Способ термохимической обработки призабойной зоны пласта Советский патент 1990 года по МПК E21B43/27 

0

5

20

25

Рассчитывают необходимое количесто реагентов и порций воздуха. В скважину закачивают расчетную порцию суспензии алюминия (магния) в углеводородной жидкости и продавливают ее в пласт водой с таким расчетом, чтобы вода не попадала в пласт. Затем при открытом затрубиом пространстве удаляют воду из скважины путем продувки НКТ воздухом и вводят порцию воздуха в пласт с целью достижения равномерного распределения суспензии в призабойной зоне пласта, минимального ее вытеснения из зоны реакции и создания начальной газонасыщенности. После этого в скважину вводят 15 - раствор соляной кислоты и продавливают ее в пласт воздухом при закрытом затрубном пространстве. Концентрация соляной кислоты определяется условиями ее поставки на нефтепромыслы (макисальная концентрация поставляемой соляной кислоты 27%), ее коррозионной активностью и тепловой эффективностью процесса. При высокой начальной пластовой температуре (50 - 60° С) рекоменуется использовать 15%-ную кислоту. Меньшую концентрацию использовать нежелательно ввиду большого содержания балластной водьц которая снижает тепловую эффективность процесса. Скважину залавливают водой и выдерживают до полного реагирования алюминия (магния) с соляной кислотой и кислоро-35 да воздуха с углеводородами нефти. При необходимости возможно осуществление нескольких циклов описанных операций. Для этого воду в скважине замещают суспензией при открытом затрубном пространстве и проводят новый цикл обработки скважины в указанной последовательности.

Поскольку при окислении углеводородов нефти кислородом воздука обра эуются органические кислоты, которые могут частично взаимодействовать с карбонатной частью коллектора, то для улучшения отмыва приэабойной зоны пласта от асФальтосмолнстых соединений после выдерживания скважины на реагирование проводят закачку в пласт 0,5 - 2,0%-ного раствора щело чи (едкого натра) в количестве, достаточном для омыления образовавшихся1 в пласте органических кислот и образования ПАВ, которые при извлечении продукции из скважины будут способствовать лучшему отмыву призабойной

40

45

SO

55

0

5

0

5

35

зоны. После обработки призабойной зоны скважину пускают в работу.

В начальный период работы скважины происходит дополнительная очистка призабойной зоны за счет выноса нерастворимых продуктов реакции азотом и углекислым газом.

Лабораторная установка содержит модель 1, теплоизоляцию 2, кислотную емкость 3, бачок 4 с нефтью, сепаратор 5, мерную емкость 6, вентиль 7, манометры 8, газовый счетчик 9, баллон 10 с газом, регулятор 11 давления, нагреватель 12, термопару 13, потенциометр 14.

Пример. Обрабатывают пласт с использованием в первом случае суспензии алюминиевой пудры в углеводородной жидкости плотностью ( 800 кг/м с концентрацией алюминия С 10 мас.%. Во втором случае вместо алюминия используют магний при той же концентрации. Толщина пласта h 4 м, пластовая температура Т пл 20 С, общая теплоемкость пласта и насыщающих его флюидов С f a

2380 кДж/м . Давление нагнетания воздуха Рн 10 МПа. Необходимо провести термохимическую обработку призабойной зоны пласта в радиусе R

1 м с целью увеличения ее температуры до 150°С. Перед проведением обработки рассчитывают необходимые количества реагентов к порций воздуха. Удельный расход алюминия (магния) на 1 м продуктивной толщины пласта рассчитывают по формуле

CfcnfiVmSp м ------

100 -К

ye

где m S,

К

S8

0,2 - пористость коллектора;

0,8 - насыщенность приэабойной зоны суспензией;

1,2 - коэффициент увеличения объема обрабатываемой зоны. Удельный объем суспензии равен

.., М 100 vco ь /сп

Удельный объем 15%-ной соляной кислоты для полного реагирования алюминия (магния) рассчитывают из стехи- ометрических соотношений.

