Способ кислотной обработки призабойной зоны обводненного нефтяного пласта Советский патент 1991 года по МПК E21B43/27 E21B43/22 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии кислотной обработки призабойной зоны обводненного нефтяного пласта, и может быть использовано при добыче обводненной нефти из неоднородных по проницаемости продуктивных коллекторов на поздней стадии их разработки.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки обводненного пласта за счет полной закупорки обводненных каналов пласта.

По способу кислотной обработки призабойной зоны обводненного нефтяного пласта, включающему последовательную закачку в пласт водоизолирующей эмульсии

и кислотного раствора, перед нагнетанием водоизолирующей эмульсии в пласт закачивают коагулянт эмульсии, после чего в качестве водоизолирующей эмульсии в пласт нагнетают прямую эмульсию на основе пека таллового масла, при этом закачку эмульсии и кислотного раствора в призабойную зону пласта производят с одновременным воздействием на них звуковыми колебаниями в диапазоне частот 0,3-20 кГц. В качестве коагулянта водоизолирующей эмульсии используют водные растворы соляной кислоты или хлоридов двухвалентных металлов с концентрацией не менее 3%. В качестве водоизолирующей эмульсии используют эмульсию, содержащую пек таллового масла, нефтепродукт, щелочной агент

и пресную воду при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Пек галлового масла 20-30 Нефтепродукт20-30

Щелочной агент0,75-1,50

Пресная водаОстальное

При обработке призабойной зоны нефтяного пласта по способу полностью изолируются водоизолирующей эмульсией водонасыщенные интервалы пласта, предварительно насыщенные водными растворами соляной кислоты или хлоридами двухвалентных металлов, что позволяет направить поток последующего кислотного раствора в нефтенасыщенные толщины, ранее не подключенные в разработку. Это повышает охват пласта кислотным воздействием и стимулирует работу добывающих скважин.

При осуществлении способа полная изоляция водонасыщенных интервалов пласта достигается благодаря свойствам водоизолирующей эмульсии на основе пека таллового масла. Эти свойства проявляются благодаря следующему.

При прибавлении водных растворов щелочных агентов к углеводородному раствору пека таллового масла происходит, по-видимому, образование щелочных мыл высших органических кислот, входящих в состав эмульсии как в свободном виде, так и в виде сложных эфиров, а также происходит снижение межфазного натяжения до сотых долей мН/м и образование прямой (гидрофильной) водоизолирующей эмульсии без интенсивного перемешивания. В составе этой эмульсии щелочные мыла выполняют функции эмульгаторов, а неомыляемые компоненты и нефтепродукт являются дисперсной (внутренней)фазой. Гидрофильность и дисперсный состав данной эмульсии обеспечивает ее преимущественное проникновение при закачке в пласт в наиболее проницаемые водонасыщенные интервалы. При контакте этой эмульсии с пластовой минерализованной водой, водными растворами предварительно закаченных в пласт коагулянтов или кислотным раствором, заканчивающимся после эмульсии для обработки призабойной зоны пласта, происходит ее полное обращение в обратную эмульсию при наличии гидроакустического воздействия. В обратной эмульсии внешней средой находятся следующие вещества: нефтепродукты, неомыляемые компоненты пека таллового масла, а также образующиеся металлические мыла высших органических кислот или исходные органические кислоты (при воздействии раствором соляной кислоты), а внутренней фазой - водные

растворы коагулянтов. Металлические мыла высших органических кислот или сами кислоты выполняют функции эмульгаторов обратной эмульсии и ее структурообразователей. Структурно-реологические свойства данной эмульсии возрастают при увеличении концентрации исходного пека таллового масла и объемного содержания водной фазы. Наличие большого числа не0 предельных связей в молекулах высших органических кислот пека таллового масла, а также неомыляемых компонентов (смол) обеспечивает, по-видимому, высокую степень адгезии эмульсии к поверхности гор5 ных пород.

Использование гидроакустического/ воздействия при закачке прямой водоизолирующей эмульсии и ее нахождении в каналах пласта обеспечивает полное

0 обращение фаз, включение в состав образующейся обратной эмульсии большого количества водного раствора коагулянта и пластовой воды, в том числе пленочной, а также усиливает адгезию эмульсии к повер5 хности горных пород.

Способ кислотной обработки призабойной зоны обводненного нефтяного пласта отличается нагнетанием в пласт в качестве водоизолирующей эмульсии прямой эмуль0 сии на основе пека таллового масла следующего компонентного состава, мас.%: Пек таллового масла 20-30 Нефтепродукт20-30

Щелочной агент0,75-1,5

5 Пресная водаОстальное,

которая благодаря своей природе избирательно фильтруется в обводненные каналы пласта и при контакте ее с водяными растворами соляной кислоты или хлоридами двух-.

