Повышение эффективности кислотных обработок

ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
 А.А. Хакимов, Р.И. Саттаров, А.В. Качурин, 2011
УДК 622.276.6
Повышение эффективности кислотных обработок скважин
химическими методами
А.А. Хакимов, Р.И. Саттаров, А.В. Качурин
(ООО «Промышленная химия», ГК «МИРРИКО»)
Increasing of the effectiveness of wells acid treatment by chemical methods
A.A. Hakimov, R.I. Sattarov, A.V. Kachurin
(Reagents for Oil Producing Business Unit (Industrial Chemistry OOO)
Mirrico Group of Companies)
The article describes the basic tasks that must be solved to improve the efficiency of acid treatments. The elaboration
of new surfactants,emulsifiers and gelling agents for such work is presented.
B
Ключевые слова: кислотная обработка, обработка призабойной зоны, загеливатель, эмульгатор, присадка, поверхностно-активные вещества (ПАВ).
Адрес для связи: info@mirrico.com
нефтепромысловой практике давно известно о технологиях интенсификации добычи при помощи кислотных составов. Наибольшая эффективность достигается в карбонатных трещинных коллекторах или гранулярных коллекторах,
но с высокой долей карбонатной составляющей [1].
Практика применения кислотных составов для повышения
продуктивности добывающих скважин показывает, что при многократном повторении обработок в одной скважине их эффективность значительно снижается. Многочисленные инженерные
изыскания, целью которых являлась модификация стандартной
кислотной обработки, позволили разработать несколько способов увеличения ее эффективности. Были предложены как технические (регулирование скорости доставки кислоты к призабойной зоне, закачка при высоком давлении), так и химические
(приготовление эмульгированной кислоты, блокирование высокопроницаемых участков пласта различными химическими буферами и др) методы. Применяемые в настоящее время методы
воздействия кислоты на породу можно условно разделить на кислотную ванну, стандартную, многообъемную, поинтервальную и
направленную кислотные обработки [2].
В пористых породах, в которых диаметр каналов составляет
сотые доли миллиметра, что соответствует проницаемости 10-12 м2,
время нейтрализации стандартной соляной кислоты определяется
долями секунды [3], поэтому одной из основных задач при проведении кислотной обработки является уменьшение скорости реакции кислоты.
Для увеличения глубины проникновения активной кислоты в
пласт применяют следующие способы снижения скорости реакции с карбонатной породой: повышение вязкости кислотных составов, замедление реакции с реагентами-замедлителями, вспенивание и эмульгирование кислоты в углеводородной среде. В
В
106
10’2011
неоднородных по проницаемости коллекторах успешно используются нефтекислотные и эмульсионно-кислотные обработки,
применяются обработки с чередующейся закачкой кислоты и полимерного состава. Поскольку по природе смачивания кислота
является гидрофильной, при обработке призабойной зоны она
будет преимущественно попадать в интервалы с повышенной водонасыщенностью [1].
Технологию кислотного воздействия необходимо выбирать,
исходя из конкретных геолого-физических условий и состояния
разработки месторождения. Главные условия – структура порового пространства и степени обводненности скважин. Для малодебитного низкообводненного фонда скважин в коллекторах порового и кавернозно-порового типов рекомендуется использовать кислотные составы с замедленными действием на горную
породу и нефтеотмывающей способностью для обеспечения глубокого проникновения кислоты в пласт. В высокообводненных
скважинах в коллекторах трещиновато-порового и трещиновато
типов целесообразно применять последовательную закачку гидрофобной эмульсии для изоляции обводненных интервалов,
затем кислотного состава с замедленным реагированием для селективной обработки низкопроницаемых нефтенасыщенных
интервалов.
Одним из распространенных способов повышения эффективности кислотных обработок является использование различных
поверхностно-активных веществ (ПАВ). При этом достигаются
повышение проникающей способности кислоты и более полное
удаление из пласта продуктов реакции. На долю ПАВ может приходиться от 15 до 50 % затрат при проведении работ по интенсификации притока.
