Способ кислотной обработки скважины Советский патент 1984 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к эксплуатации водозаборов подземных вод, сис тем вертикального дренажа, а более конкретно к способам обработки скважин, каптирукоцих карбонатные водосодержа1дие породы. Известен способ кислотной обработ ки скважин, каптирующих карбонатные водосодержащие породы, путем циклической закачки кислоты в пласт 1. Недостатком этого способа является низкая эффективность обработки обусловленная неглубоким проникновением кислоты в пласт. Наиболее близким к изобретению яв ляется способ кислотной обработки скважины, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты-. Способ пред полагает что, кроме того, после каждого цикла кислотной обработки в пласт закачивают раствор реагента образующего с карбонатными породами слаборастворимые или нерастворимые в кислоте соединения, концентрация реагента и его объем подбираются таким образом, чтобы пленка пассивированных карбонатных пород занимала большую часть зоны, обработанной .кислотой в предыдущем цикле, в качестве пассивирующих реагентов в зависимости от структуры и литологичес кого состава карбонатных пород используют 3 - 5%-ный раствор Ш ЗОлКлк 10%-ный раствор . При их Ъзаимодействии с карбонатными породами образуются слаборастворимые и нераст воримые соединения в виде CaSQ, и CaSiOgUl. Недостатком известного способа обработки скважин является сравнительно незначительная дальность проникновения раствора соляной кис- . лоты в пласт, обусловленная образованием тонкодисперсного студнеобразного аморфно-кристаллического осадка солей кальция (силиката кальция, сульфата кальция), кольматирующего трещины карбонатных пород, что затрудняет проникновение растворителя в пласт. Цель изобретения - увеличение глубины проникновения кислоты за счет понижения температуры раствора кислоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу кислотой обработки скважины, включающему закачку в пласт раствора соляной кислоты, перед закачкой в пласт раствора кислоты в него вводят вещество с положительной теплотой растворения в водной среде. В качестве веществ с положительной теплотой растворения может быть использован ряд веществ, например, (NH4)C204-H O, KNOg, , , NaNOj и др. их растворение в растворе соляной,кислоты сопровождается понижением температуры раствора соляной кислоты, что обеспечивает уменьшение скорости растворения карбонатных пород и как следствие этого - увеличение дальности проникновения раствора соляной кислоты в карбонатные породы. Данные о зависимости уменьшения скорости растворения карбоната кальция в растворе соляной кислоты от введения веществ с положительной теплотой растйорения в водной среде представлены в табл.1. Таблица 1

СПОСОБ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты,- о ж л и чающийс я тем, что, с целью увеличения глубины проникновения кислоты за счет понижения температуры раствора кислоты, перед закачкой в пласт раствора кислоты в него вводят вещество с положительной теплотой растворения в водной среде. (Л 4 СО СО

20 20, 20 0

0,017

2,5

4,6 10 0,014 0,012

6,3 15 0,010

U,5 20 Как видно из табл. 1, введение в раствор соляной кислоты веществ с положительной теплотой растворения в пределах концентраций от 20 до 30% обеспечивает уменьшение скорости растворения карбоната кальция в pact воре соляной кислоты от 120 до 440% путем понижения температуры раствора соляной кислоты на 11,5-26,. На чертеже показана схема осущест ления предлагаемого способа обработки скважин, каптирующих карбонатные водосодержащие породы. В скважине 1, каптирующей водосодержащие карбонатные породы 2, устанавливают реагентопровод 3, оборудованный в нижней части гидравлическим пакером 4. Реагентопровод 3 удерживается в скважине 1 при помощи опоры 5 . В гидравлический пакер 4 по

10749904

Продолжение табл. 1 трубопроводу 6 эакачивеиот жидкость ,и перекрывают вентиль 7. К верхней части реагентопровода 3 монтируют оголовок 8, оборудованный трубопроводом 9 для сброса продуктов реакции с вентилем 10, манометром 11 и трубопроводом 12 с вентилем 13. Трубопровод 12 подключают к насосу 14, соединенному с емкостью 15 с раствором соляной кислоты. В емкость 15 засыпгиот расчетное количество ввцества с положительной теплотой растворения, перемешивают раствор соляной кислоты любым известным способом и при закрытом вентиле 10 и открытом вентиле 13 закачивают раствор в скважину 1. Возможно также введение порошкообразного вецества с положительной теплотой- рестворения в пласт непосредственно по реагентепроводу 3 любым известным способом, например эжектированием. После зака ки раствора вентиль 13 перекрывают. Время окончания обработки контролируют любым известным способом. Посл окончания обработки оборудование демонтируют, монтируют водоподъемное оборудование и производят прокачку скважины до полного удаления продуктов реакции из пласта. Пример. Скважина диаметром 300 мм каптирует водосодержагдие упинские известняки до глубины 250 м. Статический уровень воды в скважине расположен на глубине 72 м Длина водоприемной части скважины 12 м. Дебит скважины за 14 лет эксплуатации снизился с 160 до 45 В скважине устанавливают реагентопровод диаметром 100 мм, оборудован ный в нижней части пакером, изолиру щим водоприемную часть скважины. Реагентопровод через оголовок подключают к насосу, соединенному с ем костями с общим объемом раствора со ляной кислоты 25%-ной концентрации, равным б м- Температура подземных JBOn lO-c, раствора соляной кислоты 20 С. В емкости с раствором соляной кислоты концентрацией 25% и общим объемом 6 м записывают 1,.8 т порошкообразного нитрата калия и перемешивают при помощи сжатого воздуха. После понижения температуры раствора до 2°С его закачивают в пласт. Температура раствора в водоприемной части скважины и в призабойной зоне снизилась до 4,8 С. Общее время обработки скважины, контролируемое по процессу газовьвде ления, составляет 4ч. Дальность проникновения раствора соляной кислоты в пласт определилась равной не менее 2,9 м, что подтверждается выделением газов из наблюдательной скважины, расположенной в кусте . наблюдательных скважин на зтом расстоянии . После обработки скважины оборудование демонтируют, монтируют водо подъемное оборудование и прокачивают скважину до полного удаления про дуктов реакции. Дебит скважины после обработки увеличился до 200 MV-4. I Пример2. Процесс ведут ана логично примеру 1. Обработку скважи ны производят с использованием в качестве вещества с положительной теплотой растворения хлористого аммония. Объем раствора соляной кисло ты 6 м, количество вводимого хлористого аммония 1,2 т. Температура раствора после введения хлористого аммония снизилась , и после закачки раствора в пласт она составля ет в водоприемной части скважины и в прнзабойной зоне около 6°С. Дальность проникновения раствора соляной кислоты в Пласт составляет 2,2 м. Время обработки скважины равно 3,5 ч. Дебит скважины в результате обработки увеличился с 45 до 200 м /ч. Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 1. Обработку скважины производят с использованием в качестве вещества с положительной теплотой растворения хлората калия. Объем раствора соляной кислоты 6 м количество вводимого хлората калия 0,9 т. Температура раствора после введения хлората калия снизилась до 3,8°С и после закачки .раствора в пласт она составляет в водоприемной части скважины и в призабойной зоне 5,8°С. Дальность проникновения раствора соляной кислоты в пласт составляет 2,15 м. Время обработки скважины равно 4ч. Дебит скважины в результате обработки увеличился с 45 до 205 . При мер 4. Процесс ведут аналогично примеру 1.Обработку скважины производят с использованием в качестве вещества с положительной теплотой растворения хлората калия. Объем раствора соляной кислоты 6 м количество вводимого хлората калия 1,5 т. Температура раствора после введения хлората калия снизилась до -2°С и после закачки раствора в пласт она составляет в водоприемной части скважины и в призабойной зоне 4°С. Дальность проникновения раствора соляной кислоты в пласт составляет не менее 3,2 м. Время обработки скважины равно 4,5 ч. Дебит скважины в результате обработки увеличился с 45 до 235 мЗ/ч. Сравнительные данные, свидетельствующие о преимуществе предлагаемого способа по сравнению с известным, приведены в табл. 2. Таблица 2 Дебит скважины, при сдаче в эксплуатацию 160 160 перед обработкой45 45 после обработки 110 220 Дальность проникновения раствора со|Ляной кислоты в пласт, м1,0 2,9

Продолжегние табл. 2

Время обработки, ч

Дополнительное количество воды, отбираемое за счет обработки, мЗ/ч

Предлагаемый способ по сравнению с известным при условии совпадения известного с базовым объектом обеспечивает увеличение дгшьности проникновения раствора соляной кислоты в пласт с 1,0 до 2,9 м за счет уменьшения скорости растворения карбонатных пород путем понижения температуры раствора соляной кислоты. Это позволяет увеличить дополнительное количество воды, отбираемой за счет обработки, с 65 до 175 при сокращении времени обработки более чем в 2 раза.