Спосіб обробки привибійної зони карбонатного колектора

Спосіб обробки привибійної зони карбонатного колектора, що включає закачування суміші органічної кислоти (оцтово0, мінеральної солі (при Запропонований винахід відноситься до нафтогазовидобувної промисловості, зокрема до способів обробки свердловин з метою підвищення їх продуктивності Відомий спосіб кислотної обробки привибійної зони свердловин за допомогою соляної та інших кислот [див Амиян В А, Углов В С Физикохимические методы повышения производительности скважин М Недра 1970 с 19-31 ] Через неглибоке проникнення кислот у пласт та малий контур обробки продуктивного горизонту знижується ефективність обробки Відомий спосіб кислотної обробки, що включає роздільне закачування двох реагентів по насоснокомпресорним трубам і затрубному простору з одержанням кислоти в результаті їх взаємодії на вибої свердловини [див Лебедева М Н , Калашнев В В и др Химическая обработка призабойной зоны с получением соляной кислоты на забое РНТС Нефтепромысловое дело 1973, № 2, с 810], В якості вихідних реагентів для такого способу одержання кислоти використовували самостійно нейтральні (по відношенню до карбонатної породи і металу) ХІМІЧНІ реагенти водний розчин формальдегіду (формалін) в концентрації 37-40% і хлористий амоній Недоліком цього способу є складність його реалізації, через роздільну систему подачі реагентів на вибій свердловини при якому проходить недос родного бішофіту) в пласт, який відрізняється тим, що під час руху суміші в глибину привибійної зони свердловини в процесі реакції з наступним розчиненням карбонатів пласта утворюється соляна кислота, а суміш органічної кислоти і мінеральної солі, шпбітора корозії та ПАР беруть при наступному співвідношенні компонентів, мас % оцтова кислота 5-7 бішофіт 3-6 інгібітор корозії (КИМ) 0,25 ПАР (наприклад савенол) 0,1 вода решта татньо глибоке проникнення кислоти в пласт Найбільш близьким по здійсненню аналогом (прототипом) до запропонованого способу є спосіб кислотної обробки продуктивного пласта по патенту України №10617, Е21В43/27 Зазначений спосіб включає закачування двох нейтральних реагентів з одержанням кислоти в результаті їх взаємодії на вибої свердловини, причому закачування проводять роздільно безпосередньо в пористе середовище привибійної зони шляхом розділення пакером міжтрубного простору в інтервалі дії реагентів Даний спосіб є нетехнолопчним, тому що для роздільної закачки реагентів у свердловину необхідно встановлювати пакер, який встановлюється лише при проведенні капітального ремонту свердловини Тобто свердловину необхідно попередньо готувати для проведення даної технологічної операції В основу винаходу поставлено задачу підвищення ефективності обробки привибійної зони карбонатного колектора шляхом закачування попередньо приготованої суміші органічної кислоти (оцтово0, мінеральної солі (природного бішофіту), інгібітору корозії та ПАР через насоснокомпресорні труби в пласт з утворенням соляної кислоти за рахунок реакції суміші, при цьому суміш попередньо готують біля свердловини при наступному співвідношенні компонентів, % (О ю (О 62156 При всіх інших однакових умовах, у