Способ термохимической обработки пласта Советский патент 1993 года по МПК E21B43/27 E21B43/24 

Известно также техническое решение (Способ термохимической обработки приза- бойной зоны пласта), согласно которому термическое воздействие на пласт осуществляют с использованием тепла, получаемого в пласте при окислительных реакциях алюминия (или магния) с соляной кислотой, а углеводородов с воздухом, причем указанные компоненты вводят в пласт последовательно в виде оторочек, в качестве буфера между оторочками-суспензией алюминия (магния) и соляной кислотой используют воздух; порция воздуха заканчивается также для продавки в пласт соляной кислоты.

Недостатком данной технологии является то, что в трещинах и высокопроницаемых пропластках смешивание суспензии алюминия (магния) с соляной кислотой будет недостаточно эффективным, вследствие чего использоваться реагенты (алюминий, магний, соляная кислота) будут не полностью. Кроме того, возможен прорыв воздуха, нагнетаемого между оторочками реагентов (суспензией и раствором соляной кислоты) за пределы обрабатываемой зоны, и как следствие - не полное использование кислорода воздуха в пределах обрабатываемой зоны пласта, поэтому существует опасность прорыва воздуха и образования взрывоопасной смеси газов в соседних добывающих скважинах.

Целью изобретения является более полное использование кислорода, исключение прорыва воздуха за пределы обрабатываемой зоны пласта и повышение эффективности процесса за счет активизации окислительных процессов в трещинах и высокопроницаемых пропластках.

Поставленная цель достигается тем, что подачу воздуха в пласт осуществляют путем аэрации раствора соляной кислоты при периодическом смешивании в стволе скважины подаваемого с поверхности аэрированного раствора соляной кислоты с жидкими углеводородами или суспензией алюминия (магния), причем степень аэрации раствора соляной кислоты увеличивают по мере увеличения объема закачанного в пласт солянокислотного раствора до состояния перехода на чистый воздух.

Существенным отличием данного способа является то, что воздух вводят в пласт вместе с раствором соляной кислоты с постепенным доведением степени аэрации до перехода на чистый воздух. За счет этого улучшаются условия окисления углеводородов и полнее используется кислород воздуха, т.к. при подаче в пласт вслед за оторочкой суспензии алюминия (или магния) оторочки, содержащей одновременно

воздухи соляную кислоту(аэрированный со- лянокислотный раствор), кислород будет присутствовать в том же объекте породы, в котором происходит реакция алюминия (или

магния) с соляной кислотой, сопровождающаяся выделением тепла и повышением температуры; при этом благодаря отмеченному повышению температуры в этом объеме породы ускоряется реакция окисления

углеводородов (а также выделившегося водорода) кислородом, содержащимся в аэрированном солянокислотном растворе.

Положительным моментом при подаче аэрированного раствора соляной кислоты является и то, что подвижность пузырьков воздуха, поступившего вместе с раствором соляной кислот в трещины или поры высоко- проницаемых пропластков - намного ниже, чем подвижность воздуха, поступившего в пласт в виде воздушной оторочки (как в прототипе), поэтому применение предлагаемой технологии позволяет предотвратить прорывы воздуха за пределы обрабатываемой зоны, что существенно, особенно для трещиноватых и неоднородных по проницаемости пластов. Прорывы воздуха за пределы обрабатываемой зоны наиболее опасны в начальный момент осуществления процесса, когда температура в пределах обрабатываемой зоны еще не возросла до значения, необходимого для протекания окислительных реакций кислорода воздуха с углеводородами. Поэтому в начальный момент подается в пласт раствор соляной кислоты с минимальным содержанием воздуха, и постепенно, по мере возрастания объема закачанного раствора соляной кислоты, а следовательно, и увеличения температуры в обрабатываемой зоне, увеличивают степень аэрации солянокислотного раствора по переходу на чистый воздух. Поступление по затрубному пространству скважины суспензии алюминия (магния) в углеводородной жидкости и перемешивание ее с аэрированной соляной кислотой позболяет повысить температуру подаваемой в трещины смеси (за счет реагирования алюминия или магния с соляной кислотой и кислорода с углеводородами); при периодической подаче в пласт полученной смеси в трещинах и высокопроницаемых пропластках образуются пробки из горячих продуктов окислительных реакций, полученных при смешении аэрированного раствора соляной кислоты с суспен5 зией алюминия (или магния); свободный кислород в этих пробках будет расходован на окисление углеводородов. Если начнется прорыв воздуха через горячие пробки, то содержащийся в нем кислород будет расходован на дополнительное окисление углево5

0

5

0

5

0

5

0

дородов, т.е. в результате периодического смешивания их аэрированного раствора соляной кислоты с суспензией алюминия или магния предотвращается прорыв кислорода за пределы обрабатываемой зоны, что отвечает поставленной в изобретении цели.

