Кислотное воздействие на горные породы (стр. 9 )

- в неоднородных пластах со смешанной пустотностью кислота обрабатывает преимущественно поверхность трещин и каверн, обладающих лучшей коллекторской характеристикой;

- кислотной состав проникает вреимущественно в высокопроницаемые интервалы с повышенной водонасыщенностью и взаимодействует с породой в водонасыщенных прослоях, т. к вследствие различной смачиваемости пород скорость реакции кислоты с породой намного выше, чем в нефтенасыщенных.

В арсенале одной из успешных российских фирм «Expert Technology»:

- обработка модифицированными кислотными растворами;

- глубокая обработка трещиноватых коллекторов эмульгированными кислотными растворами;

- динамический кислотный гидроразрыв пластов;

- селективная кислотная обработка с использованием «отклонителей»;

- селективное кислотное воздействие самоотклоняющимися системами;

- комплексная «сеточная» кислотная обработка (сочетание различных химических составов);

- термодинамическое пенокислотное воздействие.

Путем подбора соответствующих модификаторов удается подобрать оптимизированный состав кислотного раствора, обеспечивающий:

- высокую интенсифицирующую способность;

- замедленную скорость реакции,

- большую глубину проникновения;

- равномерный профиль проникновения;

- низкую коррозионную активность;

- совместимость с пластовыми водами;

- отсутствие вторичного осадкообразования;

- стабилизацию железа (хелирование);

- предотвращение образования эмульсий;

- снижение межфазного натяжения;

- способность гидрофобизации породы.

В результате грамотного использования оптимизированного кислотного состава достигается:

- увеличение дебита нефти;

- стабилизация или снижение обводненности продукции нефтедобывающих скважин,

- беспрепятственное освоение скважины и вывод ее на выбранный технологический режим;

- длительность эффекта интенсификации.

2.2 Неоднократные кислотные обработки

Иногда целесообразно неоднократно обработать скважину двумя или несколькими порциями кислоты, а не сразу большим ее объемом. Между стадиями обработки можно удалять отработанный раствор, избегая проталкивания продуктов реакции в коллектор перед закачкой новой (новых) порции кислоты. Этот вариант кислотного воздействия с успехом применим в плотных и малопроницаемых карбонатных отложениях при более низких давлениях, чем это было бы необходимо при однократной обработке. Многократная кислотная обработка также может быть применена в известняках, в которых не исключается возможность прорыва кислоты в водонасыщенные участки, при этом неоднократное кислотное воздействие ведется с учетом возможности прекращения закачки очередной порции кислоты при появлении первых признаков воды. После каждого этапа проверяют содержание воды в отработанном растворе.

Неоднократная обработка кислотой весьма полезна при очистке призабойной зоны пласта первой порцией кислоты так, чтобы очередные порции могли проникать в коллектор при более низких давлениях. Первая порция реагирует с призабойной частью продуктивных отложений и открывает засоренные поры. После первой стадии с отработанным раствором и нефтью выносятся остатки бурового раствора из призабойной зоны. Эта зона очищается, и последующие порции кислоты относительно свободно прокачиваются через нее в удаленные от забоя участки пласта. Одновременно исключается возможность проталкивания бурового раствора глубже в пласт, как это часто имеет место при однократной обработке. Иногда при обработке пластов, в которых содержатся мелкие частички нерастворимого песка или кремнистых сланцев, легко закупоривающих поровые каналы при обычном кислотном воздействии, происходит внезапное резкое увеличение давления. В таких случаях следует откачать кислоту из колонны труб и очистить скважину прежде, чем возобновлять ее обработку. Многократная закачка кислоты отдельными порциями устраняет это затруднение, т. к. каждая следующая порция кислоты проникает в коллектор при более низком давлении и более высокой объемной скорости нагнетания.

2.3 Двухкомпонентные кислотные обработки

Для кислотного воздействия на терригенные породы использование соляной кислоты практически бесперспективно. Однако в геологическом разрезе продуктивных интервалов карбонатные породы (в большинстве своем – доломиты) содержат силикатные образования не растворимые обычной соляной кислотой. В таких случаях используют ингибированную смесь соляной и плавиковой кислот, называемую интенсифицированной кислотой. В присутствии иона фтора увеличивается скорость реакции, и эта кислота приобретает способность растворять указанные терригенные включения или собственно терригенные отложения (пески, песчаники и пр.). Рис. 2.3 иллюстрирует насколько ускоряется скорость реакции при использовании смеси HCl и HF.

Рис. 2.3 Сравнение скоростей реакции обыкновенной (1) и

интенсифицированной (2) кислот

Упомянутые силикатные образования в доломитах образуют микрокристаллические пленки кремнеземов в кристаллической структуре породы. Эти пленки мешают контакту растворимости части породы с кислотой в присутствии интенсификатора (иона фтора). Кислота может разрушить эти пленки, и реакция с растворимой составляющей коллектора проходит более полно.

Для повышения эффективности проводимых кислотных обработок используются различные возможности в зависимости от геолого-промысловых условий. Одной из таких мер является применение специальных добавок, которые предназначены для предотвращения проникновения в поры коллектора с малым диаметром. При применении таких добавок реакция закачиваемой кислоты имеет место в крупных поровых каналах, что обеспечивает относительно более глубокое проникновение кислотного раствора в матрицу породы до того, как он весь прореагирует. Такие добавки готовятся из размолотого растительного материала, закупоривающего мелкие поры. После окончания реакции «кислота-порода» эти добавки разлагаются вследствие гидролиза и возвращаются в ствол скважины вместе с отработанным кислотным раствором. Видимо, в условиях Средней Азии наиболее подходящим материалом для приготовления подобных добавок может служить имеющаяся в изобилии гуза-пая (стебли хлопчатника).

2.4 Селективная обработка продуктивных пропластков

Известно, что при кислотных обработках призабойных зон скважин, закачиваемая жидкость внедряется в выбранный интервал весьма неравномерно [2]. Прежде всего, кислота проникает в наиболее проницаемые прослои или зоны дробления. В большинстве случаев этого стараются избегать, т. е. обрабатывать эти участки не целесообразно. Для обработки только выбранных прослоев, иначе говоря для селективного кислотного воздействия или направленной закачки кислоты, предложены способы, из которых наиболее часто используется гидродинамический способ. Этот способ отличается от других предложенных подобных мероприятий одновременной закачкой кислоты в намеченный пропласток, а также какой-то вспомогательной жидкости (обычно воды, нефти и пр.) во все остальные проницаемые прослои. В результате такого процесса в прослоях, не подлежащих кислотному воздействию, возникает противодавление, т. е. возникает препятствие для фильтрации кислоты в этой части геологического разреза даже при большой вертикальной составляющей проницаемости и даже при наличии вертикальных трещин. Оценочно используемые объемы кислотного раствора и вспомогательной жидкости определяются из соотношения:

                                               (2.2),

где        Н – толщина продуктивного пласта;

hk – толщина обрабатываемого прослоя;

Rk – проницаемость обрабатываемого прослоя до начала процесса;

Rв – средневзвешенная по толщине проницаемость необрабатываемой части пласта;

µk – вязкость кислотного раствора в условиях призабойной зоны пласта;

µв – вязкость вспомогательной жидкости в условиях призабойной зоны.

Сложилось два основных вида кислотного воздействия на горные породы: нерегулируемая (неизбирательная) обработка и избирательная (селективная) обработка, при которой кислота нагнетается в выбранный интервал продуктивного пласта.

В случае реализации варианта нерегулируемой кислотной обработки раствор с ингибитором закачивается в обсадные трубы, а затем проталкивается вспомогательной жидкостью в объеме, достаточном для задавливания, в породу всей кислоты. Такая обработка проводится как при наличии, так и без насосно-компрессорных труб в скважине. Этот метод лучше всего соответствует условиям скважин с одним вскрытым продуктивным интервалом, нагнетательных скважин, газовых скважин с низким давлением или скважин малопроизводительных. К достоинствам этого вида можно отнести относительно небольшие расходы средств и времени, а также сравнительно легкое удаление продуктов реакции из нефтесодержащего коллектора. В то же время, отсутствует контроль направления движения кислоты и, наоборот, не исключается возможность попадания вспомогательной жидкости в непродуктивный интервал.

Для получения ожидаемого положительного интервала следует реализовать следующие этапы обработки:

- удалить жидкость, находящуюся в стволе скважины, если в этом есть необходимость;

- закачать буферную жидкость, если это предусмотрено планом операции. Если первая операция не осуществлялась, жидкость, находившаяся в стволе скважины будет продавлена в пласт перед кислотным раствором;

- нагнетать вслед за кислотой жидкость в расчетном объеме, обеспечивающим проталкивание кислотного раствора в породу. Давление проталкивания при этом ограничивается диаметром обсадной колонны;

- после прохождения времени, достаточного для того, чтобы вся кислота полностью прореагировала, удалив продукты реакции с помощью сваба или желонки, она откачивается насосом, с помощью компрессора, или, если, забойное давление достаточно высокое, то при фонтанировании скважины;

- при кислотном воздействии в нагнетательных скважинах желательно возобновление закачки рабочего флюида, чтобы протолкнуть отработанный кислотный раствор в удаленные участки пласта, где его присутствие не может значительно помешать последующему заводнению.