Кислотное воздействие на горные породы (стр. 10 )

Рассмотрим особенности избирательного кислотного воздействия на различные части разреза дифференцированно.

Обработка самой нижней части пласта, расположенной у его подошвы производится по наиболее простой методике. По этому варианту спускается лишь одна колонна труб без пакера. Нижний конец труб устанавливается на верхней границе обрабатываемого прослоя и верхней части пласта. Одновременно закачивают кислотный раствор по спущенной колонне насосно-компрессорных труб, а вспомогательную жидкость по заколонному пространству. В случае реализации мероприятия с пакером, последний устанавливают между обрабатываемым прослоем и остальной частью пласта. Использование пакера создает условия для устранения влияния случайного загрязнения фильтрующей поверхности на распределение нагнетательных жидкостей в призабойной зоне пласта.

Воздействие на проницаемый прослой в срединной части продуктивного пласта можно осуществить по беспакерному варианту. В этом случае в скважину опускают две колонны труб концентрично. Конец внутренней колонны меньшего диаметра допускают до подошвы намеченного к обработке пласта, а конец внешней колонны большего диаметра спускают до его кровли. Сначала закачивают вспомогательную жидкость по трубам меньшего диаметра, а также пространству между внешней колонной насосно-компрессорных труб и обсадной колонной. Нагнетаемая жидкость распределяется пропорционально приемистости частей пласта, расположенных ниже или выше обрабатываемого прослоя. Кислоту подают в пространство между опущенными в скважину насосно-компрессорными трубами.

При реализации пакерного варианта в скважину спускается одна колонна труб с пакером, оснащенным двумя герметизирующими элементами, которые раскрывают в кровле и подошве прослоя, намеченного для кислотной обработки. Кислотный раствор нагнетается через спущенную колонну и попадает на забой между пакерующими элементами. Вспомогательную жидкость закачивают по межтрубному пространству, при этом определенная ее часть попадает в интервал разреза выше обрабатываемого, а остаток проходит через каналы в пакере под нижний пакерующий элемент. Вместо такого пакера особой конструкции может быть использовано сочетание двух пакеров и одной муфты перекрестного течения. В случае, если обрабатывается прослой в средней части пласта при открытом забое, особенно если его диаметр больше внутреннего диаметра эксплуатационной колонны, и установка пакеров против пласта затруднена, можно воспользоваться специальным приспособлением, схема которого дана в [3].

Обработка прикровельной части пласта в залежах с водонапорными режимами позволяет вследствие эффекта, аналогичного возникающему при образовании трещины у кровли пласта, не только увеличить текущий дебит, но и продлить время безводной эксплуатации, а также и время функционирования скважины с малым содержанием воды в ее продукции, тем самым, увеличивая срок рентабельной работы нефтедобывающей скважины. Обработку прикровельной части пласта можно проводить по относительно простой методике без использования пакера, так и в соответствии с одноколонным пакерным вариантом. В отличии от воздействия на нижнюю часть пласта, раствор кислоты закачивается по затрубному пространству, а вспомогательная жидкость по спущенной колонне насосно-компрессорных труб. Прокачка кислотного раствора по затрубному пространству, обычно, вызывает возражения из-за возможной коррозии обсадной колонны и внесения в пласт солей вследствие растворения в кислоте окислов железа. По свидетельству специалистов [3], «опасения относительно коррозии, повидимому, неосновательны, а окислы железа могут быть удалены путем очистки труб».

Наряду с этим, могут быть применены и такие варианты обработки, при которых кислота с обсадной колонной не контактирует. В первом варианте (беспакерном) в скважину опускают концентрично две колонны труб. По центральной колонне нагнетается вспомогательная жидкость, а кислота – между центральной колонной и трубами большого диаметра. Пространство между обсадной колонной и трубами большого диаметра перед проведение процесса заполняется нефтью и герметизируется. В варианте два в скважину опускается колонна труб с пакером и расположенной на уровне пакера муфтой перекрестного течения. Нижний конец труб останавливается на границе обрабатываемого и необрабатываемого интервалов. Пакер устанавливается у кровли пласта. В процессе обработки кислота закачивается по опущенной колонне труб, а далее, при помощи муфты перекрестного течения переводится ниже пакера в затрубное пространство против верхней части пласта. Вспомогательная жидкость нагнетается в затрубное пространство, а после муфты перекрестного течения она движется по опущенным в скважину трубам и выходит на забой у нижнего конца этих труб. Такой вариант можно охарактеризовать как «пакерно-беспакерный», поскольку несмотря на установку пакера над пластом, нагнетаемые жидкости на забое друг от друга пакером не отделяются. Возможен также двухпакерный вариант, который отличается от описанного установкой второго пакера между обрабатываемым и необрабатываемым интервалами. В этом случае перемешивание кислотного раствора с более легкой вспомогательной жидкостью предотвращается. В случае отсутствия между ними разделяющих элементов возможно некоторое перемешивание жидкостей на забое, снижающее степень направленности. При случайных загрязнениях фильтрующей поверхности породы отсутствие пакера может привести к отклонению интервала закачки рабочей жидкости на забое от заданного.

