Способ обработки призабойной зоны пласта Советский патент 1993 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки терригенных отложений на боль.ших глубинах за счет предварительного повышения проницаемости призабойной зоны.

Это достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны пласта, включающем закачивание в пласт гяинокислотного раствора, выдержку его для реагирования с породами пласта, удаление продуктов реакции из пласта и введение скважины в эксплуатацию, перед закачиванием глинокислотного раствора в призабойной зоне устанавливают щелочно-метанольную

ванну, после окончания реагирования которой продукты реакции закачивают дальше а пласт, а на ее место закачивают глинокис- лотный раствор, а после реагирования глинокислотного раствора производят глубокое оттеснение его продуктов реакции и скважину вводят в эксплуатацию, при этом в глинокислотком растворе выдерживают следующее соотношение компонентов, мае. %:

40%-ный раствор плавиковой кислоты10-30 Каталин КИ-1 0,4-1,0 Сульфанол 0,1-0,3 Сульфит натрия 0.05-0,2 Соляная кислота 27%-ной концентрации Остальное,

С Сл 00

ся о VI

w

при соотношении компонентов в щелочно- метанольной ванне, мае. %: Гидроксиды щелочных металлов 10-40%-ной концентрации5-10Эмульгатор-стабилизатор ЭС-2 3-5 Метанол 1-3 Углеводородный растворитель Остальное, а в качестве углеводородного растворителя применяют конденсат, легкую нефть, дизельное топливо или керосин,

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно определяют приемистость обрабатываемого пласта, как правило, она не превышает 10 м3 в 1 сут. После этого подготавливают состав щелочно-ме- танольной ванны из расчета, мае. %: 10-40% гидроксидэ щелочных металлов. 10-30 Эмульгатор-стабилизатор ЭС-2 3-5 Метанол 1-3 Углеводородный растворитель Остальное В качестве последнего берут конденсат, легкую нефть, дизельное топливо или керосин. Количество щелочной ванны берут из расчета 80-120 л на 1 м перфорации (т.е. во много раз меньше, чем в известном способе глинокислотного раствора). Этот состав закачивают по лифтовой колонне в призабой- ную зону и задавливают в продуктивный пласт для реагирования.

Данный состав оказывает следующее действие на состояние горных пород продуктивного пласта.

Так как в углеводородном растворителе (да и в нефти пласта) всегда есть нафтеновые кислоты, то в результате взаимодействия гидррксидов щелочных металлов образуются соли нафтеновых кислот, являющихся поверхностно-активными веществами. Эти ПАВ очень активные диспергаторы и одновременно снижают ад- гезию частиц к металлу и горным породам. Поэтому происходит нарушение глинистых, парафинистых и др. корочек, покрывающих перфорационные каналы и поры пласта. Как результат, увеличивается приемистость пласта.

В процессе воздействия гидроксидов металла на метанол образуются алкогалята, значительно (по сравнению с метанолом) снижающие межфазное натяжение сква- жинной жидкости (до 8-10 эрг/м2 и больше). Это освобождает значительную часть связанной воды, находящейся в мелких порах пласта.

0

Таким образом, нарушение корочки на пристенной части пласта, растворение ас- фальтенов, парафина, смолистых и др. веществ, освобождение связанной воды, - все это приводит к улучшению проницаемо- сти пласта.

Атак как применяется концентрированный раствор гидроксида металла, причем скорость его реакции с горными породами невысокая, то это увеличивает глубину обработки пласта.

При нахождении гидроксида щелочного металла в пласте происходит его реакция с кварцевым материалом по такой схеме

2 NaOH + SI02 - №28103 + Н20.

В результате этого разрушается каркас породы и расширяются каналы, в который закачан названный состав. Частицы породы, оставшиеся в несвязанном состоянии, диспергируют в состав и при дальнейшем прокачивании ванны прокачиваются в глубь пласта, очищая тем самым призабойную зону его. Использование эмульгатора-стабилизатора ЭС-2 обеспечивает стабильность действия состава.

Так как скорость реакции состава с породами пласта невысокая, то его оставляют для реагирования в пласте на 24-48 ч (в зависимости от свойств пород пласта, его состава, температуры и пр.). Этот состав

5

0

5

0

5

0

5

0

5

почти не оказывает вредного действия на лифтовую колонну (по сравнению с глино- кислотным раствором) и на эксплуатационную колонну,

