикла строительства скважины.

Как и любые дисперсные системы, РНО не лишены объективных недостатков, а именно наличием фильтрации под действием перепада давления, что приводит к проникновению промывочной жидкости в призабойную зону пласта (ПЗП), ввиду чего происходит взаимодействие фильтрата бурового раствора с породообразующими минералами и пластовыми флюидами. Коллекторские свойства в случае применения РНО могут ухудшаться как за счет кольматации твердой фазой, так и за счет образования эмульсий фильтрата и пластового флюида (эмульсионных «блокад»).

Восстановление коллекторских свойств продуктивного пласта возможно только в результате разрушения фильтрационной корки и разблокирования зоны кольматации, сформированной при фильтрации бурового раствора в пласт в процессе первичного вскрытия. В качестве брейкеров (разрушителей) фильтрационных корок промывочных систем на неводной основе известно использование кислот, хелатов, эфиров, поверхностно-активных веществ, растворителей.

Известен способ разрушения фильтрационной корки бурового раствора на углеводородной основе с применением мицеллярной дисперсии, представляющей собой среднефазную микроэмульсию, с добавлением сложного эфира карбоновой кислоты, который в процессе гидролиза образует кислоту (Патент РФ 2507387 С2, Способ обработки подземных резервуаров, патентообладатель - КЛИНСОРБ ЛИМИТЕД (GB), опубл. 20.02.2014).

Недостаток известного технического решения состоит в том, что несмотря на то, что мицеллярная дисперсия обладает высокой отмывающей способностью по отношению к гидрофобным компонентам корки, данный состав эффективен только при высоких температурах, необходимых для повышения скорости реакции гидролиза эфира.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ удаления кольматирующих образований из призабойной зоны пласта после первичного вскрытия для восстановления фильтрационно-емкостных свойств коллектора, в ходе которого до закачки в скважину кислотного технологического состава после последнего спуска бурового инструмента для промывки ствола скважины перед освоением в буровой раствор, содержащий высокомолекулярные соединения и кольматант и используемый для вскрытия и промывки продуктивного пласта, по циркуляции вводят смесь неионогенного поверхностно-активного вещества с сульфаминовой кислотой в их массовом соотношении 0,003-0,005:1 соответственно в количестве 1-3 мас. %, далее после последнего подъема бурового инструмента из скважины и спуска насосно-компрессорных труб осуществляют замещение указанного бурового раствора на кислотный технологический состав и выдерживают последний на реакции не менее четырех часов, причем в качестве кислотного технологического состава используют состав со следующим содержанием компонентов, масс. %: перекисное соединение - 0,5-3,0, сульфаминовая кислота - 5,0-10,0, неионогенное поверхностно-активное вещество - 0,005-0,02, минерализованная вода - остальное (Патент RU 2540767 С1, Способ удаления кольматирующих образований из призабойной зоны пласта после первичного вскрытия для восстановления фильтрационно-емкостных свойств коллектора, патентообладатель - ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» (RU), опубл. 10.02.2015).

Недостатком известного технического решения является то, что известный состав не предназначен для разрушения эмульсий, сформированных пластовым флюидом и буровым раствором.

Существующие технологии удаления фильтрационной корки на углеводородной основе подразумевают использование реагентов, направленных на растворение мрамора, и не предназначены для разрушения эмульсий, сформированных пластовым флюидом и буровым раствором. Ключевым моментом следует считать правильный подбор поверхностно-активных веществ и растворителей для диспергирования твердых частиц кольматантов фильтрационных корок, солюбилизации углеводородов, разрушения эмульсионных блокад.

Таким образом, недостатки известных решений заключаются в невозможности одновременного воздействия на карбонатные кольматанты, гидрофобные компоненты фильтрационной корки и эмульсионные блокады в ПЗП.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в восстановлении гидродинамической связи в системе «пласт-скважина» после первичного вскрытия с применением раствора на неводной (углеводородной) основе.

Технический результат, на достижение которого направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении эффективности разрушения фильтрационной корки и блокирующих эмульсионных образований в ПЗП посредством использования комбинации органической кислоты, взаимного растворителя и поверхностно-активного вещества в составе брейкерной композиции реагентов.

Указанный технический результат достигается за счет создания брейкерной композиции реагентов, которая включает в себя органическую кислоту, в качестве которой используют сульфаминовую кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, при этом брейкерная композиция, согласно изобретению, дополнительно включает в себя взаимный растворитель, в качестве которого используют диспергатор твердой фазы бутилцеллозольв, в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена Неонол АФ9.12, а в качестве воды - пресную воду при следующем соотношении компонентов, на 100 масс. %:

Сульфаминовая кислота - 17,0;

Бутилцеллозольв - 5,0-15,0;

Неонол АФ9-12 - 0,5-1,0;

Вода пресная - остальное.

Для приготовления заявляемой композиции, используют следующие компоненты.

Бутилцеллозольв (монобутиловый эфир этиленгликоля) (ТУ 6-01-646-84) -взаимный растворитель, диспергатор твердой фазы, характеризуется параметрами, указанными в таблице 1.

Сульфаминовая кислота (ТУ 6-09-2437-79) предназначена для растворения мрамора в составе фильтрационной корки, и имеет параметры, указанные в таблице 2.

Неонол АФ9-12 - оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена, неионогенное поверхностно-активное вещество (ТУ 2483-077-05766801-98), параметры которого указаны в Таблице 3. Неонол АФ_9-12 обладает высокой солюбилизирующей способностью по отношению к углеводородам в составе фильтрационной корки, облегчает доступ кислоты к мрамору.