порівнянні з прототипом, реакція триває ВДВІЧІ довше, що надає можливість досягти 60%-го розчинення керну без утворення осаду та інших побічних сполук Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення з прототипом, показує, що заявлений спосіб обробки привибійної зони карбонатного колектора, що включає закачування суміші органічної кислоти і мінеральної солі в пласт з утворенням соляної кислоти за рахунок реакції суміші і наступне розчинення нею карбонатів відбувається під час руху в глибину пласта оцтова кислота 5-ь7 бішофіт (МдСІ2 по ТУ 25 У 22529511 003-97) 3-ьб інгібітор корозії (КІ-1М по ТУ У 604689381 007-97) 0,25 ПАР (наприклад савенол по ТУ У 600205601 092-2000) 0,1 Вода решта Ця система є такою, що гарантує відсутність нерозчинних сполук у суміші реагентів, а саме гідроліз бішофіту подавляють у кислому середовищі При нагнітанні суміші реагентів через насоснокомпресорні труби в при-вибійну зону пласта проходить розігрів компонентів суміші до пластової температури (t = 100 - 130°С) Одночасно відбуваються реакції Запропонований спосіб відрізняється від прототипу також тим, що суміш компонентів береться при наступному співвідношенні, в мас % оцтова кислота 5-ь7 2СН3СООН + СаСО3 -> (СН3СОО)2Са + Н2О + СО2 (1) та 2СН 3 СООН + МдСІ 2 -» (СН 3 СОО) 2 Мд + 2НСІ (2) в результаті реакцій цих речовин утворюється соляна кислота, яка, в свою чергу, реагує із карбонатним керном 2НСІ+СаСО3 ^СаСІ 2 +Н 2О+СО 2 (3) Крім того, ймовірним є одночасне проходження реакцій (СН 3 СОО) 2 Са + СНІ 2СН 3 СООН + СаСІ 2 (4) та (СН 3 СОО) 2 Мд + СНІ 2СН 3 СООН + МдСІ 2 (5) з поновленням ВИХІДНИХ речовин Таким чином, компоненти реакційної суміші, продукти реакції, характер проходження реакції є такими, що сприяють більш глибокому проникненню реагентів у керн В результаті реакцій отримуємо кислоти, що взаємодіють із карбонатним керном, вуглекислий газ, що сприяє більш глибокому проникненню реакційної суміші у керн за рахунок надлишкових тисків, водорозчинні солі та воду Вони не викликають суттєвої зміни рН середовища бішофіт 3-ьб інгібітор корозії 0,25 ПАР (наприклад савенол) 0,1 Вода решта Таким чином запропоноване рішення відповідає критеріям винаходу "новизна" Цей спосіб обробки привибійної зони технологічний і має велику надійність Здійснення способу проводиться таким чином Приклад 1 Лабораторні дослідження розчинення карбонатних кернів В зв'язку з тим, що при кислотних обробках карбонатних колекторів необхідно уповільнити швидкість реакції для максимального проникнення кислоти вглиб пласта, використовують різноманітні уповільнювачі реакції Але приготування таких розчинів потребує наявності дорогих, а ІНОДІ І недоступних реагентів Тому нами була досліджена як робочий агент композиція органічних кислот лимонної і оцтової в сольовому розчині (бішофіту) З метою попередження корозії металевого обладнання в кислотні розчини вносять інгібітори кислотної корозії Найбільш вживаним на сьогодні є інгібітор КТ-1М Так як участі в реакції з карбонатами він не приймає то в склад досліджуваного розчину для розчинення карбонатів він не вносився Результати досліджень подано в таблиці 1 Таблиця 1 № п/ Склад