Соляно кислотные обработки ПЗП. Условия применения. Технология процесса. Проектирование СКО. Технические средства. Пути повышения эффективности СКО.

Механизм воздействия на призабойную зону соляной кислотой основан на ее способности вступать в химическую реакцию растворения карбонатных пород-известняков. При этом химическое взаимодействие протекает согласно следующим уравнениям:

для известняков: СаСОз + 2НС1 = СаС1₃ + Н₂О + СО₂;
для доломита: СаМg (СО₃)₂ + 4НС1 = СаС1₃ + МgС1₂ + 2Н₂О + 2СО₂.

Полученные в результате реакции хлористые кальций (СаС1₂) и магний (МgС1₂) хорошо растворяются в воде и легко удаляются из призабойной зоны вместе с продукцией скважины. Таким образом, механизм процесса заключается в том, что соляная кислота способствует образованию новых пустот и каналов за счет выноса на поверхность растворенной части пород. Естественно, это приводит к интенсификации фильтрации нефти и, как следствие, к увеличению дебита скважины. В настоящее время область применения соляной кислоты для обработок значительно расширилась. Ее используют, например:

а) для обработки призабойных зон на месторождениях с карбонатными коллекторами, а также там, где пласты представлены песчаниками с высокой степенью карбонизации (свыше 2%) с целью увеличения их дебита;

б) для обработки призабойной зоны в нагнетательных скважинах с целью увеличения их приемистости;

в) для обработки призабойной зоны с целью растворения отложений Солей;

г) для обработки термокислотным методом с целью удаления парафино-смолистых отложений.

Кроме этого, обработка соляной кислотой производится в скважинах с открытым стволом для удаления глинистой и цементной корок, для ликвидации прихвата инструмента, а также разрушения забойных пробок.

В настоящее время в нефтепромысловой практике используются следующие виды солянокислотных обработок.

1. Кислотные ванны. 2. Обычные кислотные обработки внутрипластовые, мало- и многообъемные. 3. Кислотные обработки под давлением. 4. Термохимические обработки.
5. Термогазохимические обработки. 6. Обработка жидкими взрывчатыми веществами.

7. Пепокислотные обработки. 8. Кислотные импульсные обработки. 9. Кислотоструйные обработки.

10. Гидропсскоструйные совместно с промывкой кислотой. 11. Углскислотные обработки.

12. Обработка нефтекислотными эмульсиями

Оптимальная концентрация соляной кислоты в растворе принимается равной 10-16 %. С увеличением концентрации растворяющая способность и скорость растворения возрастают, хотя при концентрации более 22 % скорость растворения уменьшается. С увеличением концентрации кислоты возрастают также коррозионная активность, эмульгирующая способность и вероятность выпадения солей в осадок при контакте кислоты с пластовой водой. При обработке малопроницаемых пород пользуются более концентрированным раствором, чем при обработке хорошо проницаемых. Для первичных обработок пористых малопроницаемых пород расход раствора составляет 0, 4-0, 6 м³ на 1 м толщины пласта, высокопроницаемых - 0, 6-1, 0 м³/м. Для вторичных обработок - соответственно 0, 6-1, 0 и 1-1, 5 м³/м. При воздействии на трещиноватые породы для первичной обработки необходимо 0, 6-0, 8 м³/м, для вторичной-1-1, 5 м³/м.

Терригенные коллекторы, цементирующим веществом в которых являются силикаты (аморфная кремниевая кислота, глины, аргиллиты), обрабатываются смесью соляной и плавиковой кислот. При растворении силикатов плавиковой кислотой образуется фтористый кремний, который в присутствии воды переходит в гидрат окиси кремния, последний при снижении кислотности раствора может превратиться из золя в студнеобразный гель, закупоривающий поры. Чтобы этого не произошло, вместе с плавиковой применяется соляная кислота, практически не реагирующая с соединениями кремния. Оптимальным считается кислотный раствор с содержанием НС1 8-10 % и НР 3-5 %, при объеме закачки глинокислоты для первичной обработки 0, 3-0, 4 м³ на 1 м обрабатываемой толщины пласта. Глинокислота применяется и при кислотных ваннах для разрушения глинистых и цементных корок.

