Увеличение проницаемости призабойной зоны

        Термохимические солянокислотные обработки ПЗС эффективны в скважинах с низкими пластовыми температурами, в призабойной зоне которых наблюдается отложение твердых углеводородов (смолы, парафины, асфальты). Этот вид бработки может быть применен как для карбонатных коллекторов, так и для терригенных при достаточно высокой их карбонатности.

         На обустроенных нефтяных промыслах, на которых проектируются кислотные обработки скважин (СКО), как правило, сооружаются кислотные базы с соответствующими подъездными путями (включая железнодорожную ветку), насосными помещениями, лабораторией, гуммированными емкостями, складскими помещениями, душевыми и помещениями для бригады,а также при

необходимости и котельными для подогрева растворов в  зимнее время.

        На скважины рабочий раствор доставляется в автоцистернах 4ЦР емкостью 9,15 м3 или УР-20 емкостью 17 м3. Для перевозки концентрированных неингибированных кислот емкости должны быть гуммированы. Для перевозки ингибированных кислот достаточно покрытия этих емкостей химически стойкими эмалями. На скважинах часто используют передвижные емкости (на салазках) объемом 14 м3, которые в зимних условиях работы оборудуют змеевиком для обогрева растворов паром. Для перекачки кислот используются только специальные кислотоупорные центробежные насосы с подачей от 7 до 90 м3/ч и напора от 8 до 30м.

       Для закачки ингибированных растворов кислоты в пласт используется, например, специальный насосный агрегат «Азинмаш ЗОА». на автомобильном шасси с гуммированной резиной цистерной, состоящей из двух отсеков емкостью 2,7 м3 и 5,3 м3, а также с дополнительной емкостью на прицепе с двумя отсеками

 

 

по 3 м3 каждый. Агрегат снабжен основным трехплунжерным горизонтальным насосом высокого давления 4НК500 одинарного действия для закачки кислоты в скважину. Насос имеет привод через специальную коробку от основного двигателя автомобиля мощностью 132 кВт. Конструкция силового насоса предусматривает сменные плунжеры диаметром 110 и 90 мм. Насосы обеспечивают подачу от 1,03 до 12,2 л/с и давление от 7,6 до 50 МПа в зависимости от частоты вращения вала (5 скоростей от 25,7 до 204 в мин-1).               Наряду с основным агрегатом при кислотных обработках скважины используют цементировочные агрегаты ЦА-320М, а также насосный агрегат для гидроразрыва АН-700.

        Для предотвращения быстрого изнашивания агрегатов при прокачке даже ингибированного раствора кислоты необходима обязательная их промывка водой

непосредственно после завершения работ. В промывочную воду желательно добавлять тринатрийфосфат в количестве 0,3- 0,5 % для лучшей нейтрализации остатков кислоты. Силовой насос агрегата может забирать жидкость не только из емкостей, установленных на платформе агрегата «Азинмаш ЗОА», но и спомощью резиновых шлангов откачивать ее из емкостей на автоприцепе и из передвижных емкостей.

         При кислотных обработках используется дополнительно цементировочный агрегат ЦА-320М в качестве подпорного насоса, подающего жидкость на прием силового насоса агрегата «Азинмаш ЗОА».

         Кроме того, агрегат ЦА-320М со вспомогательным ротационным насосом

низкого давления и двумя  емкостями на платформе позволяет  перемешивать растворы кислоты при введении в них различных реагентов, а также при необходимости перекачки растворов из одних емкостей в другие.

        Ротационный насос используют также при приготовлении нефтекислотных эмульсий для закачки в поглощающие интервалы с целью расширения охвата обработкой большой толщины пласта. Для создания более высоких скоростей закачки, если подачи одного агрегата при данном давлении оказывается не достаточно, используют два и более параллельно работающих агрегатов.

 

 

 

      Устье скважины при обработке под давлением оборудуется специальной головкой, рассчитанной на высокие давления, с быстросъемными соединениями. Головка скважины с обязательным обратным клапаном и задвижкой высокого давления соединяется с выкидом насосного агрегата прочными металлическими трубами. Обычно в этих случаях используется оборудование для гидравлического разрыва пласта или пескоструйной перфорации.

      При термокислотной обработке используются реакционные наконечники,

изготавливаемые из обычных  нефтепроводных труб диаметром 100 и 75 мм.

      Внутренняя полость трубы загружается магнием в виде стружки или в виде брусков, а ее поверхность перфорируется мелкими отверстиями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           2.Термохимическая  обработка

 

          Термокислотное воздействие – двухэтапный процесс. Первый этап – термохимическая обработка, а второй – обычная (или под давлением) солянокислотная обработка.