розчину п 1 2 Маса навіски, г Маса залишку, г Т,°С t, хв 3 4 5 6 Маса Швидкість розчиреакції, неного г/мин керну, г 7 8 РозчинюМаса юча осаду, здатність, г кг/м3 9 10 Примітки 11 Реакція не йде Кристалічний осад Утворюється білий, кристалічний осад, що розчиняється у воді Мр=2,5% Мр=17,5% 1 5%біш 5%оцт 2 5%біш 2%лим 2 2 110 200 0 3 4 %лим 0%біш 4%лим 15%біш +2%лим 5%біш+ 2%лим 15%біш +2%лим 20%біш +4%оцт 5,1 2 4,97 1,65 90 100 90 180 0,13 0,35 0,0013 0,0019 2,6 7 3,18 2,81 90 180 0,37 0,0020 7,4 Мр=11,6% 1 36 3,316 0 97 2,9 100 180 90 180 0,39 0,42 0,0022 0,0023 7,8 8,4 Мр=28,47% Мр=12% 2,65 2,21 90 180 0,44 0,0024 8,8 Мр=16,6% 5 6 7 8 62156 Продовження таблиці 1 1 7 8 9 90 180 0,48 0,0027 9,6 0,95 0,87 1,25 0,74 2,42 100 100 100 100 100 180 200 185 170 180 0,51 0,57 0,6 0,63 0,64 0,002 8 0,002 8 0,003 0 0,0037 0,0036 10,2 11 12 12,6 12,8 1,65 0,92 90 180 0,72 0,004 14,4 2 55 1 78 90 180 0,77 0 0043 154 1,5 0,65 100 200 0,85 0,0042 17 18 20%біш +4%лим 2 1,05 90 180 0,95 0,0053 19 19 5%біш+ 4%оцт 2,95 1,83 100 165 1,12 0,0068 22,4 3,55 2,4 90 180 1,15 0,0064 23 4,22 2,88 90 180 1,34 0,0074 26,8 0,0711 Мр=33,8% Мос=1,68% 2,26 0,9 1,36 0,0076 27,2 0,108 23 5% оцт+ 5%біш 3,65 2,25 90 180 80180 110 1,4 0,0078 28 24 5% оцт+ 4%біш 4,38 2,95 90 100 1,43 0,0143 28,6 25 5% оцт+ 3%біш 4,71 3,19 80180 110 1,52 0,0084 30,4 5,35 4,12 90 180 1,53 0,0085 30,6 0,0716 Мр=28,6% Мос=1,28% 3,4 1,27 100 165 2,13 0,0129 42,6 0,098 9 10 11 12 13 14 15 2 20%біш +8%оцт 5%біш+ 3%лим 10%біш+ 2%оцт 10%біш+ 2%лим 5%біш+ 2%оцт 5%біш+ 4%лим 15%біш +4%оцт 15%біш +4%лим 17 10%біш+ 4%оцт 16 20 15%біш +8%оцт 2,5%біш + 6%оцт 22 5%біш+ 6%оцт 21 2,5%біш +4%лим 27 5%біш+ 7%оцт 26 3 4 3,28 2,8 1,46 1,45 1,85 1,37 3,06 5 6 10 11 Мр=146% Мр=34,93% Мр=39,3% Мр=32,4% Мр=45,99% Мр=20,9% Мр=43,6%, панцирний наліт, у воді та НСІ не розчинний Мр=30,2%, на керні зернистий наліт 0,136 Мр=56,7%, Мос=9,1% Vlp=47,5% витримка в розчині 3 доби, зернистий наліт, багато осаду 0,06 Мр=37,97% Мр=32,4%, під панцирним - звичайний пилевидний Мр=60%,Мос"4,78% Мр=58,4%, Мос= 0,0517 1,42%, реакція слаба Мр=52,6%, Мос=3,1%, 0,136 реакція слаба Мр=32,3%, 0,0716 Мос=1,52%, реакція слаба Мр=62,6% *Мр - процент розчинення керну даною реакційною сумішшю *Мос - процент нерозчиненого керну даною реакційною сумішшю Лимонна кислота має достатньо високу реакційну спроможність Але розчинність кальцієвих солей лимонної кислоти невисока (0,085г на 100г води (дослід № 2, табл 1)) Оцтова кислота має реакційну спроможність близьку до лимонної, і при цьому розчинність кальцієвих солей оцтової кислоти висока (43г на 100г води) При проведенні лабораторних досліджень виявлено, що ступінь розчинності керна в оцтовій кислоті вище ніж в лимонній (досліди № 4-6, табл 1) Максимальна розчинююча здатність суміші досягається при додаванні оцтової кислоти до розчину бішофіту (МдСЬ) концентрації Смдсі2-60г/л При більш високих концентраціях бішофіту розчинююча здатність суміші знижується Аналітичними методами визначені, експериментальним шляхом підтверджено оптимальне співвідношення оцтової кислоти і бішофіту, при якому проявляється максимальна розчинююча здатність суміші по