Кислотное воздействие на горные породы (стр. 18 )

Увеличение растворяющей способности углеводородов путем замены на ароматику также не способствует успешности промывки - всему причиной является пленочная вода на поверхности отложений.

5) для обеспечения успешности любых кислотных (НСl или НF) обработок применяют углеводородные растворители (нефть, конденсат). В основе этого приема - промывки скважины и призабойной зоны пласта - стремление предварительно очистить от углеводородных отложений каналы для проникновения кислоты в пласт. Применение растворителей дает наибольший эффект в малодебитных скважинах при обводненности до 90%. Подбор реагента для очистки скважины и ПЗП - необходимо придерживаться правила: реагент должен отмывать или десорбировать грязь с поверхности металла, силикатов и карбонатов, снижать межфазное натяжение на границе нефть-вода (при рН=6-10), способствовать удалению наиболее прочных отложений - полярных АСПО. Другое обязательное условие - лучшая адсорбируемость реагента на очищаемой поверхности, чтобы предотвратить вторичное загрязнение очищенной поверхности (металла, породы). Такими свойствами обладают углеводородные растворители с катионактивными ПАВ и водные растворы неионогенных и анионактивных ПАВ в концентрациях, превышающих пятикратные критические концентрации мицеллообразования ККМ (по справочнику). Хорошей адсорбируемостью обладают полиакриламид, сульфитный щелок, т. е. водорастворимые органические полиэлектролиты. Лучшими используемыми ПАВ, отмывающими АСПО, являются (по степени возрастания отмывающей способности): синтанол ДС-10, смачиватель ДБ (6 баллов), альфапол, синтанол ДТ-7 (7 баллов), альфапол-8с (8 баллов). Намного хуже работают в чистом виде ОП-10 и сульфонолы.

Воздействие на ПЗП растворителями. Простейший растворитель АСПО - керосин, растворяющая способность 1 м3 которого достигает 200 кг парафина или смол. Иногда используют бензин, хотя эффективность его отмечается лишь в 40-50 % обработок.

В последние годы все более широкое применение для воздействия на ПЗП находят органические растворители, как правило, побочные продукты или отходы химических и нефтехимических производств.

В качестве водопоглотителей можно подобрать большое число химических веществ. Для определенных месторождений Западной Сибири институт СибНИИНП рекомендует использовать метиловый спирт, ацетон и ацетоновые растворы кремнийорганических соединений.

Метиловый спирт (метанол, древесный спирт) СН3СООН – бесцветная жидкость. Некоторые свойства метилового спирта приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Молекулярная масса	32,04
Плотность (г/см3) при температуре, °С:
25	0,796
20	0,793
45	0,768
Температура, °С:
плавления	-97,9
кипения	64,5
вспышки	8
самовоспламенения	464
Критические значения:
температуры, °С	239,4
давления, МПа	8,02
плотности, г/см3	0,272
Стандартная молярная теплоемкость, Дж/(моль-К)	81,6
Вязкость (мПа-с) при температуре, °С:
0	0,817
25	0,547
50	0,396
Поверхностное натяжение при 20 ° С, 10-3 Н/м	22,61

Метиловый спирт смешивается в любых соотношениях с водой, этанолом, диэтиловым спиртом, ацетоном, бензолом; растворим в хлороформе.

Ацетон (диметилкетон; 2-пропанол) СН3СОСН3 - бесцветная жидкость. Свойства реагента приведены в таблице 4.2.

Ацетон неограниченно смешивается с водой, этанолом, диэтиловым эфиром, бензолом и хлороформом.

Солянокислотные обработки (СКО) наиболее широкое применение находят в карбонатных коллекторах, эффективность их достаточно высока, прежде всего, при проведении первой-второй обработок. По мере увеличения числа СКО на данной скважине эффективность существенно снижается, а чаще оказывается отрицательной. Одной из главных причин является неоднородность пласта - по проницаемости, по водонасыщенности и составу минералов, слагающих скелет породы.

Таблица 4.2

Молекулярная масса	58,08
Плотность (г/см3) при температуре, °С:
20	0,7908
25	0,7899
Температура, °С:
плавления	-95,4
кипения	56,2
вспышки	-18
самовоспламенения	465
Критические значения:
температуры, °С	236
давления, МПа	4,7
плотности, г/см3	0,373
Стандартная молярная теплоемкость, Дж/(моль-К)	125
Вязкость (мПа-с) при температуре, °С:
25	0,295
41	0,280
Поверхностное натяжение при 20 °С, 10-3 Н/м	23,7

