Зворотна емульсія для обробки карбонатного пласта

Зворотна емульсія для обробки карбонатного пласта, що містить нафту, 1 5 - 2 4 % -ну соляну кислоту та емульгатор, яка відрізняється тим, що як емульгатор містить 50 % -ний вуглеводневий розчин пеку талової олії (тарину) або 50 % -ний вуглеводневий розчин окисленого петролатуму або їх суміш при наступному складі інгредієнтів, об. %: нафта 44-58 соляна кислота 40-50 емульгатор 2-6. Винахід відноситься до нафтогазової промисловості, конкретно до складів зворотної емульсії, що може бути використана для кислотного обробітку привибійної зони нафтового або газового пласту, поданого карбонатним колектором, як рідини перфорації або рідини для проведення гідравлічного розриву пласту. Відома емульсія для обробітку карбонатного пласту за а. с. СРСР № 1 480 415, кл. Е 21 В 43/27, 1987, що містить, об.%: вуглеводневу рідину 38,5 - 57,0 розчин соляної кислоти (12-18%ний) 40,0 - 60,0 аміди кислот таллової олії (емульгатор) 1,5- 3,0 Дана емульсія при 25-100°С має діапазон умовної в'язкості 320-50 с, електростабільності 270-90 В при 25-150°С і зберігає стабільність при 150° протягом 8 год. Закачування такої емульсії в модель пласта при 20°С, що складається з двох трубок довжиною 1000мм з діаметром 50мм, заповненою мармуровим кришивом і - витриманою в термостаті при 50150°С протягом Югод з наступним охолодженням до 20-25°С, дозволяє підвищити проникність кожного елемента майже в два рази. Відповідно до лабораторних даних по конкретному прикладі зворотної емульсії, склад, що містить, об. %: нафта 47,75 розчин соляної кислоти (15%-ний) 50,0 аміди кислот таллової олії (емульгатор) 2,25 має при 20°С ефективну в'язкість 23,5Мпа*с при 1 градієнті зсуву 437,4с' і швидкість реакції зі зразком мармуру за бгод - 81,92г/м2тод. При 80°С емульсія в контакті зі зразком мармуру розкладається через 30хв. Швидкість реакції з мармуром цього складу за перші ЗОхв становить 1657,46г/м2тод. Недоліками даної емульсії є: Порівняно короткий час її існування в стабільному стані при підвищеній температурі в контакті з карбонатною породою, що дозволяє їй проникати в глиб пласту на значну відстань від стовбура свердловини. Висока швидкість реакції з карбонатною породою при підвищеній температурі, що призводить до швидкої нейтралізації кислотного розчину безпосередньо в зоні свердловини. Високі собівартість та гуртова ціна амідів кислот таллової олії, що промислово виробляються Дрогобицьким нафтопереробним заводом. Відома також зворотна емульсія для обробітку карбонатного колектора, за а. с. СРСР № 1 345 702, кл. Е 21 В 43/27,1985, що містить, об. %: дизельне пальне або нафту 37,5-58,5 12-18%-ну соляну кислоту 40,0-60,0 окислений петролатум 1,5-2,5. Зворотна емульсія при 20°С має значення умовної в'язкості 140-1100с, електростабільності 100-200В і цілком розчиняє карбонатну породу за сч О сч со 34729 24год. речовини - решта. Згідно лабораторних даних по конкретному Окислений петролатум являє собою продукт прикладі зворотної емульсії склад, що містить, окислення суміші парафінів і церезинів киснем об.%: повітря і містить у своєму складі високомолекулянафту 48 рні жирні і нефтенові кислоти (кислотне число 6070мг КОН/г). 15-%-ну соляну кислоту 50 окислений петролатум 2 Зворотну емульсію готують шляхом введення в нафту при постійному перемішуванні емульгато- має при 20°С ефективну в'язкість 113,56МПа*с ра, а потім поступово добавляють розчин соляної при градієнті зсуву 437,4с' та швидкістю реакції зі кислоти. Після закінчення введення кислотного зразком мармуру 7,98г/год. При 90°С емульсія в розчину інтенсивно перемішують компоненти до контакті з мармуром розкладається через 20хв. утворення емульсії. Процес приготування зворотШвидкість реакції з мармуром такого складу за 2 ної емульсії в промислових умовах здійснюють на перші 20хв. складає 2499,40г/м тод. стаціонарних установках по приготуванню зворотНедоліками даної емульсії є низька експлуаних емульсій або безпосередньо на свердловині з таційна стійкість при підвищеній температурі, що використанням цементувального агрегату ЦА-320 не дозволяє їй проникати в глиб