Способ кислотной обработки пласта (его варианты) Советский патент 1981 года по МПК E21B43/27 

Изобретение относится к нефтедобывающей промьшшенности, в частности к методам повышения производительности нефтегазоносных скважин путем кислотной обработки призабойной зоны пласта. Известен способ кислотной .обработки пласта, заключакицийся в заполнении ствола скважины кислотой в интервале обработки. Раствор кислоты остав ляют на забое без продавливания в пласт . Способ недостаточно эффективен изза ограниченной зоны обработки пласта Известен способ кислотной обработки пласта, включаю1ций закачку в него стабилизированной кислотной эмульсии со временем стабилизации, достаточным для продавки ее продавочной жидкостью в пласт с последующим вызовом притока пластового флюида в скважину 2. Способ недостаточно эффективен из-за закупорки фильтрационных каналов выпадающими в осадок продуктами нейтрализации кислоты. Целью настоящего изобретения является повышение эффективности кислотной обработки. Указанная цель достигается тем, что сразу после продавки кислотной эмульсии снимают противодавление на пласт, а вызов притока осуществляют с момента начала дестабилизации кислотной эмульсии, а также тем, что в качестве продавочной жидкости используют нестабилизированный кислотный раствор, а вызов притока осуществляют после нейтрализации кислотного раствора, причем период стабильности выбирают равным време.ни продавки кислотной эмульсии в пласт на заданную глубину без взаимодействия с породой и нейтрализации нестабилизированиого кислотного раствора в приствольной зоне пласта. Сущность изобретения заключается в следующем. При оставлении скважины под давлением после закачки кислотной эмуль сии в пласт имеет место репрессия, передаваемая на пласт. Именно эта репрессия и приводит к образованию зон вторичной кольматации, так как под ее действием происходит постепен ная фильтрация жидкости из скважины в пласт, при этом величина репрессии постепенно уменьшается, а кислота со местно с продуктами реакции постепен но продавливается вглубь коллектора с образованием пробок в фильтрационных каналах на внешней границе зоны влияния кислотной обработки. А при осуществлении предлагаемого способа необходимо сразу же после закачки эмульсии в пласт стравить избыточное давление из полости насосно-компрессорных труб с помощью задвижки на сливной магистрали фонтанной армату ры (вызвать приток из пласта пс$сле д стабилизации кислотной эмульсии). При этом устанавливается динамическо равновесие на забое и репрессии на пласт будет отсутствовать, следовательно не будет иметь место образова ние зон вторичной кольматации. Способ осуществляют следующим образом. Вариант 1. Проводят кислотную обработку пласта в обсажденной скважине, расположенного на глубине 2000 М Ожидаемое пластовое давление P. 220 атм. Удельньй вес промьшочного раствора р 1,25 г/см. Мощность пласта равна 10 м. Удельный расход кислотной эмульсии равен 1 (оди кубометр на один метр мощности пласта) . Обработку производить необходимо с помощью стабилизированной гидро фобной кислотной эмульсии. Для проведения кислотной обработк в скважину опускают колонну насоснокомпрессорных труб, пакер, фильтр и хвостовик с заглушкой. Отверстия фильтра расположены несколько ниже .отверстий перфорированной зоны обсадной колонны. На скважине имеется насосный агрегат, технические характеристики которого (мощность, производительность, развиваемое давление) известны. Устье скважины оборудовано устьевой и фонтанной арматурой. В качестве продавочной жидкости используется вода с удельным весом 1 г/см. 1 Порядок расчета потребного периода стабильности кислотной эмульсии. 1. Бремя необходимое для продавпивання эмульсии до. забоя скважины. Это время не зависит от объема кислотной эмульсии, а определяется объемом промьюочного .раствора, который необходимо вытеснить из полости НКТ и из подпакерной зоны кольцевого пространства скважины, а-также скоростью продавливания кислотной эмульсии. Предположим, что продавливание кислотной эмульсии намечено осуществить методом прямой промывки, когда кислоту закачивают в НКТ, а промывочный раствор вытесняется по затруб- ному (кольцевому) пространству скважины. В этом случае искомое время будет зависеть от глубины спуска НКТ, объема одного погонного метра колонны НКТ, диаметра скважины, сопротивления движению жидкостей по НКТ, -диаiieTpa скважины, сопротивления движению жидкостей по НКТ и кольцевому пространству скважины, и, наконец, технических характеристик насосного агрегата. Предположим, что для выполнения ,данной операции с помощью имеющегося .насосного агрегата в конкретных условиях потребуется время t 20 ми. 2. Потребное количество кЛлотной эмульсии, Q q ; h 1 . Ю 3. Время, необходимое для закачки эмульсии в пласт, зависит от объема и глубины закачки кислотного раствора, мощности пласта, технических характеристик насосного агрегата, коллекторских свойств пласта, степени загрязненности призайбойной зоны скважин , физических свойств закачиваемого кислотного раствора, качества перфорации и т.п., но в конечном итоге определяется производительность агрегата, которую он может развить при том давлении на выходе, при котором пласт принимает кислотную эмульсию. Предположим, что имеющийся на скважине насосный агрегат позволяет производить в данных условиях закачку эмульсии в пласт со скоростью Vg 0,25 м /мин при давлении закачки, равном РЭЧК 00 атм. Тогда время, необходимое для закачки всего объема эмульсии в пласт составит 2 ° 4. Минимальный Лериод стабильнос ти кислотной эмульсии ti - t 2 20 + 40 60 ми 5.Принимаем потребный период ста бильности с учетом запаса врекени н производство вспомогательных операций равным TcrraB Vo, ,.,5 ч Порядок проведения кислотной обр ботки 1.После приготовления кислотной эмульсии с заданным периодом стабил ности насосный агрегат подключают к нагнетательной линии (к колонне КНТ и производят пррдавливание эмульсии до забоя скважины методом прямой про мывки без передачи сжимающей нагрузки на пакер (т.е. без пакеровки). При этом эмульсия и продавочная жидкость (вода) поступают в колонну НКТ и вытесняют промывочный раствор из скважины по кольцевому пространству (см. фиг. 1). у, 2.После достижения кислотной эмульсией забоя скважины и вытеснения промывочного раствора из подпаке ной зоны в надпакерную отключают насосный агрегат, перекрывают на устье |пояость НКТ и передачей веса колонны труб производят пакеровку скважины. 3.После изоляции обрабатываемого интервала с помощью пакера производят дальнейшую закачку эмульсии насосньм агрегатом, при этом эмульсия поступает непосредственно в плас через перфорационные отверстия в обсадной колонне. Контроль за правильностью проведения указанных вьпое операций осуществляют путем замера закачиваемой в скважину жидкости. 4. При обычном способе кислотной обработки после закачки кислотного раствора в пласт скважину оставляют под давлением, при этом на устье в полости НКТ в начальный момент устанавливается устьевое давление (по манометру 10) р Р., Г-Д где АРр. потери давления при закачке на гидродинамические сопротивления. Предположим, чтоАРр - 30 атм, А )МЛТ I лл 00 7.-) тогда Р 100 - 30 -70 атм, при ЭТОМ давление на забое будет равно: рНКТ ИКТ Р, v РГ-СГ где - гидростатическое давление столба продавочной жидкоеги (воды) в полости насосно-компрессорных труб на глубине пласта. рНКТ , 1,0.2000 Г-ст 10 10 тогда P-jQg 70 + 200 - 270 атм. и на пласт будет действовать репрессияРрепр зае- РПЛ 270 - атм Именно эта репрессия, передаваемая на пласт в процессе кислотной обработки, и приводит к образованию зоны вторичной кольматации, так как под ее действием происходит постепеннай фильтрация жидкости из скважины в пласт, при этом величина репрессии постепенно уменьшается, а кислота совместно с продуктами реакции постепенно продавливается в глубь коллектора с образованием пробок в фильтрационных каналах на внешней границе зоны влияния кислотной обработки. Поэтому при предлагаемом способе кислотной обработки необходимо сразу же после закачки эмульсии в пласт j, стравить избыточное давление из полости НКТ с помощью задвижки на сливной магистрали фонтанной арматуры. После установления динс1миЧеского равновесия на забо в нашем примере на устье скважины установится давле Г пл- РГ-СТ 220-200 2-0 атм; при этом Рэве РПА следовательно, репрессия на пласт отсутствует. 5. В таком положении скважина выдерживается до момента окончания действия стабилизирующих добавок. С момента начала распада эмульсии и вступления вьщелякпцейся при этом кисло1Ы в реакцию с коллектором приоткрывают сливную задвижку, в результате чего авление на забое снижается и из пласта вызывается приток под действием обратного перепада давления (депресии) . Начало этой технологической операии определяется по замерам времени момента приготовления кислотной мульсии, в данном случае - через ,5 ч. с момента ее приготовления.

Величина притока должна быть незначительной и определяться в каждом конкретном случае скоростью взаимодействия кислоты с породами коллектора и экономическими расчетами.

Оптимальная величина притока из пласта при проведении кислотной обработки может быть определена опытн1 1М путем на основании анализа результатов ранее проведенных работ по кислотной обработке аналогичных пластов на данной площади.

Эта величина может быть при желании уточнена и откорректирована с помощью, например, дистанционного глубинного рН-метра, опускаемого на забой скважины в полость НКТ на, каротажнОм кабеле перед проведением кислотной обработки. Естественно, что

при зтбМ аппаратура должна быть в кислотостойком исполнении и должна выдерживать повьшение давления, возникающее при закачке кислоты в пласт Кроме того, устье скважины должно быть оснащено лубрикатором, рассчитанным на работу с каротажным кабелем, для герметизации устья при закачке кислоты в пласт.

Использование при проведении кислотной обработки дистанционного рН-метра позволит:

а)корректировать начало операции по вызову притока из пласта и в соответствии с этим уточнять действительный период стабильности кислотной эмульсии;

б)определять величину оптимального притока из пласта в процессе кислотной обработки путем оперативного дистанционного замера остаточной кислотности раствора, выносимого из пласта в скважину.

Так, если рН среды будет высок, то приток необходимо уменьшить с целью предупреждения нерационального расхода кислоты, В этом случае, если рН близок к рН нейтральной среды, то

приток может 0ыть даже увеличение целью повышения эффективности очистки призабойной зоны от продуктов реакцин.

6. По окончаюш кислотной обработки (т.е..после выноса из пласта остатков кислотного раствора) производят пробную эксплуатацШрг пласта с целью оценки:эффективности проведенной кислотной обработки и определения коллекторских свойств обработанного пласта.,

Вариант 2. Предположим, что в при веденном вьше случае кислотную обработку намечено произвести путем последовательной закачки гидрофобной кислотной эмульсии и затем обычно (нестабилизированного) кислотного раствора для повьшения эффективноега обработки прилегающей к скважине зоны пласта.

Удельный расход стабилизированного раствора q I м/м.

Удельиьш расход нестабилизированного раствора Ч а м /м.

Все остальные условия соответствуют указанным в примере t.

Порядок расчета потребного периода стабильности кислотной эмульсии.

1. Время, необхода1мое для продавливания кислотного раствора р скважину (не зависит от объема кислотного раствора)

t. « 20 WIH I 2. Суммарное потребное количество

кислотного раствора

QJJ q.h-fqjih «(«I+0, ) 10 11

3.Время, необходимое для закачки всего объема кислотного раствора в пласт

t ..UL

44 мин

2 V2 0,25

4.Минимальный период стабильности кислотной эмульсии

., . став 1

где t - время, необходимое для нейтрализации нестабилизированного кислотного раствора.

Предложим что t при данных темперагуре пласта, концентрации кислотного раствора и химическом составе раствора и породы коллектора составляет 20 мин с момента закачки раствора в пласт

crSi ° 20 + 44 + 20 84 мин 4

(т.е. на

мин больше, чем в первом случае)

5. Принимаем потребный период стабильности сучетом запаса времени

Тстаб«Т 0,5 ч 114 мин . в ч 54 мин

Порядок проведения кислотной обработки такой же, как и в вышеприведенном варианте за исключением того, что в данном случае открытие задвижки сливной магистрали (см. п. 5 варианта), т.е. вызов начального притока .из пласта;осуществляют через 1 ч 54 мин с момента приготовления гидрофобной кислотной эмульсии.