После окончания реагирования (как правило, за это время приемистость скважины или появляется, если ее не было совсем, или увеличивается в 3-8 раз и становится приемлемой, чтобы закачать глинокислотный раствор) щелочно-мета- нольную ванну и содержащиеся в ней продукты реакции закачивают дальше в пласт, а на ее место закачивают глинокислотный раствор следующего состава, мае. %: 40%-ный раствор плавиковой кислоты10-30 Каталин КИ-1 0,4-1,0 Сульфанол 0,1-0,3 Сульфит натрия 0,05-0.2 Соляная кислота 27%-ной концентрации Остальное Закачивание производят также по лифтовой колонне. Между щелочно-метаноль- ной ванной и глинокислотным раствором в скважине находятся или нефть (при нефтяной скважине, хотя в ряде случаев может быть и пластовая вода при этом) или пластовая вода (в нагнетательных скважинах). В процессе закачивания глинокислотного раствора вся жидкость, содержащаяся в лифтовой колонне и ниже ее до пласта, закачивается в пласт. При этом щелочно-метаноль- ная ванна оттесняется дальше от призабойной части в глубь пласта (вместе с продуктами реакции). Закаченный в приза- бойную зону глинокислотный раствор оставляется на реагирование на 0,5-2 ч (так как скорость реакции очень высокая и чтобы не вызвать чрезмерного разрушения приствольной зоны пласта. Глинокислотного раствора берут из расчета 100-200 л на 1 м перфорации.

Закаченный в пласт глинокислотный раствор оказывает следующее действие на продуктивный пласт.

В растворе катапин КИ-1 выполняет роль ингибитора коррозии. Вместо него можно применить и другой, соответствующий скважинным условиям ингибитор. Сульфанол играет роль ПАВ: понижает силы поверхностного натяжения и др. Сульфит натрия играет роль замедлителя реакции, чтобы доставить в пласт более активную кислоту и повысить степень охвата (вернее глубину воздействия) пласта.

Так как применяется высококонцентрированный раствор кислот HF и HCI, то увеличивается площадь охвата пласта обработкой. При этом воздействию подвергаются как близрасположенные, так и удаленные зоны пласта. Увеличивается период нейтрализации кислот, т.е. можно увеличить эффективную глубину применения (до 4000-5000) м с температурой на забое 130°С и больше. .

Так как HF является более активным, то он в основном вступает в хим. реакции с горными породами (с 5Ю2 и др.). HCI остается в большей части неизрасходованной, поддерживая низкий рН и способствуя удержанию продуктов реакции в растворе.

Происходят следующие реакции: . Si02 + 4HF 2H20 + SiF4;

H4Al2Sl20g + 14HF + 2SiF4 + 9H20, , Эти реакции приведены при реакции плавиковой кислоты с кварцем и каолином. Первая реакция протекает не очень быстро и не вносит основного влияния на эффект обработки. Вторая реакция является наиболее важной. Образующийся в результате приведенных реакций фтористый кремний реагирует с водой по такой схеме

2SIF4 + 4Н20 Si(OH)4 + 2H2S iF6 .

Применение HCI высокой концентрации позволяет избежать образования студнеобразного геля Si(OH)4 и тем самым избежать искусственной закупорки порово- го пространства пласта.

Кроме названных, протекают и другие реакции, в том числе и такая:

6 3SIF4 + 3H20-2H2SIF6 + H2SI03.

Соляная кислота предотвращает выпадению в осадок НгЗЮз.

Ряд соединений, содержащихся в породе пласта HCJ переводит в растворимое со- 5 стояние, например , образованный при реакции с HF

AIF3 + 3HCf + 3HF. AlCIs является хорошо растворимой. Кроме того, происходит реакция с гид- 10 роокисью железа (которые в основном и являются причиной закупоривания фильтрационных каналов призабойной зоны нагнетательных скважин):

Рё(ОН)з + 3HF - FeF3 + ЗН20; 5 Fe(OH)3-t-3Ha FeCl3 + 3H20.

Растворы солей железа растворимые и при прокачивании будут удалены. Глинокислотный раствор вызывает активную диспер- гацию асфальтосмолистых веществ и 0 парафина, что позволяет в последующем их удалить при циркуляции раствора из призабойной зоны пласта.

После окончания реагирования глино- кислотного раствора производят глубокое 5 оттеснение его продуктов реакции в глубь пласта форсированным закачиванием в него нескольких объемов скважины нефти или пластовой воды (для нефтяной - нефти, для нагнетательной - нефти или пластовой во- 0 ды).

Пример, Способ применяли на скважи-. не N 11 Анастасьевского месторождения. Данные по скважине: эксплуатационная колонна 0 139,7 х 146 мм спущена на 4971 м: 5 интервал перфорации - 4446 - 4487, всего 41 м; забойная температура - 143°С; способ экс- плуатации - газлифтный.

Дебит 4 т в 1 сут, вода в продукции отсутствует. Снижение притока вызвано 0 блокированием призабойной зоны водо- нефтяной эмульсией.