Прирост температуры за счет реакции алюминия (магния) с соляной кислоты составляет

,H Cl m KJLeIL-

515

где Н - тепловой эффект реакции.

Температура призабойной зоны пласта составляет

Т, Тт+4Т, .

Для подъема температуры в призабойной зоне пласта толщиной 1 м до 150вС за счет реакции кислорода с нефтью необходимо закачать удельный объем воздуха (на 1 м толщины пласта)

СрОЗО-Т) FR

6

Фактическое время реагирования при РЧ 10,0 МПа составляет

фдкт

С, 8

где Со 0,12 - средняя концентрация кислорода в зоне реагирования. Неф- гена сыщен но сть Srt принята равной 0,5. Средний темп закачки воздуха

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения - повышение эффективности термохимической обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) за счет более полного использования реагентов в зоне реакции, повышения теплового эффекта и уменьшения загрязнения ПЗП. В скважину закачивают суспензию алюминия (магния) (10 мас.%) в углеводородной жидкости и продавливают ее в пласт водой с расчетом, чтобы вода не попала в пласт. Воду удаляют из скважины воздухом и вводят порцию воздуха в пласт для равномерного распределения суспензии в ПЗП. Затем в пласт вводят 15-27%-ную соляную кислоту в количестве, достаточном для реакции с алюминием, и продавливают ее в пласт воздухом. Скважину задавливают водой и выдерживают для реагирования кислоты с алюминием и кислорода воздуха с нефтью. После этого в пласт закачивают 0,5-2,0%-ный раствор едкого натра в количестве, достаточном для омыления образовавшихся в пласте жирных кислот. Скважину вводят в эксплуатацию. В результате обработки величина прироста проницаемости ПЗП возрастает в 5 раз, а продолжительность эффекта в 2,6 раз. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

вээл

0,21 fe Hcrt0l

t uj

где (150 -Т,) - необходимый при- 15

рост температуры за счет реакциикисло рода воздуха с нефтью,°С;

- тепловой эффект этой реакции;

О,

0,8 - коэффициент использования кислорода|

р„ - плотность воздуха. ) и1 /з кг/м .

Общий объем воздуха, необходимый для закачки, равен

VeoSA ™ V g03A h,

Из этого объема -на долю буферной порции воздуха на 1 м продуктивной толщины приходится

T.FRVSr-fl.. .

где S - насыщенность призабойной зоны воздухом; р0 а 0,1 МПа - атмосферное давление.

Время реагирования закачанной пор- ции воздуха с нефтью от Т, до 150°С определяют из решения уравнения теплового баланса (без учета теплопо- терь)

, I exp(E/RT)JdT

t «

Оч5н нН А0Роу/С} t67462 с (46,5 ч),

где Е 69000 кДж-моль;

А-Рд 1279 кг 0 /кг-с - кинетические константы конкретной пластовой нефти (оп- ределяются экспериментально) .

Время рассчитано для условий эксперимента, сг.й РО f 0,039 МПа.

60ЭА

V SOJLI I YjE.it.

к т

5

0

0

s

0

5

0

5

5 „

Время вьщерживания скважины на реагирование D целях повышения безопасности обработки принимают

t #on OjS t „KT.

В табл. 1 приведены результаты рас чета технологических параметров процесса термохимической обработки пласта н количеств реагентов при использовании в технологии обработки алюминия или магния.

Принципиального различия в параметрах обработки скважин с использованием магния и алюминия нет. При проведении обработки с магнием уменьшается необходимый объем соляной кислоты, а скорость реагирования магния с соляной кислотой выпе, чем алюминия. Поэтому при использовании маг- кия темп нарастания температуры выше,, а доля потери тепла в реальных условиях за счет уменьшения времени реакции меньше . В результате нагрев пласта в реальных условиям будет примерно таким же, как н при использовании алюминия.

Способ испытывают на модели пласта.