Принципиальным преимуществом избирательной кислотной обработки является максимальное использование кислоты, достигаемое в результате ее направленного проникновения в породу. Наряду с исключением возможности попадания закачиваемого раствора в непродуктивные части пласта, можно интенсифицировать добычу из более плотных участков разреза, которые иначе совсем не будут обработаны кислотой. Точно также, если известно о наличии в пласте водонасыщенной зоны, то желательно не позволить кислоте проникнуть в последнюю.

К недостаткам избирательного кислотного воздействия следует отнести большие затраты и более сложное его выполнение. Кроме того, иногда требуется очень много времени для очистки призабойной зоны после ее обработки.

2.5 Подготовка кислотного раствора

В США (на родине метода) получаемую с завода концентрированную соляную кислоту обычно разбавляют до необходимой для обработки концентрации кислотного раствора (обычно до 15 %). Для расчета соотношений концентрированной кислоты и воды при разбавлении используется следующая формула:

                                               (2.3),

где        ? - окончательный объем разбавленной  кислоты;

с? - требуемая концентрация разбавленной кислоты;

D - плотность разбавленной кислоты;

?? - объем концентрированной кислоты;

c? - процентное содержание HCl в концентрированной кислоте;

D? - плотность концентрированной кислоты.

Сведения о плотности кислоты различной концентрации приведены в таблице. 2.3.

Приближенные соотношения между объемами концентрированной кислоты можно определить по номограмме (рис. 2.4), в соответствии с которой оценивается объем концентрированной кислоты (в литрах) для приготовления 1000 л разбавленного кислотного раствора [1].

Таблица 2.3

Плотность соляной кислоты при 15,6 ?С

HCl, %	Плотность, г/см3	Градусы Боме	HCl, %	Плотность, г/см3	Градусы Боме
1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00	1,0048 1,0097 1,0147 1,0197 1,0248 1,0299 1,0350 1,0402 1,0447 1,0500 1,0550 1,0600 1,0646 1,0702 1,0749 1,0801 1,0849 1,0902 1,0952 1,1002 1,1057	0,7 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 6,2 6,9 7,6 8,2 8,8 9,5 10,1 10,8 11,4 12,0 12,6 13,2 13,9	22,00 23,00 24,00 25,00 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 31,00 32,00 33,00 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 39,00 40,00 41,00	1,1108 1,1159 1,1214 1,1261 1,1310 1,1368 1,1422 1,1471 1,1526 1,1577 1,1628 1,1680 1,1727 1,1779 1,1827 1,1880 1,1924 1,1963 1,2008 1,2053	14,5 15,1 15,7 16,3 16,9 17,5 18,0 18,6 19,2 19,8 20,3 20,9 21,4 21,9 22,4 22,9 23,4 23,8 24,3 24,7

Рис. 2.4 Номограмма для определения объема концентрированной кислоты для приготовления 1 м3 кислотного раствора

Также концентрацию кислоты можно определять непосредственно на скважине ареометром. При этом измеряется реальная температура с целью внесения необходимых поправок на отличие измеренной температуры от температуры калибровки ареометра.

2.6 Факторы влияния

2.6.1 Свойства горных пород и пластовых флюидов

Физико-химические показатели горной породы в значительной мере определяют результаты кислотной обработки. Использование специальных реагентов улучшает действие кислотного раствора или облегчает удаление отработанного раствора после проведения обработки. Поэтому целесообразно перед проведением мероприятий исследовать образцы породы, а также нефть и воду из продуктивного интервала. Определяют пористость, проницаемость, нефте-, и водонасыщенность образцов породы в соответствии со стандартной методикой анализа кернов. Кроме того, изучают показатели растворимости для определения степени растворимости породы в процессе воздействия кислотой. Существует два основных приема определения растворимости.