Склад для обробки привибійної зони пласта

1. Склад для обробки привибійної зони пласта, що містить соляну кислоту, поверхневоактивну речовину, метиловий спирт як розчинник, який відрізняється тим, що метиловий спирт додатково виконує функції піногасника та деемульгатора при наступному співвідношенні компонентів, мас. %; соляна кислота 8-25 поверхнево-активна речовина 0,2-2 метиловий спирт 30-70 вода решта. 2. Склад за п. 1, який відрізняється тим, що як соляну кислоту містить інгібовану соляну кислоту. (19) (21) u200806397 (22) 05.06.2008 (24) 25.12.2008 (46) 25.12.2008, Бюл.№ 24, 2008 р. (72) ЗЕЛЕНСЬКИЙ ВОЛОДИМИР ЮРІЄВИЧ, UA, ХОМИН ІВАН ІВАНОВИЧ, UA, С АЛО ВАСИЛЬ ІВАНОВИЧ, U A, СВІТЛИЦЬКИЙ ВІКТОР МИ ХАЙЛОВИЧ, UA, ПІДДУБНИЙ ПАВЛО АНАТОЛІЙОВИЧ, UA, ДЯЧУК ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA (73) ДОЧІРНЯ КОМП АНІЯ "УКРГАЗВИДОБУВАННЯ" НАЦІОНАЛЬНОЇ АКЦІОНЕРНОЇ КОМП АНІЇ "НАФТОГАЗ УКРАЇНИ", U A 3 38041 шенні компонентів, мас.%: соляна кислота 10-20, неіоногенна поверхнево-активна речовина 0,3-1,0, ацетон 20-40, вода-решта. Недоліком цього складу є можливість утворення стійкої піни. При наявності піни швидкість руйнування породи суттєво зменшується, однак суттєвим недоліком вказаного складу є те, що пінна система практично не фільтрується в пласт. Піна, проникаючи в пласт, закупорює поровий простір фільтраційних каналів, яким властиві капілярні явища (рух бульбашок піни в капілярі повільніші, ніж рідини чи газу). Завдяки цій закупорюючій здатності ступінь проникнення кислотного розчину значно зменшується. Найбільш близьким по технічній сутності до запропонованої корисної моделі є склад для обробки привибійної зони пласта [Україна. Деклараційний патент на корисну модель №11481, МПК Е21В43/27], що містить соляну кислоту, неіоногенну поверхнево-активну речовину - оксіетильовані первинні жирні спирти, сповільнювач реакції складу з породами привибійної зони, в якості якого використовують суміш хімічних реагентів, яка містить катіон амонію та аніон ацетату, наприклад, суміш хлориду амонію та ацетату натрію, взаємний розчинник - метанол, та воду в наступному співвідношенні компонентів, мас.%: соляна кислота 5-20, оксіетильовані первинні жирні спирти 1-2, метанол 10-20, сповільнювач реакції складу з породами приви-бійної зони 5-10, вода - решта. Недоліком вказаного складу є, також, низька фільтрація складу в поровому просторі пласта. Зниження швидкості реакції кислоти з породою відбувається, згідно тверджень авторів патенту, за рахунок розкладання ацетату амонію на аміак і оцтову кислоту. Генерування аміаку, який є газом, призводить до виникнення газових бульбашок, при наявності поверхнево-активної речовини утворюється піна - дисперсна система. Утворення піни призводить до уповільнення реакції складу з породами привибійної зони, однак одночасно відбувається кольматація привибійної зони пласта (далі ПЗП) і сповільнення руху кислотного складу по поровому просторі. Утворення піни в поровому просторі призведе не лише до зменшення зони обробки пласта, а і до кольматації ПЗП продуктами реакції що в свою чергу зменшить фільтраційні канали і зменшить дебітні можливості свердловини. В основу корисної моделі покладена задача створити такий склад для обробки привибійної зони пласта, в якому за рахунок збільшення вмісту його складової частини - метилового спирту досягається покращення фільтрації розчину в поровий простір пласта, а також, сповільнення реакції складу з породами пласта, в наслідок чого підвищується ефективність проведення кислотної обробки. Для вирішення поставленої задачі в склад для обробки привибійної зони пласта, який містить соляну кислоту, поверхнево-активну речовину, метиловий спирт в якості розчинника, новим є те що метиловий спирт додатково виконує функції піногасника та деемульгатора при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: соляна кисло 4 та 8-25, поверхнево-активна речовина (далі ПАР) 0,2-2, метиловий