Состав для очистки призабойной зоны скважины Советский патент 1992 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к составам для удаления асфальтосмолопара- финовых отложений (АСПО), уплотненных частицами породы, увеличения проницаемости призабойной зоны и производительности скважин.

Известно получение солянокислотной эмульсии с дизельным топливом и нефтью.

Однако солянокислотные эмульсии растворяют забойные осадки неполностью и с низкой скоростью.

Известен состав для обработки призабойной зоны пласта, содержащий водные растворы соляной и уксусной кислот и в качестве растворителя органической части отложения пиролизную смолу.

Однако этот состав не обладает высокой активностью, особенно при растворении не органических компонентов забойного осадка.

Цель изобретения - повышение растворяющей способности состава.

Указанная цель достигается тем, что в качестве смеси кислот состав содержит соляную и плавиковую кислоты и дополнительно поверхностно-активное вещество и нефть при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Соляная кислота3,8-5,8

Плавиковая кислота1,9-2,9

Вода31,4-497

Поверхностно-активное вещество07-10

Нефть3,0-3 4

Органический растворитель Остальное Уплотнение глинистых кварцевых карбонатных и дургих твердых неорганических веществ асфальтосмолистыми отложениями значительно затрудняет растворение их в грязевой кислоте и соляная и плавиковая кислоты неспособны эффективно растворить такие осадки Эмульгирование растворов плавиковой и соляной кислот с органическим растворителем позволяет с высокой скоростью растворить как твердые неорганические вещества, так и асфальтос- молистые отложения.

В качестве органического растворителя может быть применен безводный слой голосл

Ј

вной фракции производства бутиловых спиртов (ГПБС), пиролизная смола или не- фрас Ар 120/200. Головная фракция производства бутиловых спиртов соответствует СТП-010101-403805-84 и содержит, мае. %: Масляный альдегид1-15

Дибутиловый эфир5-25

Диизобутиловый эфир7-25

Бутилизобутиловый эфир10-30

n-Пропиловый спирт1-15

н-Бутиловый спирт1-10

Изобутиловый спирт10-35

Смолы0,1-1.0

Температура начала кипения ГПБС не ниже + 40°С, конца кипения не выше +165°С, застывания ниже -60°С, самовоспламенения 400-410°С, вспышки +10°С, разложения 560°С. Плотность при 20°С 700-880 кг/м3. Вязкость при 20°С 1,4 мПа.с. при +50°С 0,6 мПа с, при -50°С 4,8 мПа.с. В воде нерастворим, в нефти растворяется неограниченно. Индивидуальные компоненты ГПБС - спирты, эфиры и альдегиды при условиях обработки призабойной зоны с другими компонентами состава и пластовой жидкостью не взаимодействуют.

Пиролизная смола получается на этиловых установках при пиролизе углеводородных газов, бензинов или их смесей. Она выпускается поТУ 38-10285-83. Пиролизная смола марки Е-3 имеет плотность 800-950 кг/м3. Температура начала кипения не ниже 35°С, конца кипения не выше320°С. Объемная фракция, перегоняющаяся до 185°С, не менее 70%, до 200°С - не менее 80%. Температура вспышки от -20°С до -5°С. В воде нерастворим, с нефтью смешивается неограниченно. Компоненты пиролизной смолы в пластовых условиях химических превращений не претерпевают.

Состав пиролизной смолы, мае. %: Изобутан1-3

н-Бутан1-5

Ди-, триметилбутан1-3

н-Пептан1-5

Изопрен1-8

Гексадиен 3-11

Циклогексан1-8

н-Гептан1-4

Бензол20-45

н-Октан1-3

Толуол15-35

Этилбензол1-6

Ортоксилол5-15

Параксилол1-8

Изопропилбензол5-12

Нефрас Ар 120/200 получают из продуктов каталитического риформинга. Показатели качества соответствуют ТУ 38101809-80. Плотность составляет более 865 кг/м3. Начало кипения не ниже 135°С, температура перегонки 90% продукта не выше 190°С. Температура вспышки в открытом тигле не ниже 30°С. Относительная летучесть по ксилолу не более 3,5. В воде нерастворим, с нефтью смешивается неограниченно. Обладает химическими свойствами ароматических углеводородов. В обычных условиях нефрас Ар 120/200 инертен, в химических

реакциях не участвует, растворяет лишь органические компоненты забойных осадков. Состав нефраса Ар 120/200, мае. %: Ксилолы35-54

