Другие виды кислотного воздействия

 

На практике достаточно широко применяются, кроме обычной СКО, другие виды кислотного воздействия, которые отличаются от нее технологией их реализации. Рассмотрим некоторые из них.

 

 Кислотные ванны

Проведение кислотных ванн в основном следует рассматривать как операцию подготовительного характера для обеспечения наиболее эффективного проведения последующих кислотных обработок с задавливанием кислоты в пласт.

Основная цель кислотных ванн - очистка ПЗС от остатков глинистой корки, цементных частиц (при цементировании обсадной колонны выше продуктивного горизонта), отложений солей пластовой воды и др. Объем кислотного раствора должен равняться объему скважины от подошвы до кровли коллектора. Закачка расчетного объема раствора ведется при давлении, определяемом сопротивлениями в системе без задавки его в ПЗС. Концентрация раствора для кислотных ванн выше и достигает 20%. Это связано с тем, что при кислотных ваннах не происходит перемешивания раствора на забое. Время нейтрализации при таких обработках выше, чем при обычной СКО, и достигает 16-24 ч.

Перед производством кислотных ванн скважину следует очистить от забойной пробки. При наличии на поверхности открытого ствола скважины значительных масс цементной корки необходимо добиться максимального удаления ее механическим путем, например проработкой расширителем, уплотненной пулевой или торпедной (но не кумулятивной) перфорацией. Обрушенный со стенок забоя материал корки извлекается затем желонкой или с помощью помпы.

Механическое удаление основной массы цементной корки необходимо потому, что не только соляная кислота, но и смесь ее с плавиковой (глинокислота) не способны растворить сколько-нибудь значительных сплошных масс цементного камня. Небольшие же остатки цементной корки отделяются от стенок соляной кислотой вследствие растворения граничащей с коркой поверхности карбонатной породы пласта.

 

 Кислотные обработки под давлением

Этот вид обработок предназначен для повышения эффективности кислотного воздействия на призабойные зоны неоднородного по проницаемости коллектора. При обычной СКО кислотный раствор проникает в хорошо проницаемые разности, а зоны пониженной проницаемости фактически остаются необработанными. Технология СКО под давлением отличается от обычной обработки тем, что сначала проводится гидродинамическое исследование скважины со снятием профиля притока (приемистости) с целью установления зон повышенной проницаемости и поглощающих трещин. После этого скважина обычным образом готовится к обработке. Затем в скважину до кровли продуктивного горизонта спускается колонна НКТ, на конце которой размещен пакер с якорем. В определенный момент времени колонна пакеруется и заякоривается во избежание повреждения обсадной колонны выше продуктивного горизонта высоким давлением закачки кислотного раствора. После этого проводится закупорка высокопроницаемых разностей закачкой в них высоковязкой нефтекислотной эмульсии. Нефтекислотная эмульсия готовится на скважине из смеси 12%-го раствора НС1 и нефти, при этом используется центробежный насос штатной техники (автоцистерны). Соотношение компонентов эмульсии таково: 70% по объему - кислотный раствор, 30% по объему - дегазированная нефть. Если дегазированная нефть легкая, к ней добавляют, например, окисленный мазут, гудрон и др. С целью получения хорошего качества эмульсии к ней добавляют эмульгирующие вещества. Вязкость образующейся эмульсии зависит от дисперсности ее компонентов, т.е. от времени перемешивания. При достаточно длительном времени перемешивания получают мелкодисперсную эмульсию с вязкостью до 10 Па∙с. Полученная таким образом нефтекислотная эмульсия закачивается в призабойную зону, проникает в зоны повышенной проницаемости и заполняет их. Продавка эмульсии ведется при открытой задвижке на затрубном пространстве до момента, пока эмульсия не достигнет кровли продуктивного горизонта (башмака НКТ). После этого производят пакеровку и заякоривание НКТ и закрывают затрубную задвижку. Если в НКТ закачан расчетный объем кислотного раствора, то продавка эмульсии осуществляется кислотным раствором. Давление закачки увеличивается, и эмульсия проникает в зоны повышенной проницаемости. По достижении границы раздела «нефтекислотная эмульсия-кислотный раствор» башмака НКТ давление закачки вновь возрастает. Под действием повышенного давления кислотный раствор закачивается в низкопроницаемые разности, что существенно увеличивает охват пласта процессом кислотного воздействия. Объемы нефтекислотной эмульсии рассчитываются по результатам гидродинамического исследования скважины, профилей притока (приемистости), а также коллекторских свойств обрабатываемой зоны пласта. Все остальные технологические операции не отличаются от таковых для обычной кислотной обработки.