0 валентных металлов концентрацией не менее 3% и при воздействии на нее звуковыми колебаниями в диапазоне частот 0,3 - 20 кГц полностью обращается в обратную эмульсию с поглощением избыточного коли5 чества водяной фазы с приобретением вы- . сокой адгезии к поверхности горных пород. Благодаря полной изоляции обводненных каналов пласта обеспечивается последующая фильтрация кислотного раствора иск0 лючительно в менее проницаемые, ранее не подключенные в разработку толщины пласта, в результате чего повышается эффективность кислотной обработки.

Обработка призабойной зоны нефтяно5 го пласта по данному способу позволяет полностью избирательно изолировать водонасыщенные интервалы, содержащие минерализованную пластовую воду плотностью не менее 1030 кг/м3 или предварительно насыщенные водными растворами соляной кислоты

или хлоридами двухвалентных металлов, и направить поток кислотного раствора в нефтенасыщенные толщины, ранее не подключенные в разработку. Это повышает охват пласта кислотным воздействием и стимулирует работу добывающих скважин. Полная изоляция каналов обводнения и высокая степень адгезии образующейся обратной эмульсии в этих каналах к поверхности горных пород способствуют снижению обводненности продукции скважин и охвату нефтенасыщенных толщин пласта заводнением со стороны нагнетательных скважин.

Закачиваямая за водоизолирующей прямой эмульсией порция кислотного раствора при гидроакустическом воздействии также вызывает объемное обращение фаз эмульсии на выходе из пласта в скважину и усиливает эффект изоляции водоносных интервалов.

В нефтенасыщенную часть пласта прямая эмульсия ввиду своей гидрофильное™ практически не фильтруется.

П р и м е р 1. Выбрана скважина, продуцирующая нефть из карбонатного коллектора в отложениях турнейского яруса нижнего карбона, с интервалом перфорации 1607- 1610 м и 1613-1618 м. Скважина пущена в эксплуатацию в 1984 году с обводненностью 12% и дебитом нефти 6 т/сут. К 01.01.90 обводненность достигла 10.0% Плотность пластовой воды равна 1170 кг/м , концентрация хлоридов кальция и магния в ней составляет 7,4%, т.е. пластовая вода является коагулянтом для водоизолирующей эмульсии. Как следует из результатов геофизических исследований, поступление воды возможно из двух интервалов пластов на глубинах 1609-ШО м и 1617-1618 м. Общий объем используемой водоизолирующей эмульсии составляет 8 м , в том числе ингибитор коррозии Тарин -4 м , 2%-ный раствор гидроокиси натрия в пресной воде- 4м3.

В соответствии с планом работ в скважину, заглушенную пластовой водой, опускают НКТ с пакером, хвостовиком и генератором волн давления (ГВД) вихревого типа на конце хвостовика. Длина хвостовика 50 м. ГВД устанавливают на глубине 1609 м. Диаметр тангенциальных отверстий ГВД равен 5 мм.

Для получения водоизолирующей эмульсии на растворном узле или непосредственно на скважине 4 м Тарина диспергируют в 4 м 2%-ного раствора гидроксида натрия с помощью струйного смесителя и цементировочного агрегата ЦА-320М или путем круговой циркуляции смеси их технологической емкости через насос агрегата ЦА-320М. При этом предварительно 80 кг гидроокиси натрия растворяют в 3,9 м3 пресной воды в мернике цементировочного агрегата ЦА-320М, чтобы получить 2%-ный раствор гидроокиси натрия. Одновременно на скважину кислотовозами Азинмаш-ЗОА завозят 12 м3 соляной кислоты ингибиро- ванной 12%-ной концентрации и 0,4 м3 пресной воды (в бочках).

Нагнетание реагентов в скважину производят в следующей последовательности: цементировочным агрегатом ЦА-320М на 2%-й скорости закачивают 0,2 м3 пресной

воды, следом -8м водоизолирующей эмульсии и 0,2 м3 пресной воды, после чего кислотовозом Азинмаш-ЗОА на 2%-й скорости закачивают 12 м3 соляной кислоты 12%- ной концентрации и продавливают в пласт

пластовой водой объемом 5,2 м3. При этом режиме закачки основная частота излучения генератора волн давления равна 1 кГц. П р и м е р 2. Выбрана нагнетательная скважина, через которую под давлением

13 МПз на устье производится нагнетание пресной воды для поддержания пластового давления в залежи нефти в отложениях башкирского яруса. Интервал перфорации находится на глубине 1090-1108 м. Интервалы

приемистости находятся на глубинах 1098- 1100,1105-1106 и 1107-1108 м с приемистостью 20, 90 и 30 м3/сут соответственно. Для изменения профиля приемистости и вовлечения в разработку верхних пропластков

следует провести солянокислотную обработку по следующей технологии. Заглушают скважину водой плотностью 1170 кг/м3 или раствором хлористого кальция плотностью 1200 кг/м . Поднимают подземное оборудо40