Для обработки железосодержащих карбонатных коллекторов в раствор соляной кислоты добавляется 3-5 % уксусной или 2-3 % лимонной кислоты. Эти же кислоты используют для стабилизации железа в технической соляной кислоте.

Для обработки сульфат- и железосодержащих карбонатных коллекторов можно также использовать растворы уксусной (10 %) или сульфа-миновой (10-15 %) кислоты.

При обработке трещиноватых и трещиновато-пористых пород для увеличения охвата по толщине применяют вязкие и вязкоупругие системы: растворы, загущенные карбоксилметилцеллюлозой или сульфитспиртовой бардой, кислотные эмульсии и пены. При обработке пористых коллекторов с низкой проницаемостью используют газированные кислотные растворы и кислотные композиции с добавками катионактивных ПАВ (катапин, ка-тамин, марвелан) при дозировке 0, 2-0, 3%. Помимо улучшения фильтруемости раствора, катионактивные ПАВ гидрофобизуют породу и уменьшают межфазное натяжение на границе нефть - отработанный раствор.

Уменьшение скорости реакции кислоты с породой, а следовательно расширение зоны обработки, достигается добавлением в раствор замедлителей реакции, в качестве которых используют хлористый кальций, уксусную и лимонную кислоты. Кроме них проводят обработку эмульсиями типа кислота в углеводородной жидкости. Для обработки применяют высококонцентрированный раствор кислоты.

Для уменьшения коррозионной активности кислотных растворов применяются ингибиторы: катапин, марвелан (0, 1%), И-1-А (0, 1-0, 2%), В-2 (0, 2-0, 3%) уротропин (0, 2-0, 4%), формалин (0, 6%), уникол. Темп закачки раствора определяется из условия охвата обработкой сданного радиуса глубины обработки. Раствор при достижении этого эадиуса должен быть еще активным. Темп закачки раствора g задается большим или равным минимальному темпу закачки g_тiп (в м³/с), определяемому по формуле:

g_тiп = V_p/t_н; где t_н - время нейтрализации раствора или стабильности эмульсии, сек.

Для транспортировки и нагнетания в пласт жидкостей при кислотной обработке призабойны.х зон скважин предназначены насосные установки УНЦ1-160Х500К (АзИНМАШ-ЗОЛ) и АКПП-500, оснащенные трехплун-жерным насосом 5НК-500 с приводом от тягового двигателя автомобиля.

Установка УНЦ1-160Х500К имеет цистерну объемом 6 м³ с гуммированными внутренними стенками, разделенную на два равных отсека. Вместимость цистерны на агрегате АКПП-500 3 м³. Помимо этого агрегат АКПП-500 комплектуется кислотовозом КП-6, 5 с цистерной объемом 6, 5 м³. Для перевозки кислоты предназначены также двухсекционные цистерны на автоприцепе ЦЛК-6 объемом б м³. Для обвязки насосных установок между собой и с устьем скважины используются блоки манифольдов 1БМ-700 и 1БМ-700С, а также арматура устья 2АУ-700 и 2АУ-700СУ. Перед обработкой скважины у ее устья устанавливают необходимое оборудование и спрессовывают все трубопроводы на полуторакратное рабочее давление. В случае закачки раствора кислоты самотеком опрессовку оборудования не производят.

Сначала скважину заполняют нефтью, затем в трубы нагнетают заготовленный раствор соляной кислоты. Количество первой порции кислоты, нагнетаемой в скважину, рассчитывают так, чтобы она заполняла трубы и кольцевое пространство от.башмака труб до кровли пласта. После этого закрывают задвижку на отводе из затрубного пространства и остатки

заготовленного кислотного раствора под давлением закачивают в скважину. Кислота при этом поступает в пласт. Оставшуюся в трубах и в нижней части скважины кислоту также продавливают в пласт водой или нефтью.

После продавливания кислотного раствора в пласт скважину оставляют на некоторое время в покое для реагирования кислоты с породой, после чего пускают скважину в эксплуатацию.

Геофизические работы в нефтяных скважинах. Геофизические исследования скважин. Оценка коллекторских свойств продуктивного пласта. Исследования при проведении ГТМ. Применяемая геофизическая аппаратура.