При применении для смешивания закачиваемых реагентов скважинного эжектора- смесителя, аэрированный раствор соляной кислоты предлагается подавать по колонне НКТ на сопло эжектора-смесителя, а углеводородную жидкость или суспензию алюминия (магния) - по затрубному пространству скважины, соединенному каналом с низко- напорной камерой эжектора-смесителя. Такое решение обосновано тем, что для смешения необходимо, чтобы на входе в сопло эжектора-смесителя давление было выше, чем в низконапорной камере; это обеспечивается при подаче раствора соляной кислоты по НКТ, т.е. в них возможно создавать давление более высокое, чем в затрубном пространстве скважины, обычно лимитируемое прочностью труб обсадной колонны,

На фиг. 1, 2 представлены схемы реализации предлагаемого способа термохимической обработки пласта.

П.р и.м е р 1. В скважину 1 спускают колонну лифтовых труб 2 и устанавливают ее башмак у подошвы обрабатываемого пласта 3. При помощи отводов 4 и 5 к скважине присоединяют насосные-агрегаты б и 7. К линии от насосного агрегата 6 через смесительное устройство 8 присоединяют трубопроводом 9 воздушный компрессор 10. Устанавливают емкости для нефти 11, воды 12 и раствора соляной кислоты 13 и обязывают их с насосными агрегатами 6 и 7. На выкидах из насосных агрегатов и воздушного компрессора устанавливают обратные клапаны 14, а на устье скважины манометры 15. Доставляют к месту работ емкость 16 с алюминиевой пудрой. Приготовление суспензии алюминия в углеводородной жидкости осуществляют путем перемешивания данных компонентов в бункере насосного агрегата 7, Закачивают насосным агрегатом 7 в пласт по затрубному пространству расчетный объем суспензии алюминия на основе углеводородной жидкости, после чего по колонне лифтовых труб насосным агрегатом б закачивают в пласт буферный обьем воды и аэрированный раствор соляной кислоты, приготовляемый в смесительном устройстве 8, при этом степень аэрации по мере увеличения объема закачки изменением расхода воздуха от компрессора 10 увеличивают от 0 до перехода на чистый воздух. При одновременной

подаче суспензии алюминия - по затрубному пространству, и аэрированной соляной кислоты - по колонне лифтовых труб, на забое скважины эти потоки перемешиваются, причем поступивший на забой воздух, поднимаясь вдоль интервала перфорации, будет увлекать вверх капли соляной кислоты, интервала перфорации, будет увлекать вверх капли соляной кислоты, за счет чего

0 улучшатся условия ее смешения с оседающими по затрубному пространству частицами алюминия. В процессе закачки аэриреванной кислоты периодически в за- трубное пространство скважины вводят уг5 леводородную жидкость и суспензию алюминия на основе этой жидкости и подают образующуюся после смешения реагентов в скважине двух (или трех-) фазную смесь в пласт,

0 П р и м е р 2. Спускают в скважину до кровли продуктивного пласта пакер 16 и устанавливают над ним скважйнный эжектор- смеситель 17, имеющий гидравлическую связь (в обход пакера) затрубного надпакер5 ного пространства с подпакерным интервалом ствола скважины. Готовится суспензия из порошка алюминия (или магния) в углеводородной жидкости. Подключаются насосные агрегаты. 6 и 7 - один к эатрубному

0 пространству, второй - к внутренней полости колонны лифтовых труб, к этой же линии через смесительное устройство 8 подключается воздушный компрессор 10. Закачивают в пласт по затрубному пространству расчет5 ный объем суспензии алюминия (или магния) на основе углеводородной жидкости. Затем по колонне НКТ закачивают буферный объем воды и раствор соляной кислоты, смешанный с воздухом, при этом степень

0 аэрации по мере увеличения объема закачки увеличивает от 0 до перехода на чистый воздух. В процессе закачки аэрированной кислоты периодически в затрубное пространство скважины вводят углеводо5 родную жидкость или суспензию алюминия (или магния) на основе углеводородной жидкости, и подают образующуюся в скважин- ном эжекторе-смесителе смесь в пласт. После закачки расчетных объемов всех ком0 понентов, скважину заполняют водой и закрывают для завершения химических реакций и термопропитки породы. Через 3-5 суток скважину осваивают и вводят в эксплуатацию, при этом следят за содержа5 нием кислорода в попутном газе.

