Увеличение проницаемости призабойной зоны

 

         2 фактор. Образование малорастворимых  кристаллов солей происходит  в результате взаимодействия  сульфоната и сульфат-ионов с  солями кальция. Получившиеся  при этом кристаллы сульфоната  и сульфата кальция частично  закупоривают наиболее промытые  водой поры и трещины, увеличивают  в них кажущуюся вязкость вытесняющей  воды, способствуя тем самым движению  закачиваемой воды в направлении  нефтенасыщенных пор, что в  конечном счёте приводит к  выравниванию фронта вытеснения  и увеличению коэффициента охвата  пласта заводнением.

         3 фактор. Снижение концентрации  серной кислоты в результате  её смешивания с водой в  пластовых условиях сопровождается  значительным повышением температуры  и теплосодержания разбавленной  системы. Из рисунка 73 видно,  что максимальное повышение температуры  до 950 С достигается при разбавлении  исходной концентрированной 93 %-ной  кислоты до 65 %-ной 

концентрации, а максимальный «теплопоток» в количестве 630 тыс. кДж  на 1 т серной кислоты – при  бесконечном разбавлении.Принесённое  таким образом в пласт достаточно большое количество теплоты способствует снижению вязкости пластовых флюидов, что способствует увеличению коэффициента охвата пласта вытеснением.

         4 фактор. Взаимодействие серной  кислоты с карбонатными компонентами  пласта приводит к увеличению  проницаемости пласта вследствии  уменьшения физического объёма  скелета породы и к образованию  углекислоты. При закачке 1 т  концентрированной серной кислоты  может образоваться до 0.4 т двуокиси  углеводорода, которая обладает  хорошими нефтевытесняющими свойствами.

           Для закачки в пласт для  повышения нефтеотдачи используют  техническую серную кислоту (ГОСТ 2184-77), включающую 93 % кислоты, и алкилированную  серную кислоту (АСК), являющуюся  отходом производства при алкилировании  углеводородов бутан-бутиленовой  фракции. 

Влияние концентрации разбавленной в воде H2SO4 на прирост температуры         D Т 0С. Концентрация исходной кислоты 93%

 

 

D      Т 0С	10	20	30	40	50	60	70	80	90	95
Концентрация H2SO4, %	5	13,8	20	25	30	35	38,8	42,5	50	63

 

          Разбавление концентрированной  серной кислоты до концентрации 65-90 %  не обеспечивает повышения  температуры свыше 950С.

Выводы

1.      Максимальный  прирост температуры (D Т=950С) достигается  при разбавлении 1т кислоты  концентрацией 93 % водой в количестве 0.43 т

2.      Максимальный  «теплопоток» в количестве 630 тыс.  кДж на 1 т серной кислоты –  при бесконечном разбавлении.

         Исследованиями  установлено, что если в разбавленную серную кислоту при температуре 50 –600С добавить раствор перманганата калия KMnO4 в количестве 4 – 10 % по отношению к массе серной кислоты, то произойдёт тепловой удар при повышении температуры раствора до 130 –1350С.

          При взаимодействии перманганата  калия KMnO4 с серной кислотой  при температуре 50–600С происходит  выделение Mn2O7, который разлагается  со взрывом на кислород и  двуокись марганца с выделением  тепла. Выделяющаяся при взрыве  тепловая энергия увеличивает  температуру раствора до 130 –1350С.  Образовавшаяся в серной кислоте  ударная волна диспергирует кольматирующие  образования.

          Температура любого реагента  кислотного действия может быть  повышена до необходимой величины  путем ввода в раствор герметизированной  скважины безводного хлористого алюминия AlCl3.

                   Хлористый алюминий- кристаллический  порошок белого цвета, гигроскопичен,  поэтому его следует хранить  в герметичных емкостях.

 

 

 

Повышение температуры раствора происходит в результате экзотермической  реакции хлористого алюминия с водной составляющей раствора:

                                       AlCl3+ ag = AlCl3ag +DQ . 

        Наряду  с нагревом раствора происходит  диссоциация его компонентов  согласно следующим уравнениям

Для хлористого алюминия безводного

                                     1. AlCl3ag «AlCl2+    + Cl-

                                     2. AlCl2+ « AlCl++ Cl-

                                     3. AlCl+ « Al3+    + Cl-

Для воды

                                      H2O « H+ + OH-

Для гидроокиси алюминия

                                    1. Al3+ + OH- « AlOH+

                                    2. AlOH++ OH- , « AlOH2+

                                     3. AlOH2+,+ OH-  « Al(OH)3 ¯

Из диссоциированных ионов  образуется соляная кислота

                                          H+ + Cl- «HCl . 