спирт 30-70, вода - решта, причому даний склад як соляну кислоту містить інгібіровану соляну кислоту. В заявленій корисній моделі метиловий спирт використовується не тільки як унікальний понижувач поверхневого натягу, очищувач привибійної зони пласта від солевідкладень, залишків бурового розчину, розчинник асфальтосмолопарафінистих відкладів (далі АСПВ), руйнівник газових гідратів по стволу свердловини, а головне, є ефективним деемульгатором і піногасником (попереджує емульсеутворення і піноутворення в порово-тріщинуватому середовищі), та є інертним і безпечним наповнювачем для уповільнення реакції кислоти в поровому просторі. Відомо, що при освоєнні свердловин після кислотної обробки через 8 і більше годин із свердловини виноситься значна кількість непрореагованої активної кислоти, що вказує на неповне, часткове реагування її з породою. Це пояснюється адсорбцією активних компонентів нафти чи вуглеводнів на поверхні карбонатів чи розчинних забрудненнях, що перешкоджають доступу до них молекул соляної кислоти. Внаслідок цього швидкість реакції кислоти з породою суттєво зменшується. Реакція соляної кислоти з породою, змоченою вуглеводнями, виникає лише при умові, якщо плівка нафти розривається. Введення ПАР в розчин соляної кислоти сприяє руйнуванню та відтісненню гідрофобної плівки з поверхні, завдяки чому відбувається необхідний контакт між кислотою та породою. Однак, крім зниження поверхневого натягу, ПАР додають розчинам інші негативні властивості, такі як утворення стійких прямих або зворотних емульсій, особливо при змішуванні виснаженого відпрацьованого кислотного розчину з пластовими вуглеводнями, які мають суттєвий опір руху кислоти по поровому простору пласта, аж до повної кольматації. Головним розчинним середовищем є СаСО3; MgСО3; які при реакції з НСl перетворюються на Са2+, Mg2+, СО 2газ, Н 2Огаз. При наявності ПАР можливе утворення стійких пін. Утворення стійких емульсій та пін в поровому просторі пласта створює суттєвий опір руху кислоти по поровому просторі ПЗП, аж до повної її кольматації. Виснажений кислотний розчин насичується на Са 2+, Mg2+, СІ-. Відповідно ПАР повинно бути стійкою до середовища з високим вмістом Са 2+; Mg2+; Fe2+; Fe3+ та інше. Більшість ПАР втрачають свої властивості в жорсткому середовищі. В запропонованій нами корисній моделі метиловий спирт, у вказаних межах концентрацій усуває негативний вплив ПАР, а саме працює ефективним деемульгатором та піногасником, що в свою чергу сприяє покращенню проникності кислотного розчину на більшу відстань від привибійної зони пласта. Наявність метилового спирту дозволяє піддати кислотній обробці більш велику площу, сприяє легкому видаленню продуктів реакції кислоти з пласта, що в кінцевому рахунку веде до збільшення проникності породи по вуглеводнях після обробки. 5 38041 Стосовно сповільнення реакції запропонованого складу з породами пласта слід зазначити наступне. Необхідною умовою того, щоб між частками (молекулами, іонами) сполук сталася хімічна взаємодія - є їхнє зіткнення один з одним. Частки повинні зблизитися настільки одна з одною, щоб атоми однієї з них відчували б дію електричного поля іншої. Тільки при цьому стан уть можливими переходи електронів і перегрупування атомів, в наслідок чого утворюються молекули нових сполук - продуктів реакції. Тому швидкість реакції кислоти пропорціональна кількості зіткнень реагуючих речовин. Додавання у розчин соляної кислоти певної концентрації у воді метилового спирту, вочевидь, зменшує кількість іонів кислоти в певному об'ємі розчину, що призведе до зменшення кількості зіткнень між реагуючими речовинами, що призведе до сповільнення реакції кислоти, а значить і запропонованого складу з породами пласта. Заявником були здійснені експериментальні дослідження з метою визначення оптимальних концентрацій компонентів у запропонованому складі для обробки привибійної зони пласта та проведено порівняння із аналогами. Дослідження проводились наступним чином: готувалися склади для обробки пласта різних концентрацій, в тому числі і за найбільш близьким по технічній сутності патенту України №11481 (ре 6 зультати досліджень даного технічного рішення приведені в табл.1 за №18 та №19). Далі виконувалась спроба штучного спінювання дослідного взірця методом збивання [В.