вание и спускают

НКТ 2

с пакером,хвосто0

5

виком длиной 50 м и ГВД вихревого типа, диаметр тангенциальных отверстий которого равен 5 мм. ГВД устанавливают на глубине 1102 м. Объем водоизолирующей эмульсии составит 12м, которая готовится на растворном узле УПНП и КРС или порциями непосредственно на скважине с приме- нением цементировочного агрегата ЦА-320М, струйного смесителя, технологической емкости и паровой передвижной установки (ППУ). Для этого 3 т пека таллового масла подогревают на ППУ до 80°С и смешивают в мернике цементировочного агрегата с 3 т дизельного топлива циркуляцией через насос цементировочного агрегата в течение 10-15 мин, после чего раствор сливают в технологическую емкость. Потом в мерник цементировочного агрегата набирают 5,5 м пресной воды и в ней растворяют

120 кг гидроокиси натрия, после чего в полученном растворе диспергируют ранее приготовленный раствор пека таллового масла в дизтопливе с применением струйного смесителя или циркуляцией через насос цементировочного агрегата ЦА-320М.

Нагнетание водоизолирующей эмульсии и ингибированной соляной кислоты 12%-ной концентрации производят в следующем порядке. Цементировочным агрегатом ЦА-320М на 2-й скорости нагнетают в НКТ 0,2 м3 пресной воды из водовоза, 12 м3 водоизолирующей эмульсии, снова 0,2 м пресной воды. Затем кислотовозом Азин- маш-ЗОА производят нагнетание в НКТ 18м3 ингибированной соляной кислоты 12%-ной концентрации и продавливают в пласт водой в объеме 3,5 м . Через 3 ч пакер срывают, производят прямую промывку скважины. Потом снова устанавливают пакер и скважину пускают под закачку. При осуществлении способа основная частота излучения генератора волн давления равна 1 кГц.

Закачка кислоты совместно со звуковым воздействием приводит к увеличению глубины проникновения кислотного раствора в пласт, поскольку глубина проникновения жидкости в пласт определяется как слагаемым, пропорциональным перепаду давления, так и слагаемым, определяемым работой перистальтического насоса. Звуковое поле воздействия на пласт приводит к возбуждению осесимметричных колебаний стенок поровых каналов. Эти колебания имеют вид бегущих синусоидальных волн. Эти колебания стенок поровых каналов вызывают дополнительный, наряду с градиентом закачки, перенос внутрипоровой жидкости в направлении движения волн. Причем эффективность этого переноса тем больше, чем больше амплитуда колебаний стенок поровых каналов. Отсюда следует, чем больше глубина проникновения звуковой волны, тем сильнее и дольше действует перистальтический насос.

Глубина проникновения звуковой волны в пласт обратно пропорциональна частоте излучения f генератора. Так для случая, когда закачиваемая жидкость имеет вязкость 40 сП. а пласт имеет проницаемость 10 Д и пористость 10%, для глубины проникновения (I) звуковых волн в пласт в зависимости от частоты излучения имеют следующие соотношения:

I 0,49 м при f 0,30 кГц I 0,27 м при f 1 кГц I 0,08м при f 10 кГц 1 0,06м при f 20 кГц.

Из этих данных видно, что чем меньше частота звуковых волн, тем эффективнее работает перистальтический насос и жидкость, в данном случае кислота, заполняет капилляры на большую глубину. В случае отсутствия звука глубина проникновения жидкости определяется лишь перепадом давления между забойным и пластовым давлениями.

Формула изобретения

1. Способ кислотной обработки приза- бойной зоны обводненного нефтяного пласта, включающий последовательную закачку в пласт водоизолирующей эмульсии

и кислотного раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности обработки обводненного пласта за счет полной закупорки обводненных каналов пласта, перед нагнетанием водоизолирующей

эмульсии в пласт закачивают коагулянт эмульсии, а в качестве водоизолирующей эмульсии используют прямую эмульсию на основе пека таллового масла, содержащую пек таллового масла, нефтепродукт, щелочной агент и пресную воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Пек таллового масла 20-30 Нефтепродукт20-30

Щелочной агент0,75-1,50

Пресная водаОстальное,

при этом при закачке водоизолирующей эмульсии и кислотного раствора на них воздействуют звуковыми колебаниями в диапазоне частот 0,3-20 кГц.

2. Способ поп.1,отяичающийся тем, что в качестве коагулянта водоизолирующей эмульсии на основе пека таллового масла используют водные растворы соляной кислоты или хлоридов двухвалентных

металлов с концентрацией не менее 3%

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к технологии кислотной обработки призабойной зоны обводненного нефтяного-пласта, и может быть использовано при добыче обводненной нефти из неоднородных по проницаемости продуктивных коллекторов на поздней стадии разработки. Цель изобретения - повышение эффективности разработки обводненного пласта за счет полной закупорки обводненных каналов пласта. В пласт последовательно закачивают коагулянт эмульсии (можно водные растворы соляной кислоты или хлоридов двухвалентных металлов концентрации не менее 3%), прямую эмульсию на основе пека таллового масла, содержащую пек таллового масла