В нефтеводонасыщенную модель вводят суспензию алюминиевой пудры и нагревают до пластовой температуры, которую контролируют термопарами, установленными снаружи и внутри модели. Модель соединяют с емкостью, содержащую 27%-ную соляную кислоту. Кислоту в необходимом для прохождения ее реакции с алюминием, находящимся в модели пласта, количестве подают в модель путем закачки газа (азота - при моделировании способа-прототипа или воздуха - по предлагаемому способу) в кислотную емкость при давлении 0,7 -1,0 МПа.

В табл. 2 приведено количество алюминия и кислоты, необходимое для на

грева модели пласта до заданной температуры.

Начало и окончание реакции контролируют по показаниям внутренней термопары. После прокачки азота или воздуха через модель проводят обратную прокачку нефти при постоянном перепаде давления, измеряя ее расход. В табл. 3 приведены результаты - опытов.

Для определения эффективности термощелочной обработки пласта путем закачки щелочи после окисления нефти кислородом воздуха.проводят эксперименты по определению изменения проницаемости керна на линейной модели пласта. Для этого в первом опыте нефть, находящуюся в модели пласта, окисляют в токе воздуха с расходом 30 л/ч в течение 30 мин до дости- жения температуры пласта 150°С. После этого через модель прокачивают 2%-ный раствор едкого натра, а затем осуществляют обратный поток нефти при 100 С и при постоянном перепаде давления 0,2 МПа (этап эксплуатации) В параллельном опыте прокачку щелочи и обратный поток нефти осуществляют ч идентичных условиях, но без предварительного окисления.

В табло 4 приведены результаты опыта.

Полученные результаты (табл. 4) доказывают улучшение эффекта отмыва породы пбсле закачки щелочи в модель пористой среды, насыщенной водой и высокосмолистой нефтью, с предварительным ее окислением. Температура в начале обоих опытов одинакова (100 С) и полученная в этот момент продуктив- ность также одинакова , что свидетельствует об идентичности влияния повышенной температуры. Затем, когда температура снижается до пластовой (исчезает эффект от уменьшения вязкое- ти нефти) фильтрация происходит в модели, где были генерированы ПАВ омылением окисленной нефти щелочью (кри

o

5

О

40 45

5

0

35

вая 15 на фиг. 2). За счет введения щелочи и ее взаимодействие с окисленной нефтью продуктивность пласта увеличивалась в 1,4 раза по сравнению с известным способом воздействия на пластовую нефть (кривая 16 на фиг.2). Таким образом, эффект от обработки по предлагаемому способу складывается из двух составляющих: повышения температуры и очистки от продуктов реакции. За счет более высокого нагрева модели эффект при термохимической обработке в 2,6 раза выше, чем по прототипу. При окислении нефти кислородом воздуха образуются кис- лородосодержащие соединения углеводородов, которые являются растворителями и ПАВ, а также углекислый газ, азот и водяной пар. Это создает дополнительные условия для лучшей очистки пористой среды от .нерастворимых продуктов реакции. За счет этого увеличивается проницаемость керна в 5 раз, а продолжительность эффекта - в 2,6 раза по сравнению с прототипом. .

Формула изобретения

их в пласте и извлечение продуктов реакции, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки за счет более полного использования реагентов в зоне реакции, повышения теплового эффекта процесса и уменьшения загрязнения призабойной зоны, до и после закачки соляной кислоты в призабойную зону вводят воздух.

Показатели

Максимальная температура нагрева модели, °С

Продолжительность эффекта за счет повышения температуры, мин Перепад давления, МПА Степень увеличения проницаемости модели пласта по отношению к прототипу

Т а б л и ц а 1

Таблица2

ТаблицаЗ Способ

Прототип Предлагаемый

175

26 0,3

11

1574799

//

vЈ

§

1-2

Таблица

XJ

14

Фиг.1

г,

СП3

мин.

75

5Q

01 2345 6789 10 111Z 13 14 15

Фиг. 2Времен.

А л