В исследовательском центре «Миррико» была разработана и
опробована в промысловых условиях многокомпонентная присад-
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ
ка к кислоте «Катол 22А» с широким спектром действия которая,
позволяет существенно снизить поверхностное натяжение раствора кислоты на границе с углеводородной жидкостью, что способствует ее более глубокому проникновению в пласт. Реагент содержит хелатный комплексообразователь, предотвращающий образование в порах коллектора нераствор имых солей железа и других
металлов при взаимодействии кислотного состава с породой, улучшает смачивание обрабатываемой породы кислотным составом,
усиливает диспергирующее действие кислоты на асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО), снижает скорость коррозии металлических поверхностей, контактирующих с кислотным составом, закачиваемым в скважину. Проведенные в БашНИПИнефти и
ТатНИПИнефти тесты реагента «Катол 22А» показывают, что при
добавлении 3 % присадки в кислоту время воздействия на карбонатную составляющую породы увеличивается в 7 раз (рис. 1).
породой. Для замедления реакции кислоты с породой компания
«Миррико» разработала гелеобразующий агент Seurvey A1. Кислотный состав с использованием Seurvey A1 позволяет доставлять активную соляную кислоту через трещины и каверны, образовавшиеся после предыдущих обработок, к удаленным участкам
матрицы породы (рис. 2). Снижение скорости реакции с породой происходит за счет уменьшения отношения площади поверхности к объему кислоты, так как вязкая жидкость создает
более широкие каналы, уменьшая скорость массопереноса к
стенкам канала. Далее, при течении по более широкому каналу
загущенная кислота остается в ламинарном потоке при высоких
скоростях нагнетания. В результате увеличивается глубина проникновения активной кислоты в пласт. Преимуществом Seurvey
A1 в сравнении с аналогами является поддержание стабильной
вязкости, что способствует удержанию во взвешенном состоянии
продуктов реакции кислоты с породой. Высокая загущающая
способность реагента позволяет получать кислоты приемлемой
вязкости при добавлении реагента в малых массовых концентрациях (до 0,5 %).
Общим недостатком большинства гелеобразующх составов
является их плохая растворимость в кислоте. В самом негативном случае значительная часть реагента может остаться в кислоте в виде нерастворенной твердой фазы. При проектировании гелеобразователя Seurvey A1 специалисты «Миррико»
смогли добиться снижения времени полного растворения реагента в кислоте до 30 мин.
Рис. 1. Замедление реакции кислоты с карбонатом в присутствии присадки «Катол 22А» (1) и без нее (2)
Другим актуальным вопросом является воздействие на слабопроницаемые участки коллектора. На практике для решения этой
задачи предлагается использовать гидрофобные кислотные
эмульсии. В 1980–1990 гг. приготовление кислотных эмульсий
осуществлялось без использования специальных эмульгаторов, а
устойчивость эмульсий достигалась за счет АСПО, содержащихся
в нефти. Однако область применения таких составов была
ограничена небольшой глубиной скважины и пластовой температурой не выше 60 °С. Для более сложных горно-геологических
условий (высокие забойные температуры, большие глубины
скважин и толщины продуктивных пластов) требуются рецептуры кислотных эмульсий с высокими агрегативной стабильностью и термостойкостью. Кроме того, для кислотной гидрофобной эмульсии большое значение имеет время ее «жизни».
Время стабильности эмульсии должно обеспечивать проведение
технологической операции от приготовления кислотной эмульсии до ее закачки в продуктивный пласт в расчетном объеме.
Всем перечисленным условиям соответствует эмульгатор
Сleave C, производимый Группой компаний «Миррико». В результате проведения 20 обработок призабойной зоны скважин суммарная дополнительная добыча нефти составила 13114 т, средний прирост дебита нефти – 13 т/сут.
Для достижения максимальной эффективности кислотных обработок в настоящее время применяются модифицированные
кислотные составы, которые содержат специальные модификаторы, позволяющие регулировать скорость реакции кислоты с
Рис. 2. Потеря массы мрамора при взаимодействии с соляной кислотой
при добавлении Seurvey A1 (1) и без него (2)
В настоящее время в научно-исследовательском центре Группы компаний «Миррико» ведутся работы по созданию самоотклоняющей системы.
Список литературы
1. Токунов В.И., Саушин А.З. Технологческие жидкости и составы
для повышения продуктивности нефтяных и газовых скважин. –
М.: ООО «Недра-Бизнесцентр». 2004. – 711 с.
2. Roessingh H. Well stimulation the key to discoveries//Canadien
Petroleum. – 1969. – V.10. – №5. – Р. 35-39.
3. Логинов Б.Г., Малышев Л.Г.. Гарифуллин Ш.С. Руководство по
кислотным обработкам скважин. – М.: Недра, 1966. – С. 22.
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
10’2011
107