        Термохимическое воздействие на прискважинную зону – процесс подачи на забой скважины соляной кислоты, нагретой в результате взаимодействия с металлом. В качестве реагирующего с НСl обычно используют магний или его сплавы (МЛ-1, МА – 1 и др.), которые в специальном наконечнике устанавливают в обрабатываемом интервале.   

           Эти виды обработок используют  на объектах, где обычные соляно-кислотные обработки(СКО) малоэффективны, например, вследствие слабого протекания химических реакций в холодной среде. Совместное действие температуры и кислоты очень эффективно в скважинах с отложением парафина и асфальто-смолистых веществ, в доломитизированных слабопроницаемых коллекторах и т.д.

       Термохимическое  воздействие применяют в скважинах  с открытым забоем и при  невысокой пластовой температуре  дл 400 С.

         На практике рекомендуется соотношение  70 – 100 л 15 % - ной HCl на 1 кг Mg. При  этом температура на выходе  из наконечника будет около  75-95 0С, а остаточная концентрация HCl 11-12 %.

        Термохимическая обработка особенно эффективна при наличии в составе нефти парафина, смол и асфальтенов, закупоривающих поры продуктивного пласта в прискважинной зоне. Обычно в перфорированной части пласта на НКТ устанавливают контейнеры (реакционные наконечники) различной конструкции, заполненные магнием в виде стержней. Обрабатываемый интервал отпакеровывается и через контейнер производят закачку соляной кислоты. Обычно количество магния составляет 40 кг, при большой толщине пласта до 100 кг. Магний загружают в виде прутков диаметром 30 мм. Для повышения эффективности процесса применяют магний в виде гранул или стружки.

 

 

          При термохимической и термокислотной  обработке закачивают первую  порцию соляной кислоты, необходимой  для тепловой фазы обработки.  Режим закачки должен обеспечивать  повышение температуры до необходимых  значений при сохранении остаточной  концентрации в пределах 12 %. Без  остановки закачки подачу насосов  увеличивают до максимума и  закачивают раствор кислоты для  заключительной стадии обработки.  В скважину нагнетают продавочную  жидкость и продавливают кислоту  из полости НКТ в пласт. Скважину  закрывают на реагирование, после  чего промывают и пускают в  эксплуатацию.

          При термохимической ванне в  заполненную перфорированную часть  скважины намывают гранулированный  магний для реакции с кислотой. При внутрискважинной термохимической  обработке гранулированный магний  и кислоту вводят в затрубное  пространство напротив вскрытой  толщи пласта.

        Термохимическая обработка скважины связана с размещением на забое скважины термореактора - перфорированной трубы, которую предварительно заполняют прутками магния. Затем в термореактор с поверхности подают кислотный раствор. Кислота вступает с магнием в экзотермическую реакцию. Нагрев призабойной зоны пласта способствует лучшему проникновению кислоты в поры и трещины пласта. Применяют также внутрипластовую термохимическую обработку, когда при гидроразрыве пласта вместе с жидкостью-песконосителем в трещины и поры пласта закачивают порошок магния. При последующей кислотной обработке экзотермические реакции кислоты с магнием происходят непосредственно в трещинах пласта, а непрореагировавшая кислота способствует расширению пор и трещин в пласте.

           Термохимическая обработка скважин - метод интенсификации притока нефти к забоям скважин, заключающийся в применении при кислотной обработке скважин таких реагентов, которые обеспечивают: 1) экзотермическую реакцию в поровых каналах. Создаваемая экзотермической реакцией высокая температура, помимо ускорения реакций растворения трудно растворимых пород ( доломиты), способствует расплавлению твердых и полужидких органических осадков

 

( парафины, смолы), которые  нередко образуются на стенках  скважины и поровых каналов  в призабойной зоне.

       При термохимической обработке скважин для магния в форме стружки принимают загрузку магния Q 30 кг и для магния в форме круглых стержней диаметром 4 см загрузку магния принимают Q 40 кг.

       Металлический магний используется при производстве термохимических обработок скважин.

     Ограничению притока пластовых вод при термохимической обработке скважин также способствует отложение высокомолекулярных углеводородных комплексов, к которым относятся асфальтены, смолы и другие минералы.

      Увеличению добычи нефти и в конечном счете уменьшению объема эксплуатационного бурения способствует внедрение гидроразрыва пласта,  термохимических обработок скважин и других методов воздействия на призабойную зону.

      При осуществлении методов увеличения производительности скважин, в частности при гидравлическом разрыве пласта и, особенно, при термохимической обработке скважин, когда в качестве рабочей жидкости применяется нефть, нефте-мазутные смеси или другие горючие вещества, возникает опасность пожара от воспламенения горючих веществ. В целях предупреждения пожаров в местах

хранения и во время  приготовления растворов горючих  веществ для химической или термохимической  обработки скважин курение и  разведение огня запрещается. 

       При осуществлении методов увеличения производительности скважин, в частности при гидравлическом разрыве пласта и, особенно, при термохимической обработке скважин, когда в качестве рабочей жидкости применяется нефть, нефте-мазутные смеси или другие горючие вещества, возникает опасность пожара от воспламенения горючих веществ. В целях предупреждения пожаров в местах хранения и во время приготовления растворов горючих веществ для химической или термохимической обработки скважин курение и разведение огня запрещается.

 

 

       В результате проведенных исследований удалось разработать ряд принципиально новых способов обработки скважин, которые прошли успешные промысловые испытания или уже внедрены в производство. Такими способами являются дренирование призабойных зон скважин методами многократных и кратковременных изливов и создание мгновенных высоких депрессий на пласт с применением специальных забойных устройств, новый метод кислотной обработки высокотемпературных скважин с получением солянокислотного раствора на забое и новый метод термохимической обработки скважин с введением гранулированного магния в трещины пласта. Предложены эффективные добавки к промывочным растворам для вскрытия коллекторов с сильно набухающими глинистыми породами.

        Во многих случаях приток жидкости и газа в скважины недостаточен. В таких скважинах для увеличения притока или поглощения газа или жидкости применяют искусственное воздействие на породы призабойной зоны с целью повышения их проницаемости. Проницаемость призабойной зоны увеличивают путем искусственно создаваемых каналов растворения карбонатов и глинозема в продуктивном пласте солянокислотной, термокислотной и глинокислотной

обработкой, очисткой перового пространства от илистых и смолистых  материалов; создания искусственных  или расширения естественных трещин в породах при гидравлическом разрыве пласта или при взрыве торпед на забое; удаления парафинов, солей  и смол, осевших на стенках поровых  каналов или ствола скважины, а  также путем снижения вязкости нефти  методами термохимической обработки  скважин и теплового воздействия на призабойную зону.

          Дополнительный приток нефти в скважины, а следовательно, и дополнительный дебит обеспечивают применение методов увеличения проницаемости призабойной зоны пласта. На окончательной стадии бурения скважины глинистый раствор может проникать в поры и капилляры призабойной зоны пласта, снижая ее проницаемость. Снижение проницаемости этой зоны,

 

 

загрязнение ее возможно и  в процессе эксплуатации скважины. Проницаемость призабойной зоны продуктивного пласта увеличивают  за счет применения различных методов: кислотной обработки скважин; гидравлического  разрыва пласта; термокислотной обработки  скважин;  термохимической обработки скважин.

          Механизм действия серной кислоты на пластовую систему  

          Концентрированная серная кислота  вступает в активное химическое  и термохимическое взаимодействие  с пластовой системой. При этом  увеличение нефтеотдачи происходит  в результате следующих факторов:

1.      Генерация  ПАВ при химической реакции  H2SO4 с большинством углеводородных  компонентов нефти.

2.      Образование  кристаллов солей, частично закупоривающих  промытые водой поры и трещины.

3.      Выделение  теплоты разбавления при смешении  концентрированной серной 

кислоты с пластовой и  закачиваемой водой.

4.      Реакция  H2SO4 с карбонатной составляющей  горной породы.

         1 фактор. Концентрированная серная  кислота достаточно активно реагирует  с углеводородами ароматического  ряда. Эта реакция, в результате  которой происходит замещение  атомов водорода на сульфогруппу, называется сульфированием. Концентрированная  серная кислота реагирует с  некоторыми парафиновыми углеводородами. В результате химического взаимодействия  серной кислоты с нефтью в  пористой среде образуются главным  образом анионактивные ПАВ: алкиларилсульфокислоты, алкилсульфокислоты и натриевые  соли этих кислот. Генерируются  в пласте и кислые эфиры,  асфальтогеновые кислоты, карбоиды  и др. Все продукты реакции  находятся в кислом гудроне.  Полученные в пласте ПАВ способствуют  улучшению нефтеотмывающих свойств  закачиваемой вслед кислоты воды.