відношенню до карбонатного керна (вміст оцтової кислоти - 6%, вміст бішофіту 5%) (див досліди № 3-27, табл 1) З метою визначення корозійної агресивності суміші по відношенню до металевого обладнання були проведені лабораторні дослідження корозійних властивостей сумішей Результати досліджень подані в таблиці 2 Таблиця 2 Корозійна активність кислотних розчинів у динамічних умовах по відношенню до трубної сталі СТ-20 Температура при дослідженні 80°С, час дослідження 120хв № РЕЦЕПТУРА 1 1 6%оцт К-ТИ (48МЛ)+725 МЛ ВОДИ (решта) 2 2 6%оцт К-ТИ (48МЛ)+60Г/Л МдСІ2 (160мл)+592мл води (решта) ШВИДКІСТЬ корозії металу V2, г/м2 год 3 84,6 31,8 Примітки 4 62156 Продовження таблиці 2 1 2 3 6%оцт К-ТИ ( 3 6 М Л ) + 5 6 4 МЛ ВОДИ + 200 мл 3 конденсату 4 53,3 6%оцт К-ТИ(36МЛ)+60Г/Л 4 МдСІ2(120Мп)+592мл води+200мл конденсату 5 6%оцт К-ТИ(36МЛ)+564 МЛ ВОДИ + 200 мл конденсату 19 95,7 3 пропусканням вуглекислого газу крізь розчин 19,3 3 пропусканням вуглекислого газу крізь розчин 6%оцт К-ТИ(36МЛ)+60Г/Л 6 МдСІ2(120мл)+592мл води+200мл конденсату 6%оцт К-ТИ (48МЛ)+60Г/Л МдСІ2 (160мл)+0,25% К И М + 592мл води (решта) 6%оцт К-ТИ(36МЛ)+60Г/Л МдСІ2(120мл) +0,25% К И М +592мл води+200мл конденсату 7 8 Швидкість корозії зразків-свідків в розчині оцтової кислоти і бішофіту в 2,5-4 рази менше, ніж в розчині оцтової кислоти тієї ж концентрації (досліди № 1-6, табл 2) Додавання шпбітора корозії КІ1М в концентрації 0,25% знижує корозію металу в 9-16 разів, що робить дану композицію повністю безпечною по відношенню до металевого облад 3,51 1,15 3 пропусканням вуглекислого газу крізь розчин нання свердловин Приклад 2 Дослідження впливу запропонованої суміші на установці дослідження проникності кернів УДПК-1М (керни з карбонатних колекторів Чутівського ГКР), температура в кернотримачі 100°С, тиск обжиму ЗОМПа, тиск прокачки 8,0-9,0МПа Таблиця З № досліду 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Досліджувана суміш Водний розчин 6%оцт К-ТИ Водний розчин 6%оцт К-ТИ Водний розчин 6%оцт К-ТИ Водний розчин 6%оцт К-ТИ +0,1% ПАР(савенол) +0,25% К И М Водний розчин 6%оцт К-ТИ +0,1% ПАР(савенол) +0,25% К И М Водний розчин 6%оцт К-ТИ+0,1% ПАР(савенол)+0,25% К И М Водний розчин 6%оцт К-ТИ +60Г/Л МдСІ2+0,І% ПАР(савенол) +0,25% К И М ВОДНИЙ розчин 6%оцт к-ти +60г/л МдСІ2+0,І% ПАР(савенол) +0,25% К И М ВОДНИЙ розчин 6%оцт к-ти +60г/л МдСІ2+0,І% ПАР(савенол) +0,25% К И М Аналіз отриманих результатів досліджень показує, що досліджувана суміш найбільш ефективна для низькопроникних колекторів, причому вміст бішофіту підвищує проникність керну за рахунок утворення соляної кислоти Дослідженнями встановлено також, що вміст ПАР прискорює видалення продуктів реакції з порового простору, тому наявність його в суміші для обробки привибійної зони колекторів обов'язкова Приклад 3 Виконання способу в промислових умовах Свердловина №23 Чутівського ГКР глибиною 3072м розкриває газонасичений пласт в інтервалі 2997 - 3008м Абсолютна проникність Коефіцієнт ефективзразка керну, * 10 1 5 м 2 ності, за рахунок після оброб- підвищення проникності до обробки ки 18 21,6 0,2 55 70,3 0,3 126 135,8 0,1 18 21,9 0,2 55 71,5 0,3 126 136,1 0,1 18 