Склад для обробки привибійної зони пласта

1 Склад для обробки привибійної зони пласта, що містить соляну кислоту, неюногенну поверхнево-активну речовину, взаємний розчинник метанол та воду, який відрізняється тим, що додатково містить сповільнювач реакції складу з породами привибійної зони, а як неюногенну поверхнево-активну речовину використовують Корисна модель відноситься до нафтової та газової промисловості, а саме до складів для обробки привибійної зони продуктивного пласта в нафтових та газових свердловинах з метою очищення привибійної зони від забруднень - піска, глини, осадів мінеральних солей Відомий склад для обробки привибійної зони карбонатного пласта, який містить соляну кислоту, неюногенну або катіоноактивну поверхневоактивну речовину, ацетон та воду [див а с СРСР 1513131, МПК4 Е21В43/27, публ 07 10 1989р. Бюл №37] Недоліком складу є велика швидкість реакції цього складу з породами привибійної зони продуктивного пласта Відомий також склад для кислотної обробки привибійної зони пласта, який містить поверхневоактивну речовину ("Эфирокс-7", "Фосфол-10") та водний розчин соляної кислоти [див патент РФ 2039237, МПК6 Е21В43/27, публ 09 07 1995р, Бюл №19] Недоліком цього складу також є велика швидкість реакції складу з породами привибійної зони продуктивного пласта Як прототип заявленої корисної моделі обрано кислотний поверхнево-активний склад для обробки привибійної зони пласта по патенту РФ 2249101 [МПК7 Е21В43/27, публ 27 03 2005р ], що містить соляну кислоту НС1, фтористоводневу кислоту HF, неюногенну поверхнево-активну речовину оксіетильовані первинні жирні спирти загальної формули (CnH2n+iO(C2H4O)mH, де п = 14-18, т = 20) при наступному співвідношенні компонентів, мас % соляна кислота 5-20 оксіетильовані первинні жирні спирти 1-2 метанол 10-20 сповільнювач реакції складу з породами привибійної зони 5-10 вода решта 2 Склад за п 1, який відрізняється тим, що як сповільнювач реакції складу з породами привибійної зони використовують суміш ХІМІЧНИХ реагентів, яка містить катіон амонію та аніон ацетату, наприклад суміш хлориду амонію та ацетату натрію НПАР, розчинник асфальтосмолопарафінових відкладень АСПВ, оксиетилендіфосфонову кислоту ОЕДФ і/або оцтову кислоту, взаємний розчинник та воду при наступному співвідношенні компонентів, мас % НСІ 3-23 HF 0,5-5 НПАР 0,1-1 розчинник АСПВ 0,3-3 ОЕДФ і/або оцтова кислота 0,05-6 взаємний розчинник 10-30 вода решта Як взаємний розчинник використовують нижчі спирти ізопропиловий спирт, або метанол, або етанол, або ацетон, або відходи виробництва, які містять спирти Недоліком складу за прототипом є недостатній ступінь сповільнення реакції цього складу з породами привибійної зони продуктивного пласта Сповільнення реакції складу для обробки привибійної зони пласта з породами привибійної зони, тобто зменшення швидкості реакції складу з породами, є важливою задачею Сповільнення реакції дає змогу досягти більшого часу впливу складу на породи, що призводить до збільшення глибини проникнення складу в продуктивний пласт, тобто до збільшення величини охоплення пласта обробкою складом В результаті підвищується ефектив «* 2 00 5Г 11481 ність очищення привибіиної зони продуктивного пласта від забруднень. Задачею заявленої корисної моделі є сповільнення реакції складу для обробки привибіиної зони продуктивного пласта з породами привибіиної зони. Для вирішення поставленої задачі в склад для обробки привибіиної зони пласта, який містить соляну кислоту, неіоногенну поверхнево-активну речовину, взаємний розчинник - метанол та воду, вводять також сповільнювач реакції складу з породами привибіиної зони, а як неіоногенну поверхнево-активну речовину використовують оксіетильовані первинні жирні спирти загальної формули (CnH2n+iO(C2H4O)mH, де n=14-18, m=20) при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: соляна кислота 5-20 окси етильовані первинні жирні спирти наведеної формули 1-2 метанол 10-20 сповільнювач реакції складу з породами привибіиної зони 5-10 вода Решта Як сповільнювач реакції складу з породами привибіиної зони використовують суміш хімічних реагентів, яка містить катіон амонію та аніон ацетату, наприклад суміш хлориду амонію та ацетату натрію. Запропонований склад для обробки привибіиної зони пласта одержують шляхом послідовного розчинення компонентів складу у воді при перемішуванні. При приготуванні складу треба мати на увазі, що під вмістом соляної кислоти у складі розуміють вміст хлориду водню НСІ, оскільки соляна кислота - це водний розчин хлориду водню. Тому, наприклад, склад для обробки привибіиної зони пласта з концентрацією соляної кислоти 10% мас. є складом, в якому концентрація хлориду водню дорівнює 10% мас. Наявність у запропонованому складі сповільнювача реакції складу з породами привибіиної зони, тобто суміші хімічних реагентів, яка містить катіон амонію N H / та аніон ацетату СНзСОО", сповільнює реакцію складу з породами привибіиної зони. Це сповільнення є наслідком взаємодії катіона амонію та аніона ацетату по рівнянню (1): NH4++CH3COO'=CH3COONH4. (1) В результаті взаємодії утворюється ацетат амонію CH3COONH4. Ацетат амонію є нестійкою сполукою і при підвищеній температурі розкладається на аміак ІЧНзта оцтову кислоту СНзСООН по рівнянню (2): CH3COONH4=NH3+CH3COOH. (2) Генерування аміаку, який є газом, призводить до виникнення в запропонованому складі газових бульбашок. Оскільки одним з компонентів запропонованого складу є поверхнево-активна речовина, утворюється піна - дисперсна система, яка складається з газових бульбашок, розділених прошарками рідини. Утворення піни призводить до уповільнення реакції запропонованого складу з породами привибіиної зони. Процеси розкладання ацетату амонію і виникнення газових бульбашок починаються при нагріванні запропонованого складу до температури +60°С та вище. Тому при приготуванні запропонованого складу на земній поверхні ці процеси не відбуваються, а починаються лише після закачування складу в привибійну зону продуктивного пласта, яка має підвищену температуру. При розкладанні ацетату амонію згідно рівнянню (2) одержують також оцтову кислоту - реагент, що запобігає випаданню осадів при обробці привибіиної зони продуктивного пласта. Генерування оцтової кислоти безпосередньо в привибійній зоні дозволяє більш ефективно використати цей реагент за призначенням, уникнути його зайвих витрат. Як сповільнювач реакції запропонованого складу з породами привибіиної зони можна використовувати різні суміші хімічних реагентів, які містять катіон амонію та аніон ацетату. Якщо, наприклад, використовують суміш хлориду амонію NH4CI та ацетату натрію СНзСОО№, то взаємодія цих реагентів відбувається по рівнянню (3): NH4CI+CH3COONa=CH3COONH4+NaCI. (3) Як можна бачити із рівняння (3), одна граммолекула хлориду амонію реагує з однією граммолекулою ацетату натрію, тобто 53,49г хлориду амонію взаємодіють з 82,03г ацетату натрію. Таким чином, при використанні цієї суміші співвідношення по масі між даними хімічними реагентами повинно складати 53,49:82,03 (1:1,53). Заявником були здійснені експериментальні дослідження з метою визначення оптимальних концентрацій компонентів у запропонованому складі для обробки привибіиної зони продуктивного пласта. Були виконані також порівняльні дослідження складу за прототипом. Дослідження проведені з використанням порід привибіиної зони кернового матеріалу із свердловин родовищ газопромислового управління "Шебелинкагазвидобування". Характеристики кернового матеріалу наведені нижче. Керн №1 - алевроліт слюдистий. Відібраний на Ульянівському родовищі в свердловині №6, в інтервалі 1830-1839м. Коефіцієнт пористості 9,7%; карбонатність 1,7%. Керн №2 - піщаник дрібно-середньозернистий на глинисто-карбонатному цементу. Відібраний на Ульянівському родовищі в свердловині №5, в інтервалі 1860-1868м. Коефіцієнт пористості 13,3%; карбонатність 14,4%. Керн №3 - піщаник дрібно-середньозернистий на вапнистому цементу, зародковому регенераційно-кварцовому цементу, розвинуте також безцементне з'єднання зерен. Відібраний на Скворцівському родовищі в свердловині №60, в інтервалі 3110-3117м. Коефіцієнт пористості 15,0%; карбонатність 5,3%. Керн №4 - вапняк. Відібраний на Дворічному родовищі в свердловині №676, в інтервалі 845854м. Коефіцієнт пористості 2,8%; карбонатність 98,2%. Для кількісної характеристики реакції запропонованого складу з керновим матеріалом була використана величина здатності цього складу до розчинення кернового матеріалу. Сповільнення реакції запропонованого складу з керновим матеріалом визначали по зменшенню величини здат 11481 ності складу до розчинення за фіксований період часу - одну годину Експериментальні дослідження здатності запропонованого складу до розчинення кернового матеріалу були виконані за наступною методикою В реакційну колбу, яка містить досліджуваний склад об'ємом 20мл при температурі +70°С, додавали наважку попередньо подрібненого кернового матеріалу масою 4,00г Через одну годину фільтрували вміст реакційної колби, промивали дистильованою водою, просушували і визначали втрату ваги кернового матеріалу в результаті реакції з досліджуваним складом - це буде величина здатності цього складу до розчинення Кожне випробування повторювали не менш чим два рази і з отриманих результатів обчислювали середнє значення Величину здатності складу до розчинення виражали у відсотках по відношенню до наважки кернового матеріалу Результати проведених експериментальних досліджень здатності зразків запропонованого складу і складу за прототипом до розчинення кер нового матеріалу подані у табл 1-2, в яких прийняті такі позначення НСІ - соляна кислота (хлорид водню), HF - фтористоводнева кислота (фторид водню), НПАР - м он оалкіл феніловий ефір поліетиленгліколю марки ОП-10, Розч АСПВ - розчинник асфальтосмолопарафінових відкладень (толуол); ОЕДФ - оксиетилендіфосфонова кислота; ОК - оцтова кислота, Взаем, розч - взаємний розчинник, ОПЖС - оксиетильовані первинні жирні спирти загальної формули (CnH2n+iO(C2H4O)mH, де п=1418,т-20), Сповільн - сповільнювач реакції запропонованого складу з породами привибійної зони (суміш хлориду амонію та ацетату натрію) Якщо в табл 1-2 величина здатності до розчинення якого-небудь зразка складу позначена як нуль, це означає, що реакція цього зразка складу з даним керном не відбувається Таблиця 1 Здатність зразків складу за прототипом до розчинення кернового матеріалу № зразка неї HF НПАР 3 10 12 23 1 2 3 4 Здатність до розчинення в % при реакції з керном Компоненти складу, мас % 0,5 2,5 2,5 5 0,1 0,25 0,25 1 Розч АСПВ 0,3 1 2 3 Взаем ОЕДФ або ОК розч 0,05 ОЕДФ 10 метанол 20 метанол 1 ОК ЗОК 20 етанол 6 ОЕДФ ЗО метанол Вода №1 №2 №3 №4 86,05 65,25 60,25 32 0 7,8 8,4 6,9 0 10,8 12,5 8,7 0 5,6 6,0 4,5 22,5 64,9 76,4 83,1 Таблиця 2 Здатність зразків запропонованого складу до розчинення кернового матеріалу Компоненти складу, мас % № зразка 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 неї 3 5 10 15 20 23 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 ОПЖС 2 2 2 2 2 2 0,5 1 1,5 2 2,5 2 2 2 2 2 2 2 Метанол 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 5 10 15 25 20 20 20 Розгляд даних, наведених у табл.2, дозволяє зробити наступні висновки - оскільки реакція запропонованого складу з керновим матеріалом починається при концентрації соляної кислоти 5%мас (зразок №2), дана кон Сповільн 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 3 5 12 Вода 65 63 58 53 48 45 57,5 57 56,5 56 55 5 71 66 61 51 63 61 54 Здатність до розчинення в реакції з керном №1 №2 №3 0 0 0 0 1,9 0 5,0 0 1,2 1,6 5,3 0 4,7 1,4 0 4,7 0 1,3 8,7 60 2,8 6,4 3,3 0,7 2,6 0 6,1 5,7 1,7 0 5,6 0 1,6 4,7 0 8,1 2,4 6,3 0 6,0 0 2,1 5,8 0 1,6 5,2 8,3 0 6,5 0 2,1 5,6 0 1,7 % при №4 0 5,6 33,8 52,4 51,3 51,5 64,9 57,1 55 6 54,2 53,9 63,7 55,9 55,3 54,3 62,9 55,7 54,5 центрація соляної кислоти є нижньою межою концентрації цього компонента в складі, - збільшення концентрації соляної кислоти з 20%мас до 23%мас практично не змінює величину здатності запропонованого складу до розчи 8 11481 нення (зразки №5 та 6), тому концентрація соляної кислоти 20%мас є верхньою межою концентрації цього компонента, - оскільки при змінюванні концентрації ОПЖС з 0,5%мас до 1 %мас відбувається різке зменшення величини здатності запропонованого складу до розчинення (зразки №7 та 8), концентрація ОПЖС 1%мас буде нижньою межою концентрації цього компонента в складі, - збільшення концентрації ОПЖС в запропонованому складі від 2%мас до 2,5%мас практично не впливає на величину здатності до розчинення (зразки №10 та 11), тому концентрація ОПЖС 2%мас буде верхньою межою концентрації цього компонента, - оскільки змінювання концентрації метанолу з 5% мас до 10% мас призводить до різкого зменшення величини здатності запропонованого складу до розчинення (зразки №12 та 13), то концентрація метанолу 10%мас є нижньою межою концентрації цього компонента в складі, - змінювання концентрації метанолу в запропонованому складі від 20%мас до 25%мас незначно змінює величину здатності до розчинення (зразки №10 та 15), тому концентрація метанолу 20%мас є верхньою межою концентрації цього компонента, - оскільки збільшення концентрації сповільнювача реакції запропонованого складу з породами привибійної зони з 3%мас до 5%мас призводить до значного зменшення величини здатності до розчинення (зразки №16 та 17), то концентрація Комп ютерна верстка Д Шеверун сповільнювача реакції 5%мас буде нижньою межою концентрації цього компонента в складі, - змінювання концентрації сповільнювача реакції в запропонованому складі від 10%мас до 12%мас практично не впливає на величину здатності до розчинення (зразки №10 та 18), тому концентрація сповільнювача реакції 10%мас буде верхньою межою концентрації цього компонента Результати проведених експериментальних досліджень, які подані у табл 1-2, свідчать, що запропонований склад для обробки привибійної зони пласта значно повільніше реагує з породами привибійної зони, чим склад за прототипом Це видно при порівнянні величин здатності запропонованого складу до розчинення з аналогічними величинами складу за прототипом при реакції з усіма кернами, які були використані Таким чином, заявлена корисна модель дозволяє значно уповільнити реакцію складу для обробки привибійної зони продуктивного пласта з породами привибійної зони Крім того, генерування безпосередньо в привибійній зоні продуктивного пласта оцтової кислоти - реагенту, що запобігає випаданню осадів, дозволяє уникнути зайвих витрат цього реагенту при взаємодії з наземним та підземним обладнанням свердловин Запропоноване технічне рішення збільшує ефективність очищення привибійної зони продуктивного пласта в нафтових та газових свердловинах від забруднень, за рахунок чого збільшується видобуток вуглеводневої сировини Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП 'Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601