    В таблице приведена зависимость величины рН от концентрации безводного хлористого алюминия в водном растворе

 

 

 

 

 

Таблица 3

Зависимость рН водного раствора от концентрации AlCl3

AlCl3,%	2	3	4	5	6	12	20	25	30	35	40
РН	3,42	3,33	3,26	3,21	2,55	2,21	1,35	1,12	-0,3	2,5	2,28

         Водный раствор хлористого алюминия  характеризуется низкими значениями  рН, при которых образование осадка  гидроокиси алюминия термодинамически  невозможно и процесс диссоциации  при образовании гидроокиси алюминия  практически останавливается на  второй стадии. Повышение рН среды,  наблюдающиеся от 30 %-ной концентрации  хлористого алюминия , можно, по  видимому объяснить частичным  переходом раствора в субколлоидное  состояние. Что подтверждается, в  частности, визуальным наблюдением.

         Лабораторными опытами прослежен  температурный режим соляной  кислоты 20,4 % -ной концентрации  температурой 200 С в зависимости  от концентрации безводного хлористого алюминия (табл.4), на основании которых получена зависимость максимально достигнутой температуры самой кислоты при различных добавках хлористого алюминия ( табл. 5).

Таблица 4

Изменение температуры ( C0 ) соляной кислоты 20,4 –ной концентрации от во времени при разных добавках хлористого алюминия

15 %, AlCl3	98	70	61	54	48	42
10 % AlCl3	82	61	51	43	39	32
5 % AlCl3	63	50	39	35	30	28
3 % AlCl3	48	39	34	30	28	24
2 % AlCl3	38	30	28	23	22	20
1 % AlCl3	28	26	24	20	20	20
Время, мин	0	4	8	12	16	20

 

 

 

Таблица 5

Зависимость температуры  соляной кислоты 20,4 % -ной концентрации от концентрации безводного хлористого алюминия

Температура, 0 С	38	53	65	72	76	78	92
AlCl3 , %	2	4	6	8	10	12	14

 

       Оптимальный диапазон температур соляной кислоты (50-600 С) может быть достигнут введение в раствор 4-5 % AlCl3 .

      Лабораторными исследованиями была также рассмотрена возможность экзотремического нагрева раствора гидразина солянокислого . В качестве источников энергии использовали перекись водорода Н2О2 с бихроматом калия K2Cr2O7 и перманганатом калия KMnO4 , являющиеся сильными окислителями

   При смешении раствора  гидразина солянокислого и перекиси  водорода разложение ее не  происходит, так как в кислой  среде раствор перекиси устойчив. Добавка бихромата калия имеет  двоякое значение: ионы хрома  действуют как катализатор, способствующий  разложению перекиси водорода  с выделение тепла, а также,  вступая в реакцию с гидразином  солянокислым, окисляют его до N2 ,обеспечивая тем самым интенсивное  выделение газообразного азота,  сопровождающееся выделением тепла.

   Суммарное уравнение  реакции может быть представлено  в следующем виде:

          N2H4 2HCl + Н2О2 + K2Cr2O7 ®KCl+CrCl2 + N2  + H2O + DQ

   Для определения  оптимальных соотношений между  вводимыми в раствор компонентами  были проведены лабораторные опыты ( табл. 6)

 

 

 

 

Таблица 6

Эффективность растворения  железистых кольматирующих образований  в лабораторных условиях при термореагентном  способе обработки

Концентация реагентов, %			Максимальная температура,0 F	DF1/(DFe1+DFe2)
N2H4 2HCl	Н2О2	K2Cr2O7
9	5	1,5	104	0,6
9	7	2	131	0,71
9	10	3	161,6	0,79
9	11	4	177,8	0,83
9	12	5	185	0,81

 

   Как видно из  представленных данных, для повышения  температуры гидразина кислого  достаточным является введение  в раствор 10-12 % перекиси водорода  и 3-5 % бихромата калия.

 В лабораторных условиях  была установлена возможность  нагрева раствора гидразина солянокислого  при помощи перманганата калия  KMnO4. В этом случае при избытке  гидразина солянокислого, являющегося  восстановителем, идет восстановление  перманганата до Mn2+  :

                         MnO4- +8H+ + 5e ® Mn2+ + 4H2O

 Реакция сопровождается  также разложением иона N2 H42+ c образованием  газообразного азота. Суммарный  эффект реакции – экзотермический  с потерей кислотных свойств  раствора.

   С целью сохранения  оптимальной концентрации раствора  гидразина кислого с получением  достаточного количества тепла  при введении перманганата калия

 были проведены лабораторные  опыты, результаты которых представлены в таблице 7.

 

Таблица 7

Зависимость остаточной концентрации раствора гидразина солянокислого  от концентрации перманганата калия

№	Концентрации компонентов, %		Температура, 0 F	Остаточная Концентрация,%
	N2H4 2HCl	KMnO4
1	10	2	98,6	3,6
2	10	3	149	2,5
3	10	4	167	1,3
4	10	4	167	2,0
5	13	4	185	7,9
6	15,5	4	201,2	10,6
7	17,7	4	199,4	6,4
8	12	4	199,4	6,4
9	12	3	188,6	7,0
10	13,7	4	194	7,8
11	13,7	3	192,2	9,1
12	13,7	3	190,4	8,3
13	14,9	4	197,6	10,4
14	14,9	3	195,8	10,6