Технологія проведення кислотної обробки - методи інтенсифікації видобутку нафти на першотравневому

Технологія проведення кислотної обробки

Перед початком проведення кислотної обробки в свердловину спускають насосно-компресорні труби до забою, промивають свердловину, проводять опресовування всієї системи (від агрегату до забою) водою або нафтою на півтораразове тиск від очікуваного тиску закачування розчину в пласт. На малюнку 5 показана схема обв'язки гирла і обладнання свердловини для проведення кислотної обробки.

Малюнок 5. Схема розміщення обладнання при кислотної обробці свердловини

У схемі показаний зворотний клапан (10), який призначений для запобігання виливу кислотного розчину зі свердловини при вимушених зупинках насосів, пов'язаних з пропусками в системі, відмовою насосних агрегатів і т.д.

Після заповнення свердловини водою або нафтою, промивання і опресовування системи, при відкритому міжтрубномупросторі (засувка 3) і гирлової засувки (10) через гирлову арматуру (1) через НКТ починають закачувати в свердловину кислотний розчин насосними агрегатами (6) з ємності (7) . Закачування розчину ведуть до тих пір, поки перші порції кислотного розчину не дійдуть до забою. Після цього закривають засувку міжтрубному простору (3) і в свердловину закачують розрахункова кількість кислотного розчину з продавкі його в привибійну зону пласта (11). Потім насосні агрегати (6) зупиняють і насосним агрегатом (8) залавлівают кислотний розчин з НКТ в пласт продавочной рідиною (зазвичай тієї, якій промивали свердловину) з ємності (9).

Обсяг продавочной розчину беруть з розрахунку ємності НКТ, міжтрубному простору прифильтровой зони свердловини плюс 200-300 л додаткової рідини для того, щоб кислотний розчин кілька відтіснити від стінки свердловини всередину пласта.

Після завершення продавкі заданого обсягу кислотного розчину в пласт демонтують обв'язку гирла, від'єднують агрегати і залишають свердловину для реагування кислотного розчину з породами пласта. Час реагування кислотного розчину з породою залежить від концентрації розчину, температури і тиску в пласті, а також від складу порід (карбонатності, глинястості і так далі). Свердловину після кислотної обробки починають освоювати через 10 - 12 годин, якщо пластова температура не перевищує 40 ° С, а на свердловинах високотемпературних (100 ° С і вище) - через 2-3 години. Освоєння найчастіше проводять за допомогою компресора. Компресор в цих випадках заздалегідь транспортують на свердловину, і після демонтажу обв'язки гирла і насосних агрегатів відразу обв'язують компресор (УКП-80 або КС-100). Свердловини освоюють через НКТ, нагнітаючи газ в затрубний простір. Свердловини можуть освоюватися і іншими способами (свабірованія, промивка нафтою і так далі). Після кислотної обробки нагнетательной свердловини продукти реакції можна викинути на поверхню самовиливом свердловини або з застосуванням методу аерації (насичення рідини повітрям). У нагнітальних свердловинах промивку, опресовування системи і продавкі кислотного розчину здійснюють тієї ж водою, яку нагнітають в свердловину.

При обробці свердловин соляною кислотою кислота проникає, перш за все, в найбільш проникні частини пласта і тріщини, а погано проникні пропластки і ділянки залишаються не охоплені кислотним розчином. У таких випадках роблять повторні кислотні обробки під підвищеним тиском. Високопроніцаемие ділянки при цьому ізолюють за допомогою пакеров або закачують в найбільш проникні ділянки високов'язкі емульсії. Після цього роблять кислотну обробку, і кислота під тиском надходить в менш проникні ділянки.

На свердловинах, де інтенсивно випадають смолопарафіновие відкладення в ПЗП, ефективність кислотних обробок буде значно вище, якщо попередньо розтопити і видалити з ПЗП ці відкладення. Видалення смолопарафінових відкладень здійснюють або за допомогою прокачування гарячої нафтою, або роблять так звану термокислотні обробку.