Опытным путем установлено, что водонасыщенные известняки и пористые доломиты имеют высокую удельную поверхность, поэтому реакция нейтрализации соляной кислоты протекает чрезвычайно быстро. В этих условиях замедление реакции кислоты с карбонатами становится определяющим в успешности СКО. Даже в трещиноватых коллекторах, когда кислота движется без сопротивления, значительная часть кислоты проникает в стенки этих трещин, при этом кислота практически мгновенно нейтрализуется, т. к. удельная поверхность контакта кислоты с водонасыщенной породой очень большая. Глубина проникновения кислоты до ее нейтрализации составляет несколько сантиметров, этим обстоятельством вызвано желание ограничить впитывание кислоты стенками трещин (каналов) и без того обладающих сверхвысокой проницаемостью. Действенным способом повышения эффективности СКО при неоднородности пласта по проницаемости является технология закачки нефтекислотных эмульсий с внешней нефтяной фазой или кислотостойких водорастворимых полимеров.

В качестве замедлителя используют уксусную кислоту, добавка которой в количестве до 5 % существенно снижает скорость нейтрализации кислотности солянокислотного раствора при его контакте с карбонатными компонентами пласта.

Другим замедлителем реакции является карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - продукт обработки целлюлозы монохлоруксусной кислотой или монохлорацетатом натрия, пред­ставляет собой порошок белого или кремового цвета, сравнительно медленно растворяющийся в холодной воде. Промышленность выпускает КМЦ трех марок, которые различаются степенью полимеризации (СП) и вязкостью их растворов.

Химическая формула

[С6Н7О(ОН)3-х(ОСН2СООNа)x]n,        где n = 0,4-1,2.

Растворима в воде, в 30-40 %-ных водных растворах ацетона; нерастворима в органических растворителях.

В качестве гидрофобизатора рекомендуется использовать катионоактивные ПАВ типа катапин-А, марвелан-К (О), которые, адсорбируясь на поверхности порового пространства ПЗП, снижают смачиваемость ее водным раствором соляной кислоты, таким образом уменьшают скорость взаимодействия последней с карбонатными компонентами породы. На практике при отсутствии катионактивных реагентов используют также ПАВ неионогенного типа: ОП-10, ОП-7, реагент 4411, тержитол и анионоактивные ПАВ типа СА-ДС. Предпочтительно использовать катионоактивные ПАВ, так как они не только активные гидрофобизаторы поверхности породы, но и ингибиторы коррозии. Все ПАВ указанных типов способствуют удалению из пласта отработанной кислоты и продуктов реакции.

Реагент ССБ (сульфит-спиртовая барда) - многотоннажный отход производства целлюлозы сульфатным способом. Отдельные партии сульфит-спиртовой барды различаются по химическому составу, так как к ССБ относят такие вещества, как сульфидный щелок, литейный концентрат, литейный крепитель, сульфид-дрожжевой экстракт и сульфид-дрожжевая бражка. Хлорированная ССБ выпускается под названием хлоркалисульфитолигнин.

Товарный продукт ССБ с 50 %-ным содержанием твердой фазы имеет плотность 1,26-1,28 г/см3, кислотность рН=5,6-5,7, вязкость около 6,5 мПа•с. Обладает высокой вспенивающей способностью даже при содержаниях 0,2-0,3 %, особенно в щелочных и соленых средах. В определенных средах препятствует росту вязкости, например в буровых глинистых растворах.

4.2 Химические реагенты, применяемые при кислотном воздействии

Уксусная кислота (СН3СООН) применяется как реагент, замедляющий взаимодействие соляной кислоты с карбонатной составляющей породы, и как стабилизатор кислотных растворов, предупреждающий выпадение в поровом пространстве пласта объемистого осадка гидрата окиси железа.

Введение 4-5 % от общего количества кислотной смеси уксусной кислоты в 4-4,5 раза замедляет скорость нейтрализации основной части кислотного раствора карбонатной породы пласта.

Для предотвращения выпадения гипса в ПЗП под действием соляной кислоты на сульфатсодержащие карбонатные компоненты породы в рабочий солянокислотный раствор добавляют присадки: хлористый кальций и хлористый натрий.

Неудачные СКО часто бывают вызваны наличием ангидрита в составе известняков. Гипс (сульфат кальция) хорошо растворяется в концентрированной соляной кислоте и затем снова выпадет в осадок при нейтрализации кислоты в порах породы, осадок гипса, вновь выпавший в порах, занимает объем в 1,5-3 раза превышающий свой первоначальный объем из-за игольчатой формы (менее плотной упаковки). Большая поверхность игольчатых свежевыпавших кристаллов обладает повышенной активностью, что сопровождается осаждением разнообразных продуктов реакции, этот процесс также способствует резкому снижению проницаемости обработанной зоны, уменьшению глубины проникновения кислоты в пласт.