пласту на значну та диспергатора. відстань від стовбура свердловини, а також висока швидкість реакції з карбонатною породою при підПриклад. До 228 см 3 нафти, налитої у пластвищеній температурі, що призводить до швидкої масову склянку, при кімнатній температурі і понейтралізації кислотного розчину безпосередньо в стійному перемішуванні на змішувачі з частотою зоні свердловини. обертання вала мішалки 3x109хв доливають 8см 3 емульгатора і перемішують 1хв., а потім протягом Причиною, що перешкоджає одержанню очіку1хв. доливають 160см 15%-ної соляної кислоти. ваного технічного результату, є погіршення техноОтриману емульсію перемішують ще 10хв., після логічних властивостей відомих емульсій при викочого охолоджують до 20°С, поділяють на 4 рівні ристанні у свердловинах із підвищеною вибійною частини і піддають випробуванням. температурою. Задачею, поставленою при створенні винахоЕфективну в'язкість емульсії при 20°С визнаду, є, в зворотній емульсії для обробітку карбонатчають на ротаційному вискозиметрі, наприклад ного колектора, шляхом зміни якісних і кількісних Rheotest-2, при градієнті зсуву 437,4с"1 як добуток показників інгредієнтів складу, поліпшення технодвох постійних приладу на величину ділень, вилогічних властивостей емульсії при підвищених значених на шкалі приладу. температурах за рахунок збільшення експлуатаДля оцінки швидкості реакції емульсії зі зразційної стійкості і зниження швидкості реакції з карками мармуру 100см3 емульсії наливають у скляну бонатами. склянку місткістю 200см3, помішують у термостат гліцеринову баню і нагрівають емульсію до 90 ± Поставлена задача вирішується тим, що зво10°С. Потім у неї вносять зразки мармуру масою, ротна емульсія для обробітку карбонатного пласщо представляють собою кубики з загальною ту, що містить нафту, 15-24%-ну соляну кислоту та площею поверхні 7 ± 0,2см2. Час реакції спостеріемульгатор, згідно з винаходом, вона містить як гають на секундомірі. Температуру всередині емуемульгатор 50%-ний вуглеводневий розчин пеку льсії контролюють ртутним термометром. Емульталлової олії (тарину), 50%-ний вуглеводневий сію періодично (через 3-5хв.) перемішують розчин окисленого петролатуму або їх суміш в скляною паличкою для імітації Ті руху по пласті. будь-якому співвідношенні, при наступному складі Після витримки зразків мармуру в контакті з емуінгредієнтів, об.%: льсією 30-240хв. (або до початку поділу емульсії нафта 44-58 на фази) їх виймають, промивають водою, ацетосоляна кислота 40-50 ном і сушать у шафі при 105°С до утворення поемульгатор 2-6. стійної маси. Зважування зразків мармуру до і пісУ якості нафти використовують низьков'язкі ля реакції проводять на аналітичних вагах із товарні нафти родовищ України. точністю 10г"2. Концентрація соляної кислоти в складі зворотній емульсії прийнята 15-24%, що обґрунтовується Для кожного часу реагування емульсії зі зразрекомендаціями, які містяться в літературі для ками мармуру використовують нову порцію емулькислотних емульсій, і рекомендуються до викориссії і кубики мармуру. тання в таких температурних умовах (90°С). (КриРуйнацію емульсії контролюють візуально по стиан М., Сокол С. и Константинеску А. Увеличепочаткові відділення вільного об'єму розчину соние продуктивности и приемистости скважин. Пер. ляної кислоти в нижній частині склянки і бурхливос румынск., - М.: - Недра, - 1985. - С. 90, 109го виділення вуглекислого газу. Швидкість розра110). ховують за формулою: V = (пл - іти): S т, (г/м тод.) Тарин являє собою 50%-ний розчин пеку талПриклада 2-14 проводять аналогічно приклалової олії в суміші гасу та каталізату риформінгу дові 1 із зміною лише самих компонентів та їх кільнафти і виробляється за ТУ 38 201425-84 Дрогокості. бицьким нафтопереробним заводом. Склади зворотних емульсій і їх властивості по прикладах подані в таблиці. У прикладах викорисПек таллової олії є відходом ректифікації талтані нафти Гнединцевського родовища, Україна. лової олії з кислотним числом 36-44мг КОН/г, числом омилення 75-117мг КОН/г і містить у своєму Як випливає з даних таблиці, у складі емульсії складі, мас.%: смоляні кислоти 15,9-21,6; жирні найбільше ефективними є концентраційні межі кислоти 27,3-38,2; окислені та неомилюємі речоемульгаторів 2-6об.%. При зниженні концентрації емульгаторів менш 2об.% емульсія руйнується через 120хв., а швидкість її реакції з мармуром збільшується. Збільшення концентрації емульгаторів понад 6об.% не змінює властивостей емульсії та не є вигідним економічно. Зниження об'ємного вмісту соляної кислоти в емульсії і сполучене з ним збільшення концентрації нафти технологічно не вигідно, а збільшення вмісту кислотного розчину вище за 50об.% викликає передчасний розпад емульсії. Дана зворотна емульсія в порівнянні з прототипом дозволяє підвищити її експлуатаційну стійкість при 90°С у 12 разів і знизити в 2,1-18,9 разів швидкість реакції з карбонатами за перші 30хв. їх контакту. За період цілісного існування при 90°С протягом 240хв. і більше емульсія може бути доставлена в глиб пласту на необхідну відстань від стовбу 34729 від стовбура свердловини при зберіганні кислотного розчину в активному стані, Це збільшує ефект кислотного обробітку і сполучення стовбура свердловини з віддаленою частиною пласту. Ефект підвищення стабільності зворотної емульсії і зниження швидкості її реакції з карбонатами при температурі до 90°С супроводжується утворенням міцного абсорбційного полімерного пласту навколо глобул кислотної фази. Таке «бронювання» кислотної фази усередині емульсії надає їй підвищену стабільність і сприяє повільній дифузії соляної кислоти до поверхні контакту з карбонатною породою. У результаті реакції кислотного розчину з карбонатами утвориться розчин хлористого кальцію, концентрація якого зростає в часі. Цим пояснюється зниження швидкості реакції з карбонатами в часі. Таблиця Склад емульсії Приклад емульгатор нафта розчин соляної к-ти Вид об.% об.% об.% 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. петр. тарин тарин петр. тарин тарин тарин петр. петр. тарин 2 6 3 6 6 2 6 6 6,4 6 57 4 50 45 53 55 43 45 44,6 44,7 40 43 45 50 40 40 50 50 50 50 Концентрація,% 15 50 20 24 15 24 15 15 15 24 11. тарин 1,8 55,2 40 12. петр. 6 45,1 13. петр. 6 14. тарин 3 тарин/ петр. тарин/ петр. петр. Асірин 1 3 2 2 2 3 Прототип 2 15. 16. 17. 18. Властивості емульсії Ефективна Швидкість розкладу емульв'язкість сії при 90 °С через час, хв. емульсії МПа с ЗО 120 240 174,6 421,1 33Л3 60,3 134,6 196,4 412,1 132,3 142,1 352,1 192,64 542,36 1033,42 1188,66 164,60 774,14 129,06 865,43 822,60 514,0 72,60 354,22 782,60 849,55 164,55 467,64 278,63 778,63 742,32 356,29 24 192,1 1124,13 843,41 50 24 52,9 1231,1 9892,3 40,0 55 15 228,1 792,20 649,58 59,94 324,42 559,65 824,26 152Л26 469,12 242,30 586,80 522,92 311,52 руйнування руйнування руйнування 52,0 45 20 96,5 3148,90 руйнування 45 50 24 126,2 477,68 386,31 391,28 50 45 20 215,8 535,98 364,26 312,41 53 40 15 196,5 294,17 99,32 122,52 48 50 15 122,4 2681,40 руйнування Приклад. На свердловині, що експлуатує карбонатний колектор із перфорованою товщиною продуктивного обрію Н = 10м, проводять підготовчі роботи, спускають колону труб до інтервалу перфорації і закачують зворотну емульсію при тискові, що не перевищує тиск опресовки колони, а потім продавлюють нафтою або водою в об'ємі колони труб. Емульсію закачують у пласт на діаметр D, що перевищує радіус погіршеної проникності приви бійної зони пласту, який визначають перед проведенням обробітку по кривим відновлення тиску. З даного діаметра закачки емульсії і перфорованої товщини пласту визначають її об'єм за формулою: V= 0,785m - D2H, де m - середньовиважена пористість колектора. При m = 15,0% і заданій глибині обробітку 5м потрібно закачати біля Зм3 емульсії на 1 м ефективної товщини пласту. Після продавлення емульсії 7 34729 8 в пласт свердловину витримують протягом 4-бгод підвищених температурах за рахунок збільшення до закінчення реакції кислотного розчину з карбоексплуатаційної стійкості і зниження швидкості натною породою і вводять в експлуатацію. реакції з карбонатами. Використання винаходу призводить до поліпшення технологічних властивостей емульсії при Підписано до друку 05.05.2003 р. Тираж 39 прим. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24