Розчин та спосіб для кислотної обробки пласта

1. Розчин для кислотної обробки пласта, що містить неорганічну кислоту, полісахарид-загусник та воду, який відрізняється тим, що як полісаха C2 2 (19) 1 3 (1-2):1 вода решта, а у способі використання розчину для кислотної обробки пласта, розчин нагнітають у пласт у вигляді або однієї порції, або двох порцій послідовно з концентрацією загусника від 0,5 до 2 % у першій та з концентрацією загусника від 0,1 до 0,3 % у другій порції, або з попереднім нагнітанням тимчасового блокуючого розчину, або з попереднім нагнітанням блокуючого розчину. Використання запропонованого розчину для кислотної обробки пласта дозволяє: збільшити в'язкість загущеного кислотного розчину, забезпечити достатній час термокислотної деструкції суміші біополімерів при високих пластових температурах, збільшити температурну область використання загущених кислотних розчинів на основі біополімерів, забезпечити ефективність обробки в різних геолого-промислових умовах. Використання аубазидану у суміші з енпосаном або енпосамом концентрацією від 0,2 до 2 % дозволяє загущувати 10 - 20 % розчини соляної кислоти до в'язкості від 3,6 до 203 мПа*с, в той час як сам енпосан забезпечує в'язкість при тих самих умовах від 1,8 до 112 мПа*с. Застосування суміші аубазидану з енпосаном або енпосамом за однакових концентрацій дозволяє отримувати більш в'язкі кислотні розчини, ніж у випадку використання тільки енпосану. В умовах неоднорідних за проникністю пластів суміш біополімерів дозволяє краще вирівнювати профіль приймальності свердловини, що забезпечує більш однорідну дію на увесь розріз свердловини. Оброблення низькопроникних пропластків одночасно з високопроникними спричиняє збільшенню припливу пластових флюїдів з оброблених пропластків, що збільшує дебіт свердловини по нафті. Така селективність обробки досягається за рахунок високої в'язкості та наявності у загущеному розчині для кислотної обробки пласта неньютонівських (псевдопластичних) властивостей. Аубазидан, як загусник розчину для кислотної обробки пласта, є кращим біополімером, ніж енпосан, оскільки забезпечує отримання розчинів з більшою в'язкістю. При використанні аубазидану в кислому середовищі за температури 40 °С спостерігається повільне збільшення в'язкості кислотного розчину. Подальше зростання температури посилює цей процес аж до утворення гелеподібної структури. Використання такої системи у пластових умовах замість розчинення карбонатної або теригенної породи, може призвести до зворотного результату - блокування порових каналів гелем, що утворюється в результаті витримки загущеного кислотного розчину в пласті. Тому його самостійне використання для загущення кислотного розчину є неможливим. Здійснені в НДПІ ВАТ "Укрнафта" експериментальні дослідження реологічних властивостей загущених кислот показали, що використання суміші двох біополімерів позбавлене таких недоліків. Суміш біополімерів володіє кращими загущуючими властивостями, ніж енпосан, а термокислотна деструкція суміші біополімерів відбувається значно повільніше у порівнянні з енпосаном. Час 88195 4 термокислотної деструкції (тобто період зниження в'язкості загущеного кислотного розчину до в'язкості водного розчину кислоти) для енпосану при температурі 40 °С складає 2 години, а при температурі 60 °С - тільки 20 хвилин. Це свідчить про те, що використання загущених кислотних розчинів на основі енпосану обмежене пластовою температурою до 60 °С при наявності у свердловині хорошої приймальності. При відсутності цих умов загущений енпосаном кислотний розчин буде попадати у продуктивний пласт уже з розкладеним біополімером, що призведе до втрати в'язкості та властивості цієї технологічної рідини сповільнювати реакцію з відповідними складовими гірської породи, що знизить ефективність кислотної обробки. На Фіг. показано вплив співвідношення аубазидану та енпосану на термокислотну деструкцію полімеру при температурі 60 °С. Лінія 1 - А-1 і енпосан як 2:1, лінія 2 - А-1 і енпосан як 1:1, лінія 3 А-1 і енпосан як 1:2. При переважаючому вмісті енпосану у суміші в'язкість загущеного 10 % розчину соляної кислоти з витримкою у часі повільно знижується. При переважаючому вмісті аубазидану у суміші в'язкість загущеного 10 % розчину соляної кислоти з витримкою у часі повільно збільшується. За співвідношення аубазидану та енпосану 1:1 у суміші в'язкість солянокислотного розчину протягом шести годин витримки при температурі 60 °С не змінюється. Швидкість зростання чи зменшення в'язкості під