Геофизические исследования скважин.

Электрический каротаж состоит в основном из двух модификаций: метода сопротивлений и метода самопроизвольно возникающего электрического поля (естественных, собственных потенциалов). Основными видами каротажа являются каротаж нефокусированными (обычными) зондами, в том числе боковое каротажное зондирование (БКЗ), боковой и индукционный каротаж, микрокаротаж. Сущность электрического каротажа заключается в проведении измерений, показывающих изменения вдоль кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и естественных потенциалов (ПС) для изучения геологического разреза скважины. Результаты измерений изображаются в виде кривых изменения параметров КС и ПС вдоль ствола скважины.

Под каротажом сопротивления нефокусированными зондами понимают электрический каротаж, основанный на изменении кажущегося удельного сопротивления горных пород трехэлектродными нефокусированными зондами.

Под микрокаротажом (МК) понимают каротаж сопротивления обычными градиент- и потенциал-зондами малых размеров, расположенных на прижимном изоляционном башмаке. При работе башмак с электродами прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигются частичное экранирование зонда от промывочной жидкости и уменьшение влияния ее на результат измерения.

Под боковым каротажом понимают каротаж сопротивления зондами с экранированными электродами и фокусировкой тока. Он является разновидностью каротажа по методу сопротивления с использованием зондов, в которых электрическое поле является управляемым. Различают боковой каротаж, выполняемый многоэлектродными (семь, девять электродов) и трехэлектродными зондами.

Под боковым микрокаротажем понимают микрокаротаж зондами с фокусировкой тока. На практике применяют четырех электродный, двухэлектродный и трехэлектродный боковые микрозонды. Наиболее распространенный четырехэлектродный микрозонд.

Индукционный каротаж является электромагнитным методом, основанным на измерении кажущейся удельной электрической проводимости горных пород. Индукционный каротаж выгодно отличается от каротажа обычными зондами и бокового тем, что применим не только в скважинах, заполненных промывочной жидкостью (проводящей ток), но и в скважинах с непроводяшей жидкостью (нефтью или промывочной жидкостью, приготовленной на нефтяной основе), воздухом или газам.

Диэлектрический каротаж - электромагнитный каротаж, основанный на измерении кажущейся диэлектрической проницаемости горных пород, которая численно равна диэлектрической проницаемости такой однородной непроводящей среды, показания в которой равны показаниям в данной неоднородной среде с конечным сопротивлением.

Метод потенциалов самопроизвольной поляризации основан на измерении в скважине потенциалов самопроизвольной поляризации. В скважине, заполненной глинистым раствором или водой, и вокруг нее самопроизвольно возникают электрические поля, названные самопроизвольной или собственной поляризацией.

Радиоактивный каротаж.

Геофизические методы изучения геологического разреза скважин, основанные на измерении характеристик полей ионизирующих излучений (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов элементов, называют радиоактивным каротажом. Наиболее широкое распространение получили следующие виды радиоактивного каротажа: гамма - каротаж, предназначенный для изучения естественного гамма-излучения горных пород; гамма-гамма-каротаж и нейтронный каротаж, основанные на эффекте взаимодействия с горной породой источников гамма - излучения и нейтронов.

Акустический каротаж.

Акустический каротаж основан на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах. При акустическом каротаже в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине. По типу регистрируемых акустических параметров различают акустический каротаж по скорости и затуханию.

Магнитный каротаж

Геофизические исследования, основанные на изучении магнитных свойств пород, слагающих разрезы скважин.Существуют две модификации: каротаж по естественному магнитному полю и магнитной восприимчивости.

Ядерно-магнитный каротаж основан на том, что ядра ряда элементов (водорода, фтора, алюминия, углерода - 13 и др.) обладают собственным механическим моментом (спином) и магнитным моментом, оси которых совпадают.

Применяемая геофизическая аппаратура

При электрическом и индукционном каротаже применяют различные виды зондов.

При радиоактивном каротаже применяют газоразрядный самогасящий счетчик (счетчик Гейгера - Мюллера), сцинтилляционный (люминисцентный) счетчик, пропорциональные счетчики.

При акустическом каротаже аппаратура СПАК - 4.