Последовательность расположения оторочек закачиваемых в пласт компонентов (фиг. 1 и 2) здесь:

I - суспензия алюминия в углеводородной жидкости;

II - вода;

III - аэрированная соляная кислота; IY-воздух;

Y - аэрированная углеводородная жидкость;

YI - смесь суспензии алюминия в углеводородной жидкости с аэрированной соляной кислотой;

А - пузырьки воздуха; В - частицы алюминия. В процессе продвижения по пласту на определенном расстоянии от скважины оторочка III (соляная кислота) проникает через оторочку И (вода) и смешивается с оторочкой I (суспензия алюминия в углеводородной жидкости), вследствие чего на расчетном удалении от скважины начнутся окислительные экзотермические реакции алюминия с соляной кислотой и кислорода воздуха с углеводородами. Окислительные реакции с выделением тепла будут иметь место также в оторочках IY, Y, YI. После закачки в пласт расчетных объемов всех компонентов, скважину заполняют водой и закрывают для завершения химических реакций и термопропитки породы. Через 3-5 суток скважину осваивают и вводят в эксплуатацию.

Конкретный пример выполнения способа.Исходные данные: глубина кровли

пласта650 м; толщина обрабатываемого интервала, 3,0м; начальное пластовое давление, 6,5 МПа; текущее пластовое давление, 6,0 МПа; пластовая температу- ра То 25°С(298К пористость пласта, 0,12; нефтенасыщенность, 0,65; фодонасыщенность, 0,35: проницаемость 80-10 мкм2; плотность нефти 869 кг/м3; вязкость нефти:

ft 8,2 мПа -с, при Т 25°С, ji 4 мПа -с, при Т 50°С, /| 2,, приТ 70°С. Коэффициент продуктивности скважины в начальный период эксплуатации 0,47Т/сут МПа, текущий коэффициент продуктивности скважины 0.2 -Т/сут.МПа. рабочая депрессия на пласт 5 МПа. Внутренний диаметр скважины 150 мм. диаметр лифтовых труб 62 мм.

Применяемое оборудование для воздействия на пласт; компрессорная установка КПУ-16/250 (или СД-9/101). установка насосная АКПП-500.

Воздействие на пласт осуществляется по следующей технологии.

Готовятся суспензия алюминия и раствор соляной кислоты. Концентрация алюминия в суспензии принята равной 15 мас.%, а концентрация раствора соляной кислоты 20 мае. %. Должно быть приготовле- но 6000 кг суспензии/содержащей 900 кг алюминия и 5100 кг легкой нефти, а также 24000 кг кислотного раствора, содержащего 4800 кг соляной кислоты (в пересчете на 100%). При указанной выше концентрации реагентов и подаче потоков суспензии и кислотного раствора при соотношении массовых расходов 1:4, при смешении может быть получена температура продуктов реакции, равная 180°С. Воздействие на пласт осуществляется по следующей технологии: закачивают в затрубное пространство 1000 кг суспензии и продавливают в пласт легкой нефтью; затем закрывают задвижку на за- трубном пространстве и подают в НКТ 1м3 воды и аэрированную соляную кислоту в количестве 4000 кг, увеличивая степень аэрации от 0 до перехода на чистый воздух. После Этого в затрубное пространство скважины закачивают суспензию алюминия, в количестве 2000 кг, вытесняя нефть в пласт через эжектор-смеситель, продолжая подавать в него по НКТ воздух. Суспензию алюминия продавливают нефтью, после подхода суспензий к эжектору-смесителю подают в НКТ аэрированный раствор соляной кислоты, продолжая закачку в затрубное пространство нефти, обеспечивают процесс смешения суспензии алюминия с аэрированной кислотой; при этом соотношение скоростей подачи суспензии по затрубному пространству на эжектор-смеситель и раствора соляной кислоты в НКТ должно быть 1:4. При таком соотношении расходов в результате экзотермической реакции температура смеси (после завершения реакции алюминия и соляной кислоты будет равна 180°С, что достаточно для протекания реакции низкотемпературного окисления углеводородов нефти кислородом. Затем продавливают в пласт 1000 кг суспензии на основе алюминия и легкой нефти без подачи раствора соляной

кислоты на НКТ, а затем подают в пласт 4000 кг аэрированного раствора соляной кислоты, постепенно увеличивая степень аэрации до перехода на чистый воздух. Оставшуюся суспензию, в количестве 2000 кг подают в затрубное пространство и вытесняют нефтью при одновременной подаче по НКТ аэрированного раствора соляной кислоты в количестве 8000 кг, увеличивая степень аэрации до перехода на чистый воздух в конце вытеснения суспензии из затрубно- го пространства скважины через эжектор- смеситель; скорость вытеснения суспензии из затрубного пространства и скорость подачи соляной кислоты должны поддерживаться при соотношении 1: 4. Общее количество закачанного воздуха на всех этапах обработки должно составить 8000 м3. Продолжительность выдержки скважины на термопропитку 72 ч. Согласно расчетам, после завершения окислительных процессов температура в трещинах в радиусе 6 м увеличится с 25 до 130 °С, а после перераспределения температуры по объему среднее значение температуры породы в интервале (по толщине) 3 м станет равным 70°С.

