Кислотные обработки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кислотные обработки

Введение

Кислотные обработки (КО) скважин применяют для интенсификации дебитов скважин в карбонатных коллекторах, а так же в песчаных породах с содержанием карбонатов более 20% или с цементирующим материалом, состоящим из карбонатов кальция или магния. Кроме того, кислотные обработки широко используют для очистки стволов скважин и прискважинных зон пласта от глинистых корок, механических частиц и инфильтрата бурового раствора. Кислотные обработки являются одним из наиболее широко используемых способов интенсификации притока газа.

Например, они использовались практически на всех газоконденсатных залежах России и стран СНГ с карбонатными коллекторами. Яркими примерами могут служить соляно-кислотные обработки скважин Астраханского, Оренбургского и Вуктыльского газоконденсатных месторождениях. В 70-80-е годы на Оренбургском и Вуктыльском месторождении производилось от 20 до 130 скважино-операций с использованием различных видов СКО. Прирост дебитов газа по обработанным скважинам (в тыс. м^3/сут.) составлял несколько десятков.

Основной кислотой, используемой при кислотной обработке пласта, является соляная кислота (HCl). Она эффективно воздействует на карбонат кальция или магния, образуя растворимые и легко удаляемые хлориды. Соляная кислота - дешевая и недефицитная. Используют также уксусную, муравьиную и другие кислоты. В кислотные растворы вводят различные присадки: ингибиторы коррозии, комплексирующие агенты, присадки для уменьшения поверхностного натяжения, замедления реакции, рассеивания и т.д.

Используют различные виды обработок: обычные и массированные КО, кислотные ванные под давлением, термохимические и термокислотные обработки, пенокислотные обработки, спиртокислотные обработки, а также направленные КО струйным способом. Основное назначение соляно-кислотных обработок заключается в увеличении проницаемости коллектора в обрабатываемой зоне за счет увеличения объема пустотного пространства в породе при взаимодействии ее с кислотой. Различные модификации КО различаются направленностью своего воздействия и имеют свои преимущества и недостатки. Эффективность любого вида кислотных обработок скважины определяется глубиной проникновения кислоты в пласт в активном состоянии (скоростью реакции кислоты с породой ), полнотой удаления из призабойной зоны и скважины жидкостей (продуктов реакции кислоты, конденсата, фильтрата бурового раствора ), глинистых загрязнений и др.

1. Стандартные кислотные обработки

Основное назначение стандартных (обычных) кислотных обработок заключается в очистке и расширении пор коллектора в призабойной зоне пласта или трещин и микротрещин в породе.

Таким образом, восстанавливается ухудшенная проницаемость в обработанной зоне, а в некоторых случаях даже увеличивается первоначальное значение. Закачивается в пласт кислотный раствор при давлениях нