способ обработки призабойной зоны пласта

Формула изобретения

Способ обработки призабойной зоны карбонатного пласта, включающий закачку в пласт раствора гидроксида щелочного металла, затем раствора соляной кислоты и освоение скважины, отличающийся тем, что после закачки в пласт раствора гидроксида щелочного металла производят снижение давления в скважине для выноса продуктов реакции из призабойной зоны пласта и скважины, причем к раствору соляной кислоты добавляют оксиэтилендифосфоновую кислоту в количестве 0,05 мас.%, или тетранатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - трилон «В» в количестве 0,01 мас.%, или ортофосфорную кислоту в количестве 1,5 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам интенсификации нефтяных скважин с использованием разъедающих веществ, и может быть использовано при обработке призабойной зоны пласта.

Известны способы обработки призабойной зоны пласта с помощью кислот (соляной, азотной, фосфорной, плавиковой) или их смесей (см. Сидоровский В.А. Вскрытие пластов и повышение продуктивности скважин. М.: Недра, 1978, с.256).

Недостатком этих способов является, во-первых, способность образования сильных трудноудалимых кольматантов - коллоидных и твердых продуктов реакций, в частности гидрогеля кремнекислоты и фторидов кальция, железа и др., а во-вторых, химическое разрушение герметизирующего цементного камня, которое обычно сопровождается заколонными перетоками жидкостей и газов.

Известен также способ обработки призабойной зоны карбонатного пласта, в котором используется состав, включающий водный раствор уксусной кислоты СН₃СООН в количестве 5-7 мас.%, побочный продукт конденсации изобутилена с формальдегидом в присутствии серной кислоты при производстве изопрена - диметилдиоксан ДМД в количестве 35-40 мас.%, 20%-ный водный раствор соляной кислоты HCl, описанный в патенте RU 2254463, кл. Е21В 43/27, 2005.06.20.

Недостатком этого способа является невысокая эффективность обработки призабойной зоны из-за: применения серной кислоты, поскольку она опасна гипсованием; применения кислот, при контактировании которых с нефтью, вязкость последней возрастает; образования трудноудалимых кольматантов в результате реакции закачиваемых компонентов состава с карбонатными породами в условиях низкой скорости фильтрации высоковязкой нефти.

Известен также способ обработки призабойной зоны карбонатного пласта, в котором используется состав, включающий 20%-ный водный раствор соляной кислоты в количестве 22-28 мас.%, 98%-ный водный раствор уксусной кислоты в количестве 7-8 мас.% и растворитель на основе вторичных продуктов предприятий нефтепереработки - легкую пиролизную смолу ЛПС кислоты в количестве 65-70 мас.% (см. патент RU, 2269563, кл. С09К 8/72, 2006.02.10.).

Недостатком этого способа является невысокая эффективность обработки призабойной зоны из-за: применения кислот, при контактировании которых с нефтью, вязкость последней возрастает; образования трудноудалимых кольматантов в результате реакции закачиваемых компонентов состава с карбонатными породами в условиях низкой скорости фильтрации высоковязкой нефти.

Из известных способов наиболее близким к заявляемому является способ обработки призабойной зоны пласта по патенту РФ 2198290, кл. Е21В 43/27, 2003, в котором увеличение размеров пор и, следовательно, проницаемости призабойной зоны пласта достигается за счет растворения минералов цемента и части скелета коллектора. В скважину последовательно закачивают четыре водных раствора в последовательности: щелочной и 2 кислотных, и разделяющий их буферный. Закачку кислотного раствора производят в два этапа, сначала содержащий соляную, затем плавиковую кислоту, и освоение скважины без выдержки растворов на реагирование в пласте, буфером разделяют кислотные растворы, в качестве буфера закачивают газ. Концентрацию растворов принимают с обеспечением минимальной вязкости продуктов при сохранении реактивной способности кислот, концентрацию соляной кислоты в растворе принимают в количестве 8-10 мас.%, а плавиковой в количестве 6-8 мас.%.

Недостатком этого способа является то, что при обработках пласта растворами, содержащими плавиковую и соляную кислоту, при реакции с кальцийсодержащими породами плавиковая кислота образует труднорастворимые кольматанты, например фторид кальция, трудноудаляемые гидрофториды из пласта, а также происходит разрушение герметизирующего цементного камня.

Техническим результатом является устранение недостатка прототипа, т.е. повышение эффективности обработки призабойной зоны пласта путем предотвращения осадкообразования продуктов реакции раствора соляной кислоты с породой призабойной зоны пласта.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки призабойной зоны карбонатного пласта осуществляют закачку в пласт раствора гидроксида щелочного металла, затем раствора соляной кислоты и освоение скважины. Согласно изобретению после закачки в пласт гидроксида щелочного металла проводят снижение давления в скважине для выноса продуктов реакции из призабойной зоны пласта, причем к раствору соляной кислоты добавляют оксиэтилендифосфоновую кислоту ОЭДФ в количестве 0,05 мас.% или тетранатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - трилон «В» в количестве 0,01 мас.%, или, ортофосфорную кислоту в количестве 1,5 мас.%.