Вследствие этого в зоне обработки в радиусе 6 м будет снижена вязкость нефти, расплавятся твердые углеводороды (смолы.

парафины), закупоривающие трещины, что позволит улучшить фильтрационную характеристику прискважинной зоны пласта. Кроме того будут приобщены в разработку

недренированные интервалы разреза, повысится коэффициент нефтеизвлечения.

Прогноз изменения дебита скважины во времени после воздействия на пласт и количество дополнительно добытой нефти представлены в таблице.

Затраты материалов на одну скважино- обработку: алюминиевая пудра 0,900 т, со- ляная-кислота (20% мае,) - 24 т, нефть - 15 т, вода - 20 т, сжатый воздух (Р 10 МПа) бтыс.м3.

Предлагаемая технология, как видно из описания, может быть осуществлена с использованием обычно имеющихся на нефте- добывающих предприятиях оборудования и материалов.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к методам повышения продуктивности скважин и нефтеотдачи пласта. Цель - более полное использование кислорода, исключение прорыва воздуха за пределы обрабатываемой Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, в частности к методам повышения продуктивности скважин и нефтеотдачи пласта. Известно техническое решение (Способ обработки призабойной зоны скважины), согласно которому с целью повышения эффективности процесса обработки путем глубокого прогрева пласта и ускорения процесса, закачку магния и кислоты производят одновременно-раздельно. При этом взаимодействие магния с соляной кислотой происходит в скважине ниже башмака на- сосно-компрессорных труб, а в пласт поступает смесь закачиваемых реагентов, зоны пласта и повышение эффективности процесса. Для этого подачу воздуха осуществляют путем аэрации раствора соляной кислоты при периодическом смешивании в стволе скважины аэрированного раствора соляной кислоты с жидкими углеводородами или суспензией алюминия или магния, причем по мере увеличения объема закачки раствора соляной кислоты степень аэрации постепенно увеличивают до состояния перехода на чистый воздух. Кроме того, периодическое смешивание аэрированного раствора соляной кислоты с жидким углеводородом или суспензией алюминия или магния осуществляют выше кровли обрабатываемого пласта с использованием внут- рискважиннрго эжектора, причем аэрированный раствор соляной кислоты подают на сопло эжектора-смесителя, а углеводородную жидкость или суспензию - в камеру низкого давления эжектора, а образующуюся смесь направляют в пространство под пакером, установленным выше кровли пласта. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил. частично прореагировавшая в скважине. За счет этого забой скважины смывается горячими продуктами реагирования и более полно используются реагенты. Недостатком данного способа является небольшая глубина тепловой обработки и, т.е. продвижение в пласт нагретых в результате экзотермической реакции продуктов реагирования сопровождается потерями тепла. Вследствие этого наиболее интенсивно нагревается участок пласта, находящийся непосредственно у скважины, и в значительно меньшей степени - удаленные от скважины участки породы. ел с VI ю Јь 00 со

Формула изобретения 1. Способ термохимической обработки пласта, включающий закачку в пласт суспензии алюминия или магния, раствора соляной кислоты и воздуха, отличающий- с я тем, что, с целью более полного использования кислорода, исключения прорыва воздуха за пределы обрабатываемой зоны пласта и повышения эффективности процесса, подачу воздуха осуществляют аэрацией раствора соляной кислоты при периодическом смешивании его в стволе скважины с жидкими углеводородами и суспензией алюминия или магния, причем по мере увеличения объема закачки раствора соляной кислоты или суспензии алюминия

или магния степень аэрации постепенно увеличивают до перехода на чистый воздух. 2, Способ по п. 1,отличающийся тем, что периодическое смешивание аэрированного раствора соляной кислоты с жидкими углеводородами или суспензией алюминия или магния осуществляют выше кровли обрабатываемого пласта в внутри- скважинном эжекторе, причем аэрированный раствор соляной кислоты подают на сопло эжектора, а углеводородную жидкость или суспензию алюминия или магния -в камеру низкого давления эжектора, а образующуюся смесь направляют в пространство под пакером, установленным выше кровли пласта.

14

-JO

45

-13