Взаимодействие соляной кислоты с породообразующими элементами

Простая соляно-кислотная обработка (СКО) скелета породы

Обработка призабойной зоны нагнетательной скважины

Расчет объема СКВ

Потребность кислотного состава и его объем определяется из со­отношения:

V_KC = %-D_0Ky4-H, (8.1.1)

где V_KC— потребный объем кислотного состава, м³; D_0K — диаметр сква­жины или внутренний диаметр обсадной трубы; Н— толщина интер­вала обработки, м.

Пусть расстояние от кровли перфорированного интервала до забоя (толщина интервала обработки) Н составляет 30 м.

Внутренний диаметр обсадной трубы Д= 0,126м (146мм колонна). Необходимый объем состава будет равен:

V_KC = (3,14 ■ 0Д26² / 4) ■ 50 =0,623 м³.

Нагнетательная скважина является важнейшим элементом систе­мы разработки, через который оказывается воздействие на продук­тивный пласт, и важным элементом в цепи материальных потоков. Нагнетательная скважина связывает наземные коммуникации с про­дуктивным пластом.

Одной из особенностей ОПЗ нагнетательных скважин является возможность обработки скважины с колес, без подхода бригады КРС, при условии, что забой скважины чист. Увеличение производитель­ности нагнетательной скважины в период эксплуатации месторож­дения в режиме форсированного отбора жидкости проводится с це­лью поддержания материального баланса закачка-добьгча и является таким же важным (а то и более значимым мероприятием), как и ин­тенсификация работы добывающей скважины. Большая значимость заключается во влиянии работы нагнетательной скважины сразу на целый ряд добывающих.

Воздействие на ПЗП с целью восстановления или увеличения про­ницаемости основано на растворении привнесенных в пласт извне или образовавшихся в пласте кальматантов, а также на воздействии на скелет породы.

Ряд месторождений Западной Сибири представлены низкопрони­цаемыми (5—100 мД), сильно-заглинизированными коллекторами (Приобское: Б-11; Б-12; Приразломное: Б-4; Лемпинское, Малоба-лыкское: Б18-22; фаинская группа месторождений: Ю-1; Южно-Сур­гутское: Ю-1 и др.). Разработка указанных месторождений с приме­нением заводнения осложнена необходимостью постоянной интен­сификации работы нагнетательных скважин.

Проницаемость ПЗП существенно снижается в процессе бурения или глушения скважины при капитальном ремонте. В условиях недо­статочной подготовки закачиваемой в пласт воды в ПЗП нагнетатель­ной скважины поступает значительное количество илистых и глини­стых частиц (при закачке пресной воды), остаточной нефти (при за­качке подтоварной воды). Для удаления загрязнителей, очистки ПЗП и восстановления проницаемости применяется целый ряд обработок. Наиболее простой (и недорогой) способ — обработка кислотой.

Основным объектом взаимодействия соляной кислоты с породой яв­ляются карбонатные материалы - известняк или доломит, в том или ином количестве содержащиеся в цементирующих веществах породы. При этом происходят следующие основные реакции:

при воздействии на известняк

2НС1 + СаС0₃ = СаС1₂ + Н₂0+С0₂,

при воздействии на доломит 4НС1 + CaMg(C0₃)₂ = СаС1₂ + MgCl₂ + 2Н₂0 + С0₂.

Хлористый кальций (СаС1₂) и хлористый магний (MgCl₂) — хоро­шо растворимые в воде соли. Углекислый газ (С0₂) при пластовом давлении растворяется в воде. При обработке соляной кислотой на­гнетательной скважины продукты реакции можно не удалять из сква­жины, а продавливать в удаленные зоны пласта.

Простая соляно-кислотная обработка заключается в закачке в пласт раствора соляной кислоты с удельным расходом, зависящим от количества проведенных ОПЗ на скважине. Для первой обработки расход кислоты составляет 0,5 м³/м, для скважин, обработанных нео­днократно, удельный расход должен составлять до 1,5 м³/м.

Проведенные исследования состояния ПЗП скважин указывают

на то, что глубина повреждения пласта (глубина измененной прони­цаемости пласта) значительно превышает, принятые в расчетах. Ре­комендуемый в инструкциях Главтюменьнефтегаза СТО 51.00.026—86 объем удельного расхода реагента 1 м³ на 1 метр перфорации означа­ет проникновение кислотного состава на глубину 1,2—1,4 метра. Ус­тановленная глубина повреждения пласта во многих случаях превы­шает 3—5 метров.

Необходимый объем кислотного состава для каждой скважины рас­считывается индивидуально.

Расчет объема кислотного состава производится по формуле:

V^n-H-mWrf-tJ, (8.1.2)

где V^ — потребный объем кислотного состава, м; Н— толщина обра­батываемого интервала, м; т — коэффициент пористости пород в до­лях единиц; R^— радиус (глубина) обработка; определяется по ради­усу загрязненной зоны, который, в свою очередь, определяется по кри­вым КВД; г_ск — радиус скважины, м.

Значение параметров Н, т и Доопределяется для каждого конк­ретного случая, при этом:

- И— принимается равной эффективной толщине продуктивных отложений вскрытых данной скважиной и определяется по дан­ным каратажа;

- т — принимается равной величине эффективной пористости для каждого из разрабатываемых объектов;

- Rgg - определяется по данным геофизических и гидродинамичес­ких исследований и соответствует глубине поврежденной зоны пласта. В связи с отсутствием детальных исследований до кислот­ной обработки, величина ^задается по опыту.

Пример расчета:

М- коэффициент пористости равен 0,2; г-радиус скважины 0,2 м; Н— перфорированный интервал равен Юм; R - в результате исследо­ваний определен радиус поврежденной зоны 2,5м.

Объем кислотного раствора равен:

V_KC =3.14-10- 0,2 ■ (2,9 - 0,22) = _39мз_

Удельный расход равен 3,9м³/м.

Принятая в расчете глубина повреждения пласта не является чрез­мерно большой, наоборот, значительная часть исследований, прове­денных в ОАО "ЮНГ", показывает глубину повреждения ПЗП, пре­вышающую 3 м. Объемы используемых кислотных составов недоста-

точны. Принятый в качестве базового удельный расход 1,5 м³/м сле­дует применять в расчетах в случае отсутствия более подробной ин­формации о состоянии призабойной зоны.

Увеличение эффективности кислотной обработки нагнетательной скважины связано с увеличением глубины проникновения кислоты в пласт. Делается это следующими способами:

- увеличением объема закачиваемой кислоты;

- применением реагентов — замедлителей реакции;

- снижением концентрации кислоты;

- проведением обработки в динамическом режиме с безостановоч­ным продавливанием кислоты продавочной жидкостью — раство­ром ПАВ.

С целью снижения реакционной способности кислоты по отно­шению к породе и увеличению, таким образом, глубины ее проник­новения, концентрация кислоты выдерживается в пределах 12%. Этот прием позволяет также облегчить продвижение продуктов реакции в удаленные зоны пласта, за пределы ПЗП. Кроме того, кислота менее активна по отношению к металлу насосно-компрессорных труб. При концентрациях соляной кислоты более 15%, нейтрализованный ра­створ соляной кислоты получается более вязким, что затрудняет его удаление из пор пласта.