способ обработки призабойной зоны пласта

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны пласта, включающий закачку в пласт раствора соляной кислоты с замедлителем реакции кислоты с породой пласта, отличающийся тем, что в качестве замедлителя используют совместимую с добываемой водой минерализованную пластовую воду плотностью не менее 1,05 г/см³, которой производят разбавление концентрированной соляной кислоты до требуемой концентрации перед закачкой в пласт.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам обработки призабойной зоны пласта путем закачки соляной кислоты с различными добавками, замедляющими реакцию соляной кислоты с компонентами пласта и тем самым увеличивающими глубину воздействия кислоты на пласт.

Известно использование в качестве добавки-замедлителя карбоксиметилцеллюлозы [1] - продукта обработки целлюлозы монохлоруксусной кислотой или монохлорацетатом натрия.

Другим замедлителем является уксусная кислота (1), добавка которой в количестве 4 - 5% существенно снижает темп нейтрализации кислотности солянокислотного раствора карбонатными породами.

Недостатком обоих известных замедлителей являются их дефицитность и дороговизна. Так, в пересчете на равные концентрации техническая уксусная кислота в 8 раз дороже, чем соляная. Стоимость 1 т карбоксиметилцеллюлозы составляет 3 тыс. долларов.

Целью предлагаемого способа является снижение затрат на осуществление способа.

Поставленная цель достигается описываемым способом, включающим закачку в пласт раствора соляной кислоты с замедлителем реакции кислоты с породой пласта.

Новым в способе является то, что в качестве замедлителя используют совместимую с добываемой водой пластовую воду плотностью не менее 1,05 г/см³, которой разбавляют концентрированную соляную кислоту до требуемой концентрации перед закачкой в пласт.

Как показали проведенные лабораторные испытания, раствор соляной кислоты в пластовой воде плотностью не менее 1,05 г/см³ значительно медленнее реагирует с карбонатом кальция, чем раствор такой же концентрации в технической воде. При этом пластовая вода имеется в наличии в неограниченных количествах и практически ничего не стоит. Более того, существует необходимость утилизации пластовой воды после отделения ее от нефти.

В промысловых условиях способ осуществляют следующим образом.

Раствор соляной кислоты требуемый для обработки концентрации готовят на кислотной базе, куда осуществляют поставки товарной соляной кислоты. В зависимости от вида поставляемой кислоты (техническая 35 - 31,5%-ная, абгазовая 22 - 20%-ная, товарная 31 - 38%-ная) рассчитывают необходимый для разбавления объем пластовой воды. Так, если на кислотную базу поступила соляная кислота концентрацией 30%, а в пласт закачивают кислоту концентрацией 15%, то исходную концентрированную кислоту следует разбавить в 2 раза. С учетом общего объема солянокислотного раствора, который необходимо закачать в пласт, например 10 м³, для этого потребуется 5 м³ 30%-ной кислоты и 5 м³ пластовой воды. Пластовую воду используют плотностью не менее 1,05 г/см³. При этом она должна быть совместима с добываемой водой по ионному составу: нельзя использовать для разбавления соляной кислоты пластовую воду хлоркальциевого типа при разработке пластов, содержащих воды сульфатно-натриевого типа, например воду девонского горизонта Татарстана при закачке в башкирский ярус тех же месторождений, так как при смешении вод этих горизонтов может выпасть осадок гипса. В полученный раствор соляной кислоты рекомендуется добавить ингибитор коррозии и другие необходимые добавки.

После тщательного перемешивания раствор кислоты добавляют на скважину и закачивают в призабойную зону.

Предлагаемый способ испытывали в лабораторных условиях. При этом были использованы следующие материалы.

1. Товарная соляная кислота концентрацией 34% (HCl), ГОСТ 857-57.

2. Уксусная кислота (CH₃COOH) концентрацией 98%, ГОСТ 6968-54.

3. Пластовая вода девонского горизонта плотностью 1,18 г/см³ следующего ионного состава, г/л: хлор 163, сульфат 0,03, бикарбонат следы, кальций 24,5, магний 3,0, натрий и калий 74,5.

4. Карбонат кальция (CaCO₃), молотый, фракция 0,6 - 1,0.

5. Техническая вода (вода р. Камы).

Ход эксперимента. Готовили растворы HCl одной и той же концентрации (0,7%) в технической и пластовой воде и последовательно одинаково разбавляли их теми же водами. Замеряли pH полученных растворов на pH-метре (METLER DELTA 345). Для сравнения с прототипом были проведены замеры pH растворов соляной кислоты в сочетании с уксусной. Для этого изначально готовили раствор 15% HCl + 5% CH₃COOH, как рекомендуется в прототипе, для обеспечения возможности замера pH на pH-метре также разбавили его в 10 раз и далее замеряли его pH при разбавлении технической водой в таких же соотношениях, как предыдущие растворы. Полученные результаты представлены в таблице.

Как видно из приведенных данных, при одинаковом разведении растворов кислоты на технической и пластовой водах pH меняется неодинаково, а именно в растворах HCl в пластовой воде pH при разбавлении повышается намного меньше, чем в растворах HCl в технической воде. Из этого можно сделать вывод, что раствор HCl в пластовой воде обладает в какой-то степени буферными свойствами, а следовательно, реакция этого раствора в пласте также будет протекать медленнее, чем раствора HCl в технической воде.

Сравнение с прототипом также показывает преимущество предлагаемого способа. Это объясняется тем, что при большом разбавлении солянокислотного раствора, что имеет место в пласте, концентрация уксусной кислоты становится недостаточной для проявления замедляющего действия. По предлагаемому же способу по мере разбавления соляной кислоты концентрация пластовой воды не изменяется или уменьшается незначительно, если в пласт закачивают пресную воду.

Путем измерения pH были также проверены скорости взаимодействия соляной кислоты в технической и пластовой воде с карбонатом кальция. Для этого готовили 0,7%-ные растворы HCl в технической и пластовой водах. В каждом из этих растворов проводили реакцию кислоты с карбонатом кальция, взятым в избытке, замеряя в определенные промежутки времени pH растворов.

На чертеже представлены графики изменения pH растворов HCl в технической (кривая 1) и в пластовой (кривая 2) воде при нейтрализации их карбонатом кальция во времени.

Как видно из чертежа, кривая 1 идет значительно круче кривой 2, т.е. за один и тот же промежуток времени прирост pH в растворе HCl в технической воде больше, чем в растворе HCl в пластовой воде. Так, через 1500 с от начала реакции прирост pH для HCl в технической воде составил 2,28 ед., в то время как для раствора HCl в пластовой воде прирост pH за тот же промежуток времени составил 0,71 ед.

Таким образом, проведенные эксперименты убедительно показали эффект замедления реакции нейтрализации растворов соляной кислоты в пластовой воде по сравнению с технической.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа обработки призабойной зоны заключается в том, что он позволяет увеличивать глубину обработки при значительном сокращении затрат. Кроме того, предлагаемый способ решает также эконологическую задачу утилизации пластовых вод.