При обработке у скважины устанавливают агрегат подземного ремонта и оборудование для проведения процесса: насосный агрегат, цементировочный агрегат, несколько емкостей. На рисунке показана схема обвязки оборудования.

 

Рисунок - Схема обвязки наземного оборудования при кислотных обработках под давлением:

1 - кислотный агрегат: 2 - вспомогательный насосный агрегат; 3, 6 - емкость; 4, 7, 8 - стационарная емкость; 5, 10 - насос; 11 – скважина

 

 Термокислотная обработка

 

Предназначение термокислотной обработки заключается в повышении эффективности кислотных обработок карбонатных коллекторов, когда в процессе эксплуатации скважин в призабойной зоне отлагаются асфальто-смоло-парафиновые (АСП) вещества, блокирующие карбонатную породу для нормальной реакции ее с кислотным раствором. Эффективной кислотная обработка будет только в том случае, если предварительно удалить с поверхности карбонатной породы асфальто-смоло-парафиновые отложения (АСПО). Удаление АСПО возможно в процессе промывки после их расплавления. Расплавление АСПО достигается за счет экзотермической реакции взаимодействия соляно-кислотного раствора НС1 с магнием или его сплавами:

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑+Q_Т,                            

где Q_Т - количество теплоты, выделяющееся при реакции, кДж.

Хлористый магний остается в растворе. Количество выделяющейся при реакции теплоты Qт зависит от многих факторов:

· концентрации и количества кислотного раствора;

· количества магния и его вида (магниевая пыль, крошка, стружка или бруски);

· степени нейтрализации раствора и т.д.

Установлено, что при взаимодействии 1 кг Mg с 18,61 л 15% раствора соляной кислоты достигается полная нейтрализация раствора и полный расход магния. При этом выделяется 18987 кДж теплоты.

Максимально возможное повышение температуры при полной реакции составляет примерно 243°С, т.е. эта температура вполне достаточна для расплавления АСПО и очистки ПЗС.Температура нагрева жидкости регулируется количеством магния и скоростью закачки кислотного раствора.

Термокислотная обработка проводится с использованием специального скважинного реактора, схема которого представлена на рисунке, а принцип действия понятен из рисунка.

Рисунок - Схема скважинного реактора:

1 - резьба для соединения с НКТ; 2 - камера для загрузки металлического магния; 3 - решетка; 4 - конус; 5 - отверстие для выхода нагретых жидких продуктов реакции; 6 - максимальный термометр

 

Скважины обрабатывают в следующем порядке:

1) заполняют скважину нефтью;

2) внутрь колонны насосно-компрессорных труб на штангах опускают реакционный наконечник, загруженный необходимым количеством магния. Обычно количество магния составляет 40 кг, при большой толщине пласта до 100 кг. Магний загружают в виде прутков диаметром порядка 30 мм. Для повышения эффективности процесса применяют магний в виде стружки или гранул, однако при этом необходимо использовать специальные дозирующие устройства;

3) закачивают первую порцию раствора соляной кислоты, необходимую для первой - тепловой фазы обработки. При этом соляная кислота нагревается за счет реакции с магнием. Расход жидкости в первой фазе определяют исходя из количества выделяющегося тепла при химической реакции. Режим закачки должен обеспечивать температуру кислоты, про-реагировавшей с магнием, 75°С, при этом она должна быть достаточно активной для реакции с породами пласта, поскольку после реакции ее концентрация уменьшается. Так, при использовании 15 %-ного раствора кислоты после реакции его с магнием и нагреве до 75°С активность раствора соответствует 12%-ной концентрации;

4) без остановки закачки при максимальной подаче насосов закачивают раствор кислоты для заключительной стадии обработки;

5) в скважину нагнетают продавочную жидкость и продавливают кислоту из полости НКТ в пласт. После этого скважину выдерживают, как при обычной кислотной обработке;

6) прямым или обратным способом скважину промывают и пускают в эксплуатацию.

Расход магния на одну обработку колеблется от 40 до 100 кг, расход 15% кислотного раствора - до 10 м3.

С целью снижения коррозии металла кислотный раствор ингибируется формалином (0,5% по объему), а стабилизируется уксусной кислотой (до 1,5% по объему). При такой обработке использование уникода нежелательно, т.к. он снижает скорость растворения магния.