час використання суміші біополімерів є значно меншою, ніж у випадку їх окремого використання. Стабільність загущеного кислотного розчину по в'язкості протягом шести годин є достатньою для здійснення обробки. При збільшенні температури до 90 °С картина термокислотної деструкції є подібною, але стабілізація в'язкості досягається за більшого вмісту аубазидану (співвідношення аубазидану до енпосану у суміші складає 2:1). За співвідношення аубазидану та енпосану 1:2 у суміші кислотного розчину протягом шести годин витримки при температурі 60 °С спостерігається зниження в'язкості. При більшому вмісті аубазидану утворюється гель, що є недопустимим для реалізації способу. Таким чином, завдяки використанню суміші аубазидану з енпосаном або енпосамом при співвідношенні (1-2): 1 область використання загущених кислотних розчинів у порівнянні з самим енпосаном зростає від температури 60 до 90°С. Застосування загущених розчинів для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів забезпечує також збільшення глибини обробки пласта, що досягається за рахунок зниження швидкості розчинення СаСО3 кислотним розчином. Суміш біополімерів і енпосан забезпечують приблизно однаковий сповільнюючий ефект. Однак, суміш біополімерів, завдяки кращим загущуючим властивостям, забезпечує сповільнення швидкості розчинення породи при менших концентраціях, ніж енпосан. А це, при певних умовах, забезпечує економію біополімеру для проведення обробки. Енпосан (ТУ У 5800665-005-93) - полісахарид, що синтезований грам-позитивними споровими бактеріями Bacillus polumyxa (штам 993 та 145913) є кислим розгалуженим гетерополісахаридом, 5 що складається з глюкози, манози, галактози, глюкурової та піровиноградної кислот. А-1 (аубазидан) за ТУ У 24.1-30165603.010-2002, що синтезується продуцентом Aureobasidium pullulans (штам 8, 18) є нейтральним лінійним полісахаридом, який складається з глюкозних одиниць. Енпосам (ТУ У 30165603-03-2000) - полісахарид, що синтезований грам-позитивними споровими бактеріями Bacillus polumyxa на сахарозі, є кислим розгалуженим гетерополісахаридом. Розчин для кислотної обробки пласта готують наступним чином. Приклад 1. У 56,7 г (56,7 мас. %) прісної води послідовно розчиняють 5 г (0,05 мас. % енпосану та 4,95 мас. % води) культуральної рідини енпосану, що містить 1 % біополімеру, 5 г (0,05 мас. % аубазидану та 4,95 мас. % води) культуральної рідини аубазидану, що містить 1 % біополімеру та 33,3 г (10 мас. % НСl і 23,3 мас. % води) 30 %-го розчину соляної кислоти. Приклад 2. У 23,3 г (23,3 мас. %) прісної води послідовно розчиняють 20 г (0,5 мас. % енпосаму та 19,5 мас. % води) гелю енпосаму, що містить 2,5 % біополімеру, 20 г (0,5 мас. % аубазидану та 19,5 мас. % води) гелю аубазидану, що містить 2,5 % біополімеру, 33,3 г (10 мас. % НСl і 23,3 мас. % води) 30 %-го розчину соляної кислоти та 4,4 г (2 мас. % HF і 2,4 мас. % води) 45 %-го розчину фтористоводневої кислоти. Приклад 3. 1 г (1 мас. %) сухого аубазидану та 1 г (1 мас. %) сухого енпосану заливають 31,3 г (31,3 мас. %) води. Витримують розчин від 12 до 36 годин. Перемішують його до однорідного стану. При перемішуванні додають у полімерний розчин 66,7 г (20 мас. % НСl та 46,7 мас. % води) 30 %-го розчину соляної кислоти. Спосіб реалізується наступним чином: Запропонований розчин для кислотної обробки пласта в залежності від геолого-промислових умов конкретної свердловини нагнітають у пласт у вигляді або однієї порції, або послідовно двох порцій з більшим і меншим вмістом загусника, або з попереднім нагнітанням тимчасового блокуючого розчину, або з попереднім нагнітанням блокуючого розчину. Для умов однорідного за проникністю продуктивного пласта загущений розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші аубазидану та енпосану або енпосаму нагнітають у вигляді однієї порції з постійним вмістом біополімерів, який залежить від приймальності свердловини та пластової температури. Для умов неоднорідного за проникністю продуктивного пласта загущений розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші аубазидану та енпосану або енпосаму нагнітають у вигляді двох порцій кислотного розчину з різним вмістом біополімерів у кожній порції. У першій більш високов'язкій порції розчину для кислотної обробки пласта вміст біополімерів складає від 0,5 до 2 %, а у другій менш в'язкій порції - від 0,1 до 0,3 %. Таке нагнітання запропонованого розчину забезпечить 88195 6 одночасну обробку і високопроникних, і низькопроникних пропластків продуктивного