Способ осуществляется следующим образом: производят закачку в карбонатный пласт раствора гидроксида щелочного металла, в качестве которого можно использовать КОН или NaOH. После этого для декольматации призабойной зоны пласта продуктами реакции производят в скважине снижение давления, обеспечивающее вынос продуктов реакции из призабойной зоны пласта и скважины. Однако снижение давления в скважине не должно приводить к разрушению скелета породы призабойной зоны пласта. Затем производят закачку раствора соляной кислоты с добавкой оксиэтилендифосфоновой кислоты в количестве 0,05 мас.% или с добавкой тетранатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты - трилон «В» в количестве 0,01 мас.%, или ортофосфорную кислоту в количестве 1,5 мас.% и проводят освоение скважины.

Положительным свойством щелочей является омыление ими жирных кислот, содержащихся в нефти, вследствие чего вязкость нефти снижается, и гидрофилизация породы-коллектора. В качестве щелочи наиболее целесообразно применение гидроксида натрия (каустической соды, едкого натрия), который хорошо растворяется в воде (максимальная концентрация при 20°С - 50%, при 80°С - 70%), будучи сильным электролитом, легко диффундирует и имеет максимальную активность по отношению к минералам кремнезема и силикатам при температурах 75-80°С.

Применение раствора соляной кислоты направлено на повышение пористости и проницаемости призабойной зоны пласта путем растворения скелета и карбонатного цемента призабойной зоны пласта. Добавки к раствору соляной кислоты - оксиэтилендифосфоновая кислота в количестве 0,05 мас.% или тетранатриевой соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - трилон «В» в количестве 0,01 мас.%, или ортофосфорная кислота в количестве 1,5 мас.% - обеспечивают предотвращение осадкообразования продуктов реакции раствора соляной кислоты с породой призабойной зоны пласта.

Эффективность в предлагаемом способе достигается тем, что использование добавок: оксиэтилендифосфоновой кислоты или тетранатриевой соли, этилендиаминтетрауксусной кислоты или ортофосфорной кислоты, к раствору соляной кислоты позволяет предотвращать осадкообразование продуктов реакции раствора соляной кислоты с породой призабойной зоны пласта, а снижение давления в скважине после обработки призабойной зоны пласта гидроксидом щелочного металла позволит декольматировать призабойную зону пласта. Предлагаемые добавки доступны и широко используются в легкой промышленности. Предложенные добавки отличаются своей химической активностью.

Объемы растворов определяют по обычной методике исходя из выбранного условного радиуса обработок призабойной зоны эффективной мощности пласта и пористости коллектора, а концентрацию рабочего щелочного раствора - из количества щелочерастворимых минералов цемента коллектора. Концентрации кислотных растворов не рассчитываются, так как они, по результатам лабораторных экспериментов, оптимизированы, с точки зрения содержания растворенных веществ в продуктах реакции. Все применяемые в заявленном способе вещества известны, все они применяются для тех же или сходных целей, однако концентрации и метод их разделения, а также процесс удаления продуктов реакции из призабойной зоны пласта существенно отличают заявляемое решение от известных, включая прототип, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям «изобретательский уровень» и «новизна».

Заявляемый способ проверен лабораторными экспериментами и испытан в промышленных условиях на 4 скважинах. Лабораторные эксперименты состояли в последовательном прокачивании через водо- и керосинонасыщенные образцы в пластовых или близких к ним условиях (Робж.=9,5 МПа, Рвх.=5,5-7,5 МПа, Р=1-7 МПа, Т=75-80°С.) раствора гидрооксида натрия в количестве 10-20 мас.%; газ; раствора соляной кислоты в количестве 7-10 мас.% с последующим реверсированием (обратным движением отработанных растворов) и измерением проницаемости по воде или керосину до и после эксперимента. В результате экспериментов проницаемость увеличилась на 35-85% и более.

В результате промышленных обработок скважин по предложенному способу были получены следующие результаты, которые представлены в таблице.

Таблица
№ скважин	Вид работ	До обработки	После обработки
Ндин., м	Дебит, т/сут	Ндин., м	Дебит, т/сут
17512	NaOH=HCl+ОЭДФ	1985	5,8	2062	11,82
16% 10% 0,05%
17512	КОН=HCl+ОЭДФ	1985	5,8	2062	11,82
16% 10% 0,05%
18466	NaOH=HCl+Трилон «В»	1240	2Д	1274	4,64
12% 9% 0,01%
11288	NaOH=HCl+Н 3РО4	1812	4,32	1823	8,41
14% 8% 1,5%
10533	NaOH=HCl+HF	2389	1,68	2401	2,87
15% 9% 0,05%