Пропилбензолы25-44

Этилтолуолы15-30

Мезитилен4-11

Псевдокумол1-5

Гемимелитол1-3

Метилнафталин1-3

В качестве поверхностно-активных веществ могут быть использованы неонол АФ 9-10, ОП-4, ОП-10илиТ л/ееп-21. Неонол АФ 9-10 представляет собой оксиэтилирован- ный моноалкилфенол на основе тримеров

пропилена с числом атомов углерода в ал- кильном радикале 9 и усредненным числом молей окиси этилена, присоединенной к молю алкилфенола 10. Неонол АФ 9-10 растворяется в воде, органическом растворителе и

в нефти. Температура застывания 6-10°С. Плотность при 50°С 1040-1046 кг/м3. Неонол АФ 9-10 выпускается по ТУ 38-103625- 87.

Поверхностно-активные вещества ОП4, ОП-10 являются смесью полиэтиленгли- колевых эфиров моно- и диалкилфенолов, получают их алкилированием смеси алкилфенолов окисью этилена при молярном соотношении реагентов 1:3-4 и 1:10-12. Они

выпускаются в соответствии с ТУ 12010.268- 63 и ГОСТ 8433-81.

Поверхностно-активное вещество марки Tween-21 представляет собой оксиэтили- рованный монолаурат сорбитана. Его

получают присоединением окиси этилена к моноэфиру сорбитана и жирной кислоты при 130-140°С в присутствии метилата натрия в качестве катализатора. Общее количество окиси этилена в молекуле образующегося полимера равно 21. Гидрофиль- но-липофильный баланс (ГЛБ) Tween-21 составляет 13,3 единиц. Индекс полярности 111,5. Критическая концентрация мицелло- образования (ККМ) 106 мкмоль/л. Молекулярная масса мицеллы 160000. Удельное поверхностное сопротивление при концентрации 0,1% составляет 1080 107 Ом, при 1 % - 1130 - 107 Ом. Взаимодействие Tween- 21 с химическими реагентами заключается

в дисперсионном взаимодействии, координации, с концевыми функциональными группами. В кислотах, щелочах и отбеливателях стабилен, в химические реакции не вступает,

Использованы сырые нефти Туймазин- ского, Сергеевского и Арланского месторождений, подготовленные для перекачивания.

Испытуемые забойные осадки скважин состоят из 40-49% органических, 18-22% неорганических компонентов и 31-37% воды (табл. 1). По ионному составу водная фаза забойных осадков близка к сточной воде (табл. 2). Плотность осадков составляет 1088-1089 кг/м3. Содержание асфальтенов и смол в органической части осадка колеблется в пределах 14-18%, содержание парафина не превышает 4% (табл. 3).

Растворимость неорганических компонентов в известных и предлагаемых составах-определяют по массовой доле нерастворившегося осадка.

На 1 г исходного осадка в полиэтиленовом стакане заливают 60 г свежеприготовленной эмульсии и перемешивают через каждые 15 мин. По истечении 1 ч реакционную смесь промывают петролейным эфиром, хлороформом, ацетоном и дистиллированной водой, твердый осадок центрифугируют, фильтруют на бумажном фильтре, сушат и определяют массу. Неорганические компоненты забойных осадков подвергают анализу по определению содержания минералов до и после обработки (табл. 4).

Пример 1. В полиэтиленовый стакан отвешивают 1,0 г осадка. В другом стакане готовят эмульсию из 1,8 (3,0%) нефти, 0,6 г (1,0%) неонола, 28,8 г (48,0%) головной фракции производства бутиловых спиртов и 28,8 г (48,0%) грязевой кислоты. Грязевую кислоту - смесь 5,0% плавиковой и 10% соляной кислот - готовят растворением бифторида аммония в соляной кислоте. Смесь перемешивают в течение 15 мин при скорости 300 об/мин. Полученную эмульсию наливают в стакан с осадком, перемешивают полиэтиленовой палочкой в течение 2-3 мин через каждые 15 мин. После 1 ч взаимодействия осадка с эмульсией реакционную массу разбавляют петролейным эфиром, центрифугируют, осветленный раствор сливают. Промывку повторяют последовательно хлороформом, ацетоном и дистиллированной водой до нейтральной среды. Нерастворенный осадок количественно переносят на бумажный фильтр и сушат при 90-95°С до постоянной массы. По

массе исходной и остаточной твердой фаз определяют долю растворения.