розрізу. Для неоднорідного за проникністю продуктивного пласта із значним обводненням продукції свердловини (наявність обводненого пропластка ще не виявлена) розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші аубазидану та енпосану або енпосаму нагнітають з попереднім нагнітанням тимчасового блокуючого розчину. У цьому випадку використання тимчасового блокуючого розчину дозволить тимчасово блокувати або значно зменшити швидкість фільтрації рідини у високопроникний (можливо обводнений) інтервал пласта. Вимогою до тимчасово блокуючого розчину є його руйнування у пластових умовах або винесення із пласта в процесі подальшої експлуатації свердловини. З цією метою використовують різні відомі технологічні розчини, наприклад, водні розчини полімерів або розчини карбоксиметилцелюлози з деструкційними агентами. Для неоднорідного за проникністю продуктивного пласта із значним обводненням продукції свердловини (наявність обводненого пропластка вже чітко встановлена) розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші аубазидану та енпосану або енпосаму нагнітають з попереднім нагнітанням блокуючого розчину. Як блокуючий розчин використовують любий склад, що утворює водонерозчинний осад при контакті з пластовою водою, або за рахунок внутрішніх процесів гелеутворення. Можна використати розчини на основі силікату натрію або лужнополімерні розчини. Їх використання дозволяє блокувати шляхи поступлення пластової води та діяти виключно на низькопроникну ділянку пласта. Приклад 1. Запропонований розчин для кислотної обробки пласта використано на свердловині № 79 Старосамбірського родовища. Продуктивні пласти свердловини характеризуються теригенними породами невеликої товщини (до 10 м) та пластовою температурою біля 90 °С. Експлуатаційна колона діаметром 146 мм встановлена у свердловині до глибини 3815 м. Дебіт свердловини до обробки складав 6,8 т/добу при обводненні 25 %. Для підвищення продуктивності на цій свердловині використано розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів. З нафтопромислової практики відомо, що об’єм кислотного розчину при обробках свердловин складає від 6 до 12 м3. Для кислотної обробки даної свердловини об'єм запропонованого розчину прийнято 12 м3. Склад розчину для кислотної обробки пласта наступний: 10 % НСl, 3 % HF та 0,5 % суміші аубазидану та енпосаму. Оскільки пластова температура більша 80 °С, співвідношення аубазидану та енпосаму в суміші складає 2:1. Після приготування розрахованого об’єму у колону НКТ нагнітали 12 м3 розчину для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів. Після протискування в пласт, витримували розчин протягом 1,5 годин на реагування. Свердловину освоїли і запустили в експлуатацію. В результаті проведеної обробки дебіт свердловини по нафті зріс з 6,8 до 9,3 т/добу при тому ж обводненні продукції. 7 Приклад 2. Запропонований розчин для кислотної обробки пласта використано на свердловині № 81 Старосамбірського родовища. Продуктивні пласти свердловини характеризуються трьома теригенними пропластками невеликої товщини (від 2 до 7 м) та пластовою температурою біля 90 °С. Експлуатаційна колона діаметром 146 мм встановлена у свердловині до глибини 3846 м. Дебіт свердловини до обробки складав 1,7 т/добу при обводненні 19%. Для кислотної обробки даної свердловини об’єм запропонованого розчину прийнято 12 м3. Оскільки продуктивний пласт представлений трьома пропластками, для обробки використали дві порції кислотного розчину(по 6 м3 в кожній порції). Склад першої порції розчину для кислотної обробки пласта наступний: 10 % НСl, 3 % HF та 0,8 % суміші аубазидану та енпосаму. Склад другої порції розчину для кислотної обробки пласта наступний: 10 % НСl, 3 % HF та 0,2 % суміші аубазидану та енпосаму. Оскільки пластова температура більша 80 °С, співвідношення аубазидану та енпосаму в суміші складає 2:1. Після приготування розрахованого об’єму нагнітали у колону НКТ 6 м3 першого розчину та 6 м3 другого розчину для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів. Після протискування в пласт, витримували розчин протягом 2 годин на реагування. Свердловину освоїли і запустили в експлуатацію. В результаті проведеної обробки дебіт свердловини по нафті зріс з 1,7 до 4,9 т/добу при тому ж обводненні продукції. Приклад 3. Запропонований розчин для кислотної обробки пласта використали на свердловині № 223 Гвіздецького родовища. Продуктивні пласти свердловин Гвіздецького родовища характеризуються теригенними породами значної товщини (до 100 м) та