Вначале приготовили 3 м3 щелочно-ме- танольного раствора с содержанием едкого натра 30%-ной концентрации 30%, эмульга- 5 тора-стабилизатора ЭС-2 5%, метанола 2,5% и остальное - конденсат. Скважину промыли чистой нефтью и определили приемистость. Она составила 11 м3 в сутки при давлении 200 кгс/см2. После этого по лиф- 0 товой колонне 0 73 мм закачали при давлении 200 кгс/см2 в продуктивный пласт щелочнометанольный раствор и оставили на 48 ч для реагирования. После окончания реагирования закачали в пласт 15м нефти. 5 При этом давление снизилось до 50 кгс/см2 (т.е. в 4 раза). На место удаленной ванны в пласт закачали б м Глинокислотного раствора следующего состава: 40%-ного раствора плавиковой кислоты 10%, катапина

1%, сульфанола 0,3%, сульфита натрия 0,15% и остальное соляная кислота 27%- ной концентрации. Скважину оставили на 2 ч для реагирования под давлением 40 кгс/см.. После этого в скважину закачали форсированно 30 м3 нефти и скважину пустили в эксплуатацию с помощью газлифта. Дебит скважины после обработки составил 150 т/сутки при обводненности 4%. Эффект продолжается 14 мес.

Преимущества предлагаемого способа. По сравнению с прототипом значительно повышается эффективность обработки терригенных отложений на больших глубинах с содержанием карбонатных не более 5%. Сокращается более чем в 5 раз расход химреагентов, в особенности кислоты. Снижается в несколько раз опасность корроди- ровэния от кислоты до аварийного состояния. Из 21 скважины, обработанной с применением предложенного способа, не было ни одного случая разрушения лифтовых колонн, в то время как при применении способа - прототипа аварии происходили на каждой 9-й скважине.

Если кратко подытожить, за счет чего достигается высокая эффективность способа, то можно так сформулировать.

При установке щелочно-метанольной ванны достигается предварительная очистка призабойной зоны пласта: разрушаются корочки глины, смол и пр.. освобождается связанная в порах вода, растворяется некоторое, количество силикатов, смол, парафинов и т.д. Это существенно повышает проницаемость обрабатываемого пласта и подготавливает базу для плодотворной работы глинокислотного раствора. Так как в растворе высокая концентрация плавиковой и соляной кислот, то эффект кратно повышается от реагирования с породами пласта. Это не предотвращает закупорку пор пласта продуктами реакции, которые при малых концентрациях кислот выпадают в осадок. Глубокое оттеснение продуктов реакции и ванны и раствора исключает засорение приствольной зоны пласта. Это также исключает вредное воздействие продуктов реакции и реактивов, входящих в

Званну и глинокислотный раствор, в случае их откачки по стволу скважины. Так как при глубоком оттеснении вся реакционная способность расходуется в пласте, то при откачивании продуктов реакции в этом случае вместе с нефтью вредное влияние будет минимальным. В нагнетательных скважинах вредного влияния не будет совсем, так как продукты реакции будут закачены в наиболее дренированные участки, т.е. они сыгра- ют свою положительную роль в этом случае. Формула изобретения Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт глино- кислого раствора, выдержку его для реаги- ровэния с породами пласта и введение скважины в эксплуатацию, отличающийся тем, что перед закачкой глинокислотного раствора в призабойную зону закачивают щелочно-метанольный раствор до образования в ней щелочно-метанольной ванны с последующей выдержкой ее для реагирования с породами пласта, после чего продукты ее реакции закачивают дальше в пласт, а на ее место закачивают глинокис- латный раствор, после реагирования глинокислотного раствора производят глубокое оттеснение его продуктов реакции в пласт и скважину вводят в эксплуатацию, при этом в глинокислотном растворе содержит ком- прненты при следующем соотношении, мае. %:

40%-ный раствор плавиковой кислоты5-10 Каталин КИ-1 0,4-1,0 Сульфанол 0.1-0.3 Сульфит натрия 0.05-0,2 27%-ный раствор соляной кислоты Остальное, при соотношении компонентов в щелочно- метанольной ванне, мае. %: гидрок сиды щелочных металлов 10-40%-ной концентрации 5,0-10,0 Эмульгатор-стабилизатор ЭС-2 3,0-5.0 Метанол 1,0-3, Углеводородный растворитель Остальное.

j Использование: в нефтегазодобываю- щей; промышленности для обработки приза- боймой зоны пласта. Цель: повышение эффективности обработки терригенных отложений на больших глубинах за счет предварительного повышения проницаемости призабойной зоны. Сущность изобретения: перед закачиванием глинокмслотного раствора (ГКР) в призабойную зону пласта закачивают щелочно-метанольную ванну (ШМВ). После окончания реагирования ШМВ с породой коллектора ее продукты реакции проталкивают дальше в пласт, а на ее место закачивают ГКР, после реагирования которого производят глубокое оттеснение ГКР и его продукты реакции с горными породами пласта и скважину вводят в эксплуатацию. ГКР имеет следующий состав, мае. %: 40%-ный раствор плавиковой кислоты 5-10. катапин КИ-1 0,4-1,0; сульфанол 0.1-0,3; сульфит натрия 0.05-0.2; 20%-ный раствор соляной кислоты остальное, при соотношении компонентов в щелочно-мета- нольной ванне, мае. %: 10-40%-ной концентрации гидроксиды щелочных металлов 5-10, эмульгатор - стабилизатор ЭС-2 3-5, метанол 1-3, углеводородный растворитель остальное. И