К. Тихомиров. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М., Химия, 1975]. В циліндр ємністю 250мл заливали дослідний кислотний склад (100мл) і наносили по поверхні розчину удари фторопластовою пластиною з отворами, яка прикріплена до штоку. Проводили 30 ударів на протязі 20с з постійною висотою підйому пластини від дна мірного циліндра. Після вказаних досліджень кислотний склад продавлювали газом при постійному тиску 3,0 МПа через керновий матеріал і заміряли час протоку кислотного матеріалу через керн. Для отримання більш достовірної інформації про те, що відбувається в поровому просторі пласта, другий етап досліджень виконувався з відпрацьованими кислотними складами. В 150мл досліджуваного кислотного складу додавали 10г карбонату кальцію на 60хв., після чого відпрацьований або частково відпрацьований кислотний розчин фільтрували і знову проводили дослідження спінення методом збивання і продавлювали кислотний розчин через керновий матеріал і визначали термін витоку рідини. Отримані результати подані у вигляді таблиці 1. Таблиця 1 Час проходження кислотних складів через керновий матеріал Склад для обробки привибійної зони пласта № НСl, % мас. 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 25 25 23,4 23,4 20,4 20,4 20,4 17,4 17,4 17,4 14,4 14,4 14,4 11,4 11,4 8,0 8,0 17,4 17,4 ПАР, % мас. (Сольпен 10Т) 3 1 2 1 2 0 1 2 0,2 1 2 3 1 2 1 2 1 2 ОП-10 ОП-10 Метиловий спирт, % мас. 4 15 15 20 20 30 30 30 40 40 40 50 50 50 60 60 70 70 Ацетон-20% 20 Отримані результати вказують на наступне: наявність 30% метилового спирту в кислотній суміші суттєво покращує проникність рідини через Час проходження через керн (година, хвилина, секунда) Виснажений розСвіжий розчин чин 5 6 Більше 8год. Більше 8год. Більше 8год. Більше 8год. 5год. 24хв. 4год. 35хв. 4год. 42хв. 4год. 20хв. 15хв. 25с. 17хв. 30с. 6хв. 20с. 6хв. 10с. 6хв. 10с. 6хв. 05с. 6хв. 10с. 7хв. 23с. 5хв. 45c. 5хв. 20с. 5хв. 41с. 5хв. 12с. 1год. 15хв. 1год. 10хв. 6хв. 40с. 5хв. 45с. 6хв. 25с. 5хв. 23с. 6хв. 35с. 5хв. 10с. 6хв. 31с. 5хв. 15с. 6хв. 30с 5хв. 43с. 6хв. 23с. 5хв. 52с. 1год. 23хв. 1год. 42хв. 1год 40хв. 1год. 55хв. Примітка 7 ацетат пласт. Це обумовлено відсутністю піни або бульбашок після збивання. Збільшення концентрації метилового спирту більше 70% зменшує ефективність кислотної об 7 38041 робки через малий вміст активної кислоти у суміші та відсутності збільшення проникності. Зменшення концентрації ПАР (наприклад Сольпен 10Т) менше 0,2% погіршує проникність кислотного розчину внаслідок збільшення поверхневого натягу в поровому просторі. Збільшення концентрації ПАР (Сольпен 10Т) більше 2% збільшує спінення кислотного розчину що погіршує проникність кислотного розчину. Проникність виснажених спирто-кислотних розчинів напряму залежить від вмісту метилового спирту. Необхідна ефективна концентрація практично відповідає ефективній концентрації для свіжого спирто-кислотного розчину. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 8 Для забезпечення мінімальної корозії металевого обладнання свердловини під час кислотної обробки та запобігання утворення гідрогелей заліза у привибійній зоні пласта, соляна кислота може додатково містить інгібітор кислотної корозії (наприклад КИ-1М) в кількості до 5% мас. та оцтову кислоту або інші низькомолекулярні водорозчинні карбонові кислоти в кількості до 5% мас. Технічний результат полягає в тому, що запропонований склад має суттєво кращу фільтрацію в поровому просторі пласта, що збільшить ефективність проведення кислотних обробок. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601