пластовою температурою близько 60 °С. Дебіт свердловини складає 0,77 т/добу при обводненні 95,3 %. Для підвищення продуктивності на цій свердловині використали розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів з попереднім блокуванням обводнених пропластків. Для обробки свердловини приготували 12 м3 запропонованого розчину для кислотної обробки пласта. Глинистість продуктивних пластів даної свердловини переважає їх карбонатність. Для обробки використали розчин для кислотної обробки пласта, що містить: 10 % НСl, 3 % HF і 0,7 % суміші аубазидану та енпосаму. Оскільки пластова температура близько 60 °С, співвідношення аубазидану та енпосаму в суміші складає 1:1. Суміш для ізоляції пластової води у свердловині вибирали на основі наявних хімічних реагентів та складу пластової води. Оскільки концентрація кальцієвих та магнієвих солей у пластовій воді складає 1,86 %, використали наступний склад блокуючого розчину: 0,5 % поліакриламіду та 5 % силікату натрію. Об'єм блокуючого розчину повинен складати 25 100% від об'єму розчину для кислотної обробки пласта. Для блокування обводнених пропластків прийняли 6 м3. Об'єм пластової води, яку підготували, складав приблизно 30 м3 (чотири об’єми 88195 8 блокуючого розчину - 24 м3 та об’єм колони НКТ 6 м3). Після приготування запланованих об'ємів технологічних рідин у колону НКТ послідовно нагнітали 6 м3 суміші 0,5 % поліакриламіду та 5 % силікату натрію і 6 м3 пластової води. Затрубний простір закривали і при тиску, не вищому за тиск опресування експлуатаційної колони, нагнітали решту пластової води. При різкому збільшенні тиску нагнітання процес протискування припинили (після нагнітання 17 м3 пластової води тиск нагнітання різко збільшився з 9,0 до 17,0 МПа). Витримали свердловину під тиском протягом 24 годин для гелеутворення блокуючого розчину, після чого нагнітали 12 м3 розчину для кислотної обробки пласта. Після його протискування в пласт, витримували розчин протягом 2 годин на реагування. Свердловину освоїли і запустили в експлуатацію. В результаті проведеної обробки дебіт свердловини по нафті зріс з 0,77 до 2,3 т/добу при зниженні обводнення продукції з 95,3 до 78,4 %. Приклад 4. Запропонований розчин для кислотної обробки пласта використали на свердловині № 221 Гвіздецького родовища. Продуктивні пласти свердловин Гвіздецького родовища характеризуються теригенними породами значної товщини (до 100 м) та пластовою температурою близько 60°С. Дебіт свердловини складає 0,93 т/добу при обводненні 86,3 %. Для підвищення продуктивності на цій свердловині використали розчин для кислотної обробки пласта на основі суміші біополімерів з попереднім тимчасовим блокуванням високопроникних пропластків. Для обробки свердловини приготували 12 м3 запропонованого розчину для кислотної обробки пласта. Оскільки глинистість продуктивних пластів свердловини переважає їх карбонатність, для обробки використали розчин для кислотної обробки пласта, що містить: 10 % НСl, 3 % HF і 0,5 % суміші аубазидану та енпосаму Оскільки пластова температура близько 60°С, співвідношення аубазидану та енпосаму в суміші складало 1:1. Суміш для тимчасового блокування пластів у свердловині вибирали на основі наявних хімічних реагентів та складу пластової води. Використали наступний склад тимчасово блокуючого розчину: 2 % КМЦ600 та 1 % соляної кислоти, об'ємом 6 м3. Після приготування запланованих об'ємів технологічних рідин у колону НКТ послідовно нагнітали 6 м3 суміші 2 % КМЦ-600 та 1 % соляної кислоти і 6 м3 загущеного розчину для кислотної обробки пласта. Затрубний простір закривали і при тиску, не вищому за тиск опресування експлуатаційної колони, нагнітали решту загущеного кислотного розчину. Після його протискування в пласт, витримували розчин протягом 2 годин на реагування. Свердловину освоїли і запустили в експлуатацію. В результаті проведеної обробки дебіт свердловини по нафті зріс з 0,93 до 2,9 т/добу при зниженні обводнення продукції до 81,4 %. Технічний результат від використання розчину для кислотної обробки пласта і способу його використання полягає у проведенні більш ефективної обробки внаслідок глибокого проникнення розчину 9 88195 для кислотної обробки пласта у віддалену зону пласта, що дозволяє збільшити охоплення дією розчину для кислотної обробки пластів, які раніше Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 10 не оброблялися, а це у свою чергу дозволяє збільшити дебіт свердловини по нафті. Підписне Тираж 28 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