способ кислотной обработки пласта

Формула изобретения

1. Способ кислотной обработки пласта, включающий закачку в пласт в несколько циклов кислотного раствора, отличающийся тем, что в каждом цикле закачки раствора осуществляют ступенчатое повышение давления на забое до максимально возможного уровня с последующим резким его снижением, причем в течение каждого цикла изменяют градиент давления по абсолютной величине и направлению.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество циклов составляет не менее трех.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для повышения производительности эксплуатационных скважин.

Известен целый ряд способов соляно-кислотной обработки (СКО) пласта, основанных на применении различных составов кислотных смесей. Целью этих способов является замедление скорости реакции кислоты с карбонатной породой и обеспечение возможности доставки активной кислоты в более удаленную зону продуктивного пласта. Основной предпосылкой известных способов является положение о том, что в условиях высокой пластовой температуры соляная кислота полностью теряет свою химическую активность непосредственно в самой околоствольной зоне пласта, имеющей весьма ограниченные размеры. В более удаленную зону поступают лишь продукты реакции кислоты с карбонатной породой (а.с. СССР 939738, МПК Е 21 В 43/27).

В то же время промысловый опыт свидетельствует о том, что при возбуждении притока (отдувке скважины) через 8 ч и более после проведения СКО из скважины выносится значительное количество активной соляной кислоты. Это указывает на неполное ее реагирование с карбонатной породой, несмотря на то что пластовая температура при этом превышает 100^oС.

Наиболее близким к предлагаемому, принятым за прототип, является способ соляно-кислотной обработки скважин в динамическом режиме (Сучков Б.М. Соляно-кислотные обработки скважин в динамическом режиме. - Нефтяное хозяйство. - М.: Недра, 1987, 6, с. 52-56). Этот способ предусматривает создание благоприятных условий протекания реакции в пласте. При этом на поверхности карбонатной породы разрушается экранирующий слой насыщенного карбоната и нерастворимых продуктов реакции и тем самым обеспечивается подход свежих порций кислоты к зоне реакции.

Известный способ включает закачку раствора кислоты в пласт при последующем ступенчатом изменении давления на забое скважины с общей тенденцией к снижению во времени. По мнению автора, такой режим обеспечит движение раствора и продуктов реакции по направлению к забою, т.е. вынос продуктов реакции из пласта уже в процессе кислотной обработки.

Однако при осуществлении этого способа в течение всего процесса закачки кислотного раствора в пласт имеет место положительный перепад давления Р между величиной давления на забое скважины Р_заб и пластовым давлением Р_пл. В этом случае при любом значении величины перепада давления градиент давления gradP не меняет своего знака и движение жидкости будет происходить по направлению в глубь пласта, а не к стволу скважины.

Задачей предлагаемого решения является повышение эффективности СКО за счет более полной реализации химической энергии (активности) кислоты в пластовых условиях.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе кислотной обработки пласта, включающем закачку в пласт в несколько циклов кислотного раствора, при этом в каждом цикле закачки раствора осуществляют ступенчатое повышение давления на забое до максимально возможного уровня с последующим резким его снижением, причем в течение каждого цикла изменяют градиент давления по абсолютной величине и направлению, количество циклов составляет не менее трех.

В каждом цикле производят повышение и забойного давления. В конце же цикла резко снижают давление до нуля. В этот момент величина давления на забое скважины является функцией глубины скважины и плотности жидкости в колонне насосно-компрессорных труб.

В процессе каждого цикла значение градиента давления, действующего в порово-трещинном пространстве продуктивного пласта, ступенчато увеличивается, а в конце цикла - резко снижается. При этом происходит изменение знака, а значит, и направления действия градиента на противоположное.

На чертеже приведена зависимость давления закачки во времени в процессе реализации данного способа. Цифрами 1, 2, 3, 4 обозначены номера циклов. В каждом цикле происходит вначале ступенчатое увеличение положительной величины перепада давления в области А, характеризующейся превышением забойного давления над пластовым (Р_заб- Р_пл>0), с последующим его резким снижением до отрицательных значений в области Б (Р_заб- Р_пл<0), когда давление на забое упадет до величины ниже пластового. Аналогично будет изменяться и величина градиента давления gradP, действующего в порово-трещинном пространстве продуктивного пласта, ступенчато возрастая до максимальной положительной величины и резко снижаясь до отрицательных значений в конце каждого цикла. Изменение направления вектора grad P ("скважина - пласт" на "пласт - скважина") обеспечит действительно динамический режим протекания реакции кислоты с карбонатной породой, при котором будет происходить разрушение экранирующего слоя на поверхности породы. Для эффективного удаления продуктов реакции из пласта в кислотный раствор вводится неионогенное поверхностно-активное вещество.

Пример.

С целью проверки влияния изменения направления действия градиента давления на полноту отработки соляной кислоты при контакте с карбонатной породой проведен следующий эксперимент.

Образец карбонатного керна с продольной трещиной помещали в кернодержатель установки АКМ-коллектор и определяли его начальную проницаемость по воде - Ко. Затем через образец под давлением осуществляли фильтрацию водного раствора соляной кислоты и фиксировали время прохождения через образец семи последовательных порций (30 мл) жидкости. После этого определяли конечную проницаемость образца по воде - Кк и рассчитывали отношения Кк/Ко по каждому образцу и среднее значение из трех образцов в этой серии эксперимента.

Вторая серия эксперимента отличалась от первой тем, что направление движения кислотного раствора через образец после каждой порции объемом 30 мл менялось на противоположное, т.е. градиент давления изменял знак. При этом общий объем кислотного раствора, прошедшего через образец, был постоянным и равным 210 мл.

Результаты экспериментальных исследований влияния изменения направления действия градиента давления на степень нейтрализации соляной кислоты карбонатной породой приведены в таблице.

Из таблицы видно, что во второй серии эксперимента происходит значительно большее увеличение проницаемости образцов. Это доказывает, что в случае изменения знака градиента давления происходит более полная нейтрализация соляной кислоты карбонатной породой. Это подтверждает и определение остаточной кислотности в выходящей из образца жидкости, которое во второй серии было на 20-25% ниже, чем в первой.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить более полную отработку соляной кислоты в продуктивном пласте за счет неоднократных изменений абсолютной величины градиента давления. Особенно важно, что изменение направления его действия создает условия для разрушения экранирующего слоя на поверхности карбонатной породы, т.е. протекания химической реакции в динамическом режиме.