Сочетание взаимного растворителя с ПАВ приводит к диспергированию неводной эмульсионной основы и твердых частиц за счет солюбилизации, т.е. включения капель эмульсионной основы или твердых частиц в мицеллы ПАВ.

Фильтрационная корка бурового раствора на неводной основе при воздействии взаимного растворителя и ПАВ становится рыхлой и пористой, что ускоряет взаимодействие кислоторастворимого утяжелителя с сульфаминовой кислотой. При таком способе воздействия фильтрационная корка раствора на неводной основе диспергируется поверхностно - активным веществом Неонол АФ_9-12 и бутилцеллозольвом в брейкере, а растворимые в кислоте частицы затем растворяются.

Пример приготовления и оценки эффективности разрушающего действия брейкерной композиции.

Для изготовления брейкерной композиции сульфаминовую кислоту (170 г) при перемешивании растворяют в рассчитанном количестве пресной воды (720 г), добавляют бутилцеллозольв (100 г), затем вводят Неонол АФ9-12 (10 г), перемешивают 30 минут.

Состав брейкерной композиции реагентов разработан на основании результатов исследования степени разрушения фильтрационной корки на неводной (углеводородной) основе. Степень разрушения определяется по потере массы корки и по отсутствию выделения углекислого газа при взаимодействии остатков карбонатного утяжелителя в корке с соляной кислотой (качественная реакция на карбонаты).

Влияние брейкерной композиции на разрушение фильтрационной корки по предлагаемому способу изучалось по следующей методике. В камеру высокого давления фильтр-пресса НРНТ фирмы OFITE устанавливали керамический диск определенной проницаемости (в опытах применяли диск с диаметром каналов 55 мкм), диск предварительно выдерживали в дизельном топливе 0,5 ч, промакивали фильтровальной бумагой и взвешивали, сверху диска помещали 300 см³ бурового раствора на углеводородной основе с плотностью 1,14 г/см³, формировали фильтрационную корку путем создания избыточного давления 35 МПа в течение 0,5 часа при температуре 23±2°С. Далее буровой раствор выливали из камеры, в камеру на фильтрационную корку наливали 300 см³ брейкерной композиции реагентов и оставляли на реакцию на 16 часов. После реакции жидкость сливали из камеры, диск вынимали, промакивали фильтровальной бумагой и повторно взвешивали. По потере массы оценивалась степень растворения корки. На диск воздействовали 10%-ным раствором соляной кислоты, по наличию или отсутствию выделения углекислого газа оценивали полноту растворения мрамора фильтрационной корки. Результаты приведены в таблице 4.

Исследования на степень разрушения фильтрационной корки и качественная оценка остаточного присутствия карбонатного утяжелителя при воздействии с соляной кислоты проводились при использовании брейкерной композиции с заявленными компонентами в разных концентрациях:

Пример 1. Брейкерная композиция с процентным соотношением компонентов, мас. %:

Сульфаминовая кислота - 17,0,

Бутилцеллозольв - 5,0,

Неонол АФ_9-12 - 0,5,

Вода пресная - 77,5.

Пример 2. Брейкерная композиция с процентным соотношением компонентов, мас. %:

Сульфаминовая кислота - 17,0,

Бутилцеллозольв - 10,0,

Неонол АФ_9-12 - 1,0,

Вода пресная - 72,0.

Пример 3. Брейкерная композиция с процентным соотношением компонентов, мас. %:

Сульфаминовая кислота - 17,0,

Бутилцеллозольв - 15,0,

Неонол АФ9-12- 1,0,

Вода пресная - 67,0.

Как показали результаты исследований, наилучший результат (самое высокое значение степени разрушения фильтрационной корки - 90,5) показала брейкерная композиция №2 с заявленными концентрациями составляющих ее компонентов.

Кроме того, при сравнении эффективности брейкерного состава, указанного в прототипе заявленного технического решения, с заявленным брейкерным составом, второй показал большую эффективность, как видно из таблицы 5.

Заявленное техническое решение обеспечивает более высокую эффективность степени разрушения фильтрационной корки, что ускоряет восстановление гидродинамической связи пласт-скважина после первичного вскрытия.

Изобретение относится к брейкерным композициям для разрушения фильтрационной корки бурового раствора на неводной основе при заканчивании и освоении скважин. Брейкерная композиция включает в себя 17,0 мас. % сульфаминовой кислоты, 5,0-15,0 мас. % взаимного растворителя, в качестве которого используют диспергатор твердой фазы - бутилцеллозольв, 0,5-1,0 мас. % неионогенного поверхностно-активного вещества, в качестве которого используют оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена Неонол АФ_9-12, и воду пресную – остальное. Техническим результатом является повышение эффективности разрушения фильтрационной корки и блокирующих эмульсионных образований в призабойной зоне пласта. 6 табл., 3 пр.

Брейкерная композиция реагентов, которая включает в себя органическую кислоту, в качестве которой используют сульфаминовую кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя взаимный растворитель, в качестве которого используют диспергатор твердой фазы бутилцеллозольв, в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества используют оксиэтилированный моноалкилфенол на основе тримеров пропилена Неонол АФ_9-12, а в качестве воды - пресную воду, при следующем соотношении компонентов, на 100 мас. %:

Сульфаминовая кислота 17,0 Бутилцеллозольв 5,0-15,0 Неонол АФ_9-12 0,5-1,0 Вода пресная остальное