Испытание растворимости органических компонентов осадка в известных и

предлагаемых составах проведены методом стержней: нагретую пробу отложения наносят на стальной стержень диаметром 1 см, высота слоя 5 см, масса 1 г; пробу охлаждают до комнатной температуры и опускают в

0 цилиндр с 25 мл испытуемого состава и определяют продолжительность полного разрушения осадка.

Пример 2. В фарфоровом тигле расплавляют пробу осадка. Металлический

5 стержень диаметром 1 см опускают на 5 см в расплавленный осадок, добиваясь массы осадка в 1 г. Пробу охлаждают до комнатной температуры и опускают в полиэтиленовый цилиндр с 25 мл испытуемого состава. Рас0 творение проводили без перемешивания. Время с момента опускания стержня в испытуемый состав до его полного освобождения от осадка принимают за продолжительность растворения.

5 Результаты опытов приведены в табл. 5. Устойчивость испытуемых эмульсий проверяют в широком диапазоне концентраций ПАВ и нефти. Для обработки осадков используют эмульсии с концентрацией ПАВ

0 0,7-1,0% и нефти 3,0-3,5%, устойчивые в течение более 3 ч (табл. 5).

Обработка проб забойных осадков кислотной эмульсией показала, что с увеличением массовой доли плавиковой и соляной

5 кислот возрастает доля растворения неорганических компонентов. При концентрации плавиковой кислоты 1,9% и соляной кислоты 3,8% доля растворения неорганических компонентов осадка № 1 составляет

0 31 %. Увеличение их концентрации до 2,9 и 5,8% доля растворения достигает 41 %. Для осадка № 2 доля растворения увеличивается с 19 до 32%.

Предлагаемая кислотная эмульсия рас5 творяет неорганические компоненты в 1,7- 3.7 раза больше, чем состав по прототипу (оп. 11, 12, 19,20). Дальнейшее увеличение доля кислотного раствора в эмульсии снижает устойчивость эмульсии. При общей

0 концентрации плавиковой и соляной кислот и воды 60% раствор не эмульгируется.

Растворимость органических компонентов осадка в кислотной эмульсии несколько превышает растворимость осадка в

5 известном составе. С увеличением доли органического растворителя в эмульсии продолжительность рзстворения сокращается. При концентрации 36,7% головной фракции производства бутиловых спиртов в кислотной эмульсии осадок IM 1 по методу стержней растворяется за 49 мин, увеличение доли головной фракции до 58,8% обеспечивает сокращение продолжительности растворения до 39 мин. При применении пиролизной смолы, нефраса Ар 120/200 в качестве органического растворителя получены результаты, близкие к результатам опытов с головной фракцией Продолжительность растворения в кислотных эмульсиях сокращается в 1,1-1,8 раза.

Предлагаемый состав для очистки при- забойной зоны скважин позволяет совместить кислотную обработку и обработку с органическим растворителем, в 2 раза сокращается продолжительность обработки, уменьшается количество используемых автоцистерн и насосных агрегатов; увеличивается межочистной период скважин в 2,0-2,5 раза за счет растворения твердых компонентов забойных осадков, не требуется спе- циального оборудования, технология осуществляется с помощью стандартных агрегатов; продукты реакции утилизируются с

добываемой продукцией без дополнительной обработки или могут быть использованы для регулирования проницаемости коллектора. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Состав для очистки призабойной зоны скважины, содержащий органический растворитель, смесь кислот и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения растворяющей способности состава, в качестве смеси кисло г он содержит соляную и плавиковую кислоты и дополнительно - поверхностно-активное вещество и нефть при следующем соотношении ингредиентов, мае. %:

Соляная кислота3,8-5,8

Плавиковая кислота1,9-2,9

Вода31.4-49,7

Поверхностно-активное вещество0,7-1,0

Нефть3,0-3,4

Органический растворительОстальное

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Состав содержит (мае %) 3,8-5,8 соляной кислоты, 1,9-2,9 плавиковой кислоты, 31,4-49,7 воды, 0,7-1,0 поверхностно-активного вещества, 3,0-3,4 нефти, органический растворитель остальное. Состав готовят перемешиванием нефти, углеводородного растворителя, поверхностно-активного вещества и смеси кислот в течение 1Ь мин. 5 табл

Состав забойных осадков

Степень минерализации и ионный состав вод, выделенных из забойных осадков

Содержание асфальтенов, смол и парафинов в органической

части проб

Не анализируют

25

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Минералогический состав твердых неорганических компонентов осадков до и после обработки

Масса неорганических компонентов осадков после обработки принимается за 100 %

Устойчивое и активность кислотных эмульсий при растворении заборных осадков

Таблица 4

Таблица