27,2 0,5 55 78,9 0,4 126 143,8 0,1 Пластова температура -105 °С Пластовий тиск - 36,9МПа Колектор представлений доломітами, вапняками, глинистими вапняками Пористість 5-ь7% Після ОСВОЄННЯ свердловина мала дебіт 35-ь 40 тис м3/добу, що складало 50-ь55% и потенційних видобувних можливостей Тому необхідно було проводити інтенсифікацію видобутку шляхом кислотної обробки Визначався об'єм вихідних компонентів, необхідних для проведення обробки Обробку привибійної зони проводили з розрахунку 0,5м3/м поглинаючої товщини пласта, тобто 62156 для обробки необхідно приготувати не менше 5,5м3 суміші, так як інтервал газонасиченого пласта 3008-2997=11 м Порядок операцій при реалізації способу обробки привибійної зони карбонатного колектора наступний Біля свердловини в ємності V = 1 0 M 3 готується суміш на основі 25%-го розчину бішофіту, який розбавляється технічною водою до 5%-і концентрації В цей розчин додають ІНШІ компоненти і насосним агрегатом перемішуються На 1м3 суміші необхідно приготувати 935л бішофіту, 60л оцтової кислоти, 5л КІ-1М, 1л ПАР Загальний об'єм вихідних компонентів включає 5142,5л бішофіту, 330л оцтової кислоти, 27,5л К И М , 55л ПАР До трубного простору задавочного вузла приєднують цементувальний агрегат типу ЦА-320 При відкритому затрубному просторі підготовлену суміш закачують у свердловину Реагуючі компоненти суміші (оцтова кислота і бішофіт) продавлюються до інтервалу перфорації рідиною глушіння (технічною водою), при цьому вони прогріваються до пластової температури, реагують з утворенням соляної кислоти Після подачі суміші в привибійну зону пласта затрубний простір закривається і суміш продавлюється в поровий простір пласта Закривається свердловина на реагування утвореного розчину соляної кислоти з породою пласта на 1 год По закінченні часу реагування розчину з породою пласта плавно стравлюється тиск, очищається свердловина від продуктів реакції і пус Комп'ютерна верстка С Волобуев 10 кається в роботу Переваги запропонованого способу обробки карбонатного колектора в порівнянні з відомими наступні виключаються ускладнення в процесі проведення обробки, скорочуються термін і вартість проведення обробки, значно підвищується ефективність дії на привибійну зону пласта і як наслідок збільшення продуктивності свердловини Промислова придатність Запропонований спосіб обробки карбонатного колектора показав високу ефективність як при проведенні лабораторних так і промислових випробувань Обробка свердловини №23 Чутівського ГКР показала високу технологічність рішення Підвищення видобутку газу зафіксовано на рівні 76,8 тис м3/добу на протязі 8 МІСЯЦІВ ПІСЛЯ обробки Отже, запропонований спосіб обробки карбонатного колектора є придатним для широкого промислового впровадження Література 1 Амиян В А , Уголев В С Физико-химические методы повышения производительности скважин М Недра 1970 с 19-31 2 Лебедева М Н , Калашнев В В и др Химическая обработка призабойной зоны с получением соляной кислоты на забое РНТС Нефтепромысловое дело 1973,№2,с8-10 3 Патент № 10617 Е21В43/27, Україна, ВАТ "Український нафтогазовий інститут" (прототип) Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна