Спосіб комплексної обробки привибійної зони газових та газоконденсатних свердловин

Запропонований винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до способів обробки свердловин з метою руйнування (попередження утворення) водонерозчинних солевих відкладів на поверхні обсадних колон і насосно-компресорних труб (НКТ), а також покращення виносу пластових вод, у випадках, коли нижня частина НКТ знаходиться на значній відстані над верхніми перфораційними отворами. В разі такої підвіски ліфтових труб, свердловина в більшості випадків працює в барботажному режимі при наявності зони під башмаком НКТ, постійно заповненої водою, або газоводяною сумішшю. Коли в пластовій воді присутні катіони кальцію та магнію, а також карбонатні і гідрокарбонаті аніони, то в зоні перфорації, де за рахунок дроселювання відбувається різка зміна термобаричних умов, створюються сприятливі умови для початку кристалоутворення водонерозчинних солей, наприклад сульфату і карбонату кальцію (гіпсу та крейди). Ці солі відкладаються та нашаровуються на стінках експлуатаційної колони (НКТ), що з часом призводить до звуження, а згодом і повної відсутності проходу в експлуатаційній колоні (НКТ) для геофізичних приладів, а потім і для вуглеводнів. Відомі склади для обробки привибійної зони свердловин, які включають водні розчини поверхнево-активних речовин, наприклад ОП-10 та сульфанол (1, 2), що застосовуються для покращення виносу пластової води. Також відомі склади на основі кислот, що призначені для очищення ПЗП від кислоторозчинних неорганічних сполук (3). Відомі інгібітори кислотної та вуглекислотної корозії, які використовуються при кислотних обробках (4). Основною проблемою і водночас недоліком є те, що в працюючій свердловині, заповненій водою в зоні, що знаходиться від башмака НКТ до "перфораційних отворів, виникають труднощі при проведенні обробок водними розчинами кислот, ПАР та інгібіторів при використанні традиційних методів. Адже для доставки активного розчину в зону перфорації (де і відбувається процес кристалізації та солевідкладення), необхідно створити умови, щоб пластова вода повністю поглиналася в пласт, а реакційна суміш деякий час перебувала в інтервалі відкладів зберігаючи достатньою концентрацію інгредієнтів, що забезпечує розчинення солей. Іншим недоліком існуючих методів є те, що звичайними кислотними композиціями можливе розчинення лише карбонатної складової відкладень, а гіпс практично нерозчинний в кислотах, які використовуються для обробок при проведенні інтенсифікації свердловин. Крім того, застосування сильних кислот приводить до інтенсивної корозії металу, що може привести до додаткової кольматації колектора гелеподібними гідроксидами заліза, які утворюються при корозійних процесах. Найбільш близьким по технічній суті та функціональному призначенні до запропонованого складу є "Состав для предотвращения выпадения неорганических солей в призабойной зоне пласта", взятий за прототип (5). Співвідношення компонентів запропонованого складу становить, мас. %: Нітрилтриметиленфосфонова кислота 4,97-13,57; Соляна кислота 11,24-23,74; Вода решта. Прототип передбачує закачування зазначеного кислотного складу в свердловини з метою розчинення крейдяних відкладень. Недоліком цього складу є те, що він нездатен розчиняти гіпсові відкладення. Другим недоліком є проблематичність доставки реакційної суміші в обводнену зону відкладень, та те, що він не попереджує подальше відкладення водонерозчинних солей. В основу винаходу поставлено задачу створення такого способу комплексної обробки привибійної зони свердловини, який би забезпечив руйнування вже утворених відкладень водонерозчинних солей на поверхні НКТ та обсадних колон, а також створював умови, при яких неможливе подальше відкладення та утворення пробок з кальцитів (крейди), гіпсу та ін., а також попереджував корозію металу. Ця задача вирішується шляхом того, що "Спосіб комплексної обробки привибійної зони газових та газоконденсатних свердловин", що включає вкидання в свердловину паличок з поверхнево-активних речовин і кислот, який відрізняється тим, що додатково містить комплексони типу "Трилон Б", в якості поверхнево-активної речовини містить сульфанол, в якості кислот включає лимонну кислоту і нітрилтриметиленфосфонову кислоту, в якості зв'язуючої речовини містить поліаніонну целюлозу (ПАЦ) та в якості інгібітора корозії містить інгібітор КІ-1М при наступному співвідношенні компонентів, мас. % : Лимонна кислота 0,01-25% Нітрилтриметиленфосфонова кислота 0,01-25% Комплексони типу "Трилон Б" 0,01-25% Поліаніонна целюлоза (ПАЦ) 0,1-10% Вода 0,1-5% Інгібітор корозії КІ-1М 0,1-5% Сульфанол (аніонактивна ПАР) решта Палички мають вигляд циліндрів, довжиною 200-300мм та діаметром 20-40мм. Габарити залежать від типорозміру запірної арматури свердловини. По мірі необхідності, палички в кількості та обсязі, що визначається шляхом розрахунків, скидають на вибій, де вони, поступово розчиняючись в пластовій воді, руйнують солевідкладення та запобігають створенню умов для подальшої кристалізації і відкладення солей (наприклад, солей крейди чи гіпсу). Винахід має суттєві переваги перед прототипом завдяки самому способу доставки в привибійну зону свердловини суміші, що розчиняє відклади водонерозчинних солей - суміш (склад) у вигляді паличок, після вкидання в свердловину, потрапляють безпосередньо в зону відкладень. Включення в склад паличок кислот лимонної та нітрилтриметиленфосфонової сприяє підтриманню необхідної кислотності середовища, що пригнічує ріст кристалів солей і розчиняє кальцит. Поверхнево-активна речовина сприяє виносу пластової води. Інгібітор корозії запобігає кородуванню металу. Поліаніонна целюлоза, являючись зв'язуючою речовиною, забезпечує закріплення компонентів та регулює (затримує) швидкість розчинення паличок у водному середовищі, а також покращує стійкість утвореної піни. Головна перевага способу заключається в застосуванні в складі паличок комплексону типу "Трилон Б". З літературних джерел відомо, що комплексони розчиняють навіть таку важкорозчинну речовину, як сульфат кальцію або гіпс (6, 7). В якості комплексону при застосуванні запропонованого способу використовується "Трилон Б", або комплексон III, що являє собою двонатрійову сіль етилендиамінтетраоцтової кислоти. Комплексони забезпечують руйнування і розчинення відкладів гіпсу, а також покращують розчинення кальцитів (крейди) органічними кислотами. Порівняльний аналіз запропонованого технологічного рішення з прототипом показує, що заявлений спосіб комплексної обробки привибійної зони газових та газоконденсатних свердловин, завдяки самому методу доставки реакційної суміші та особливому компонентному складу паличок, відрізняється тим, що дозволяє проводити роботи по руйнуванню відкладень водонерозчинних солей без зупинки роботи свердловини, навіть в таких складних умовах, коли зона, що знаходиться між башмаком НКТ та верхніми перфораційними отворами займає великий інтервал і заповнена пластовою водою, або газо водяною сумішшю. Крім того, запропонований спосіб, завдяки включенню до складу паличок комплексонів, забезпечує розчинення важкорозчинних відкладень гіпсу. Таким чином запропоноване рішення відповідає критеріям винаходу "новизна". Цей спосіб комплексної обробки привибійної зони технологічний і має велику надійність та не має ніяких побічних ефектів. Суть винаходу не витікає явним чином для спеціаліста з відомого рівня техніки. Сукупність ознак, які характеризують дане рішення, не забезпечує досягнення нових властивостей і тільки наявність відрізняючих ознак винаходу дозволяє отримати нові властивості, новий технічний результат. Отже, винахід відповідає критерію "винахідницький рівень". Приклади здійснення винаходу: Приклад 1. Готуються палички із сульфанолу, кислот лимонної і нітрилтриметиленфосфонової, комплексону "Трилон Б", поліаніонної целюлози (ПАЦ), інгібітора корозії та води при наступному співвідношенні компонентів, мас. % : Лимонна кислота 0,05% Нітрилтриметиленфосфонова кислота 0,05% Комплексони типу "Трилон Б" 10% Поліаніонна целюлоза (ПАЦ) 0,05% Інгібітор корозії КІ-1М 0,2% Вода 0,2% Сульфанол (аніонактивна ПАР) решта Обробка привибійної зони свердловин здійснюється шляхом вкидання попередньо приготованих паличок в свердловину через запірну арматуру та насосно-компресорні труби. При використанні такого складу забезпечується досягнення технічного результату, що заявляється за винаходом. Приклад 2. Аналогічно прикладу 1, але співвідношення компонентів паличок складає, мас.%: Лимонна кислота 25% Нітрилтриметиленфосфонова кислота 10% Комплексони типу "Трилон Б" 25% Поліаніонна целюлоза (ПАЦ) 1% Інгібітор корозії КІ-1М 0,5% Вода 0,2% Сульфанол (аніонактивна ПАР) решта При використанні такого способу і складу паличок також забезпечується досягнення технічного результату, що заявляється за винаходом. Лабораторні дослідження. Моделювання процесів, що протікають у привибійній зоні газових та газоконденсатних свердловин, де відбувається формування відкладень водонерозчинних солей крейди та гіпсу, проводили в автоклаві консистометра КЦ-3, де створювалися умови, подібні до пластових (температура до 160°С та тиск 50,0Мпа). В стакан консистометра поміщали пресовані таблетки, вагою по 20г, що містять відповідно по 50% дрібнодисперсних кристалів гіпсу та крейди. Стакан заповнювали пластовою водою з горизонту В-20 верхньовізейського ярусу нижнього карбону, що знаходиться на глибині 5200м і є джерелом високо мінералізованих вод. Потім у стакан поміщали матеріал паличок певної ваги за прикладом 1 та прикладом 2. Після включення мішалки, яка розміщена в стакані автоклава, поступово (на протязі 30 хвилин) набирають пластові умови: температуру та тиск. Після витримки на протязі однієї години, виймають таблетку, висушують та зважують. Порівняльні дані, що характеризують реакційну здатність паличок, виготовлених з різним вмістом інгредієнтів, наведено в таблиці. № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Склад паличок За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 1 За прикладом 2 Температура, °С 20 20 20 20 100 100 100 100 160 160 160 160 20 Вага матеріалу паличок, г 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10 Нерозчинний залишок, % 100 85 54 12 100 73 42 5 100 61 3 0 52 14 15 16 17 18 19 20 21 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 За прикладом 2 20 20 100 100 100 160 160 160 20 30 10 20 30 10 20 30 31 6 24 15 0 5 0 0 На практиці, в залежності від характеру утворення солевих відкладень, кількості пластової води і її хімічного складу, вміст та співвідношення компонентів складу паличок підбирають індивідуально. Таким чином, запропоноване технічне рішення відповідає критерію "промислова придатність" і в цілому може бути захищене патентом на винахід. Джерела інформації: 1. Балакиров Ю.А. Повышение производительности нефтяных пластов скважин. Киев. Техника, 1985. с.43-45. 2. Ибрагимов Г.З. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. М, Недра, 1991 с.129-134. 3. Патент 94028923 Е21В43/27 RU. Способ удаления кольматирующих образований из углеводородосодержащих пластов. 4. Патент 2123588 E21B43/27RU. Состав для обработки призабойной зоны пласта. 5. Патент 52522. А Україна. Кислотний поверхнево-активним склад для обробки привибійної зони свердловини. 6. Н. Л. Глинка. Общая химия, Л, "Химия", 1979, с.588. 7. Н.С. Ахметов. Неорганическая химия, М, "Высшая школа", с.548.