Термокислотні обробка полягає в тому, що на забій свердловини, найчастіше, опускають магній, який при зіткненні з соляною кислотою вступає з нею в хімічну реакцію, що супроводжується виділенням великої кількості тепла. Після спуску на забій магнію (зазвичай прутки діаметром 2-4 мм, довжиною 60 см) приступають до закачування кислоти в свердловину як при звичайній обробці. Можна застосовувати і інші метали. Наприклад, при реакції соляної кислоти з твердим їдким натром виділяється 592 ккал тепла на 1 кг натрію, при реакції з їдким калієм - 450 ккал тепла, а при реакції з магнієм виділяється 4520 ккал тепла на 1 кг магнію. Після закачування першої порції соляної кислоти, призначеної для термохімічної обробки, відразу ж закачують кислотний розчин для заключної стадії відпрацювання. Після завершення реакції свердловину освоюють (видаляють продукти з пласта) і пускають в експлуатацію. Щоб солянокислотного розчин більш глибоко проник в пласт, з метою підвищення ефективності кислотної обробки застосовують пенокіслотние обробки.

Сутність пенокіслотних обробок полягає в тому, що в привибійну зону продуктивного пласта закачується не звичайний кислотний розчин, а аерувати (аерація - насичення рідини повітрям) розчин поверхнево-активних речовин з соляною кислотою у вигляді піни. При проведенні пенокіслотних обробок сповільнюється розчинення карбонатного матеріалу в кислотної піні, що сприяє більш глибокому проникненню кислоти в пласт і залученню до дренування ділянок пласта, що раніше не охоплених процесом фільтрації. Мала щільність кислотних пен (400-800 кг / м2) і їх підвищена в'язкість дозволяють значно збільшити охоплення пласта впливом кислоти всій продуктивної товщини пласта.

При пенокіслотной обробці поліпшуються умови очищення привибійної зони пласта від продуктів реакції: присутність поверхнево-активних речовин знижує поверхневий натяг як активної, так і відреагувала кислоти на кордоні з нафтою, а наявність стисненого газу в відреагував розчині, що розширюється у багато разів при освоєнні свердловини (компресором при зниженні забійного тиску), покращує умови і якість освоєння. Устаткування для закачування в свердловину кислотних пен складається з кислотного агрегату, пересувного компресора і змішувача-аератора. У аераторі відбувається перемішування розчину кислоти з повітрям і утворення піни. Ступінь аерації при обсязі повітря в м3 на 1м3 кислотного розчину зазвичай приймається в межах 15-25. При пенокіслотних обробках застосовуються такі ПАР: сульфанол, ОП-10, катапін А, дісольван і інші. Для уповільнення реакції добавки ПАР до розчину соляної кислоти становлять від 0,1 до 0,5% від обсягу розчину соляної кислоти. Обробку продуктивних пластів, складених пісковиками з глинистим цементом, проводять сумішшю плавикової (фтористоводородной) кислоти НР з соляною кислотою. Таку суміш кислот називають грязьовий кислотою або глино-кислотної. Така суміш кислот не може застосовуватися для обробки карбонатних порід або сильно карбонизовані пісковиків, тому що при її впливі на породу утворюється осад фтористого кальцію СаF2, який здатний закальматіровать поровое простір пласта. Взаємодія грязьовий кислоти з піщаником або піщано-глинистої породою призводить до розчинення глинистих фракцій і кварцового піску (частково). При взаємодії грязьовий кислоти глини втрачають пластичність і здатність до розбухання, а зваж їх у воді втрачає властивість колоїдного розчину. Обробляють свердловини грязьовий кислотою в такій послідовності. Спочатку в продуктивному пласті роблять соляно-кислотну ванну. Якщо припускають, що стінки експлуатаційної колони покриті цементної кіркою, то в розчин соляної кислоти додають 1-1,5% розчину плавикової кислоти.

Після цього в пласт закачують 10-15% розчину соляної кислоти для розчинення в привибійній зоні карбонатів. Потім свердловину освоюють з метою видалення продуктів реакції з пласта.

Після цих операцій в пласт закачують грязьову кислоту - суміш 3-5% плавикової кислоти з 10 - 12% соляною кислотою. Грязьову кислоту в пласті свердловини залишають на 10 - 12 годин і після цього звільняють свердловину від продуктів реакції. Промислові дослідження по витратометрії-дебітометріі в свердловинах виявили коефіцієнт охоплення пласта обробкою від числа проведених соляно-кислотних обробок, який зменшується зі збільшенням їх кратності. Навіть найефективніша технологія кислотної обробки не гарантує успіху без гарної очищення привибійної зони пласта від продуктів реакції. Виклик притоку з пласта повинен проводитися відразу ж після кислотної обробки, а не через кілька діб, що часто буває в промисловій практиці з технічних або організаційних причин (людський фактор). Зі збільшенням часу перебування кислоти в пласті не тільки зростає кількість нерозчинних компонентів, але і відбувається їх закріплення в порових каналах. До супутніх процесів, що приводить до утворення нерозчинних опадів, можна віднести гідроля-цію (при взаємодії речовин з водою відбувається розкладання вихідної речовини з утворенням нових з'єднань) тривалентного заліза і алюмінію, присутніх в розчині в результаті розчинення продуктів корозії металу обсадних колон і НКТ, взаємодії кислотного розчину з цементним каменем і ін.

При зниженні концентрації кислоти це викликає утворення гідратів окислів, нерозчинних в зазначених середовищах. Крім того, до складу соляної кислоти, яка застосовується для кислотних обробок, у вигляді домішки входить певна кількість сірчаної кислоти, при реакції якої з карбонатними породами утворюються солі сірчаної кислоти, що випадають в осад. Крім цього, самі породи пласта можуть містити сульфідні сполуки, які взаємодіють з кислотою і призводять до тих же результатів. Запобігти формуванню екрануючого шару з одночасним поліпшенням умов реакції кислоти з породою і очищення привибійної зони, а також підвищенням охоплення пласта обробкою, можна шляхом здійснення кислотної обробки в динамічному режимі (несталий, постійно мінливий). Сутність технології полягає в закачуванні розчину кислоти в режимі ступеневої зміни тиску на вибої свердловини і загальною тенденцією до зниження тиску в часі, що забезпечує рух розчину і продуктів реакції у напрямку до забою вже в процесі кислотної обробки. Це запобігає закріплення нерозчинних продуктів реакції в пласті і сприяє повнішому очищенню пласта від продуктів реакції.

З метою зниження доступу кислотного розчину в високопроніцаемие пропластки, канали розчинення і тріщини, а головне - для підвищення охоплення пласта обробкою, перед кислотним розчином закачується порція емульгатора типу ЕС-2, нефтехим-1. Якщо робочий кислотний розчин є вуглеводневим розчинником або в нього входять вуглеводневі компоненти, емульгатор (речовина, що забезпечує створення емульсій з змішуються рідин) додають в першу порцію кислотного розчину.

Попередня закачування емульгатора або введення його в першу порцію кислотного розчину в умовах пласта і його зворотно-поступального переміщення утворює на фронті просування робочого розчину емульсію підвищеної в'язкості, яка збільшує гідравлічний опір високопроникних ділянок пласта, тобто створює умови спрямованої обробки менш проникних прошарків. Режим зміни тиску вибирають в залежності від колекторських властивостей пласта і пластового тиску. Кращих результатів досягають при зміні тиску в циклах в інтервалі 10 - 25%. При меншій зміні тиску екранує шар на поверхні породи не руйнується, так як імпульс руху рідини в пласт дуже слабкий. Зміна тиску в циклах більш ніж на 25% також неефективно через скорочення їх числа.

Зниження забійного тиску в циклах і, відповідно, виклик припливу рідини з пласта можна здійснювати компресором, струменевим насосом або високопродуктивним ЕЦН. Найбільш переважно для цієї мети застосовувати струменевий насос.

При здійсненні процесу за допомогою струменевого насоса можна створити практично будь-які депресії на пласт. Технологічна схема проведення кислотної обробки в динамічному режимі із застосуванням струминного насоса показана на малюнку 6.

Малюнок 6. Схема технологічної операції кислотної обробки ПЗП в динамічному режимі з використанням струменевого насоса: а - розташування підземного обладнання в свердловині, заповнення НКТ кислотним розчином; б - запакеровка міжтрубному простору, закачування кислотного розчину в пласт; в - спуск в НКТ кульового клапана, прокачування рідини через струменевий насос (створення депресії); г - пріпод'ем кульового клапана і закачування кислотного розчину в пласт; 1 - НКТ; 2 - струменевий насос; 3 - пакер; 4 - хвостовик; 5 - кульовий клапан; 6 - продавочной рідина; 7 - розчин кислоти

У свердловину на НКТ (1) опускають струменевий насос (2) і пакер (3) з хвостовиком (4), довжина якого відповідає обсягу 1 - 1,5 м3. Кінець хвостовика встановлюється проти оброблюваного пласта. НКТ заповнюють інгібувати розчином соляної кислоти (рисунок 6 а), при цьому скважинная рідина витісняється в затрубний простір.

Після цього за допомогою пакера роз'єднують міжтрубний простір і цементувальних агрегатом ЦА-320 або АН-700 закачують в пласт розрахункова кількість кислотного розчину на підвищеній швидкості. Розчин кислоти з НКТ витісняється прісної або мінералізованою водою (малюнок 6 б). Потім в свердловину по НКТ спускають на скребковий сталевому дроті кульовий клапан (5). У конструкції струминного насоса використовується кулька, який спускається в комплекті з насосом або скидається в НКТ після спуску насоса. Кульовий клапан сідає в клапанне сідло і перекриває центральний канал. Слідом за цим цементувальних агрегатом при заданому тиску через НКТ струменевим насосом в затрубний простір прокачують рідина.

При цьому в привибійній зоні створюється депресія на пласт. Розчин соляної кислоти разом з продуктами реакції виходить з пласта і частково заповнює хвостовик (рисунок 6 в). Після цього піднімають кульовий клапан і через певний час (5 - 10 хвилин) розрахунковий обсяг розчину кислоти з хвостовика закачують в пласт (рисунок 6 г). Затрубний простір в цьому випадку перекривають засувкою. За вищевикладеної технології проводять кілька циклів. В кожному наступному циклі збільшують обсяг що надходить з пласта рідини, а обсяг повертається в пласт рідини зменшується. Процес триває до повного освоєння свердловини. Кислотну обробку пласта в динамічному режимі можна проводити за допомогою пересувного компресора (УКП-80 або КС-100) і спеціального клапана. Схема кислотної обробки в динамічному режимі з використанням пересувного компресора показана на малюнку 7.

Малюнок 7. Послідовність проведення кислотної обробки в динамічному режимі з використанням пересувного компресора і клапана: а - розташування підземного обладнання в свердловині, заміщення свердловини рідини на кислотний розчин; б - продавка кислотного розчину в пласт; в - спуск кульового отсекателя, витіснення повітрям свердловини рідини в міжтрубний простір; г - відтік кислотного розчину з пласта за рахунок створилася депресії; д - закачування кислотного розчину в пласт продавочной рідиною; 1 - НКТ; 2 - корпус клапана; 3 - пакер; 4 - кульовий відсікач

Кислотна обробка пласта проводиться практично в тій же послідовності, що і при використанні струминного насоса.

Спосіб кислотної обробки в динамічному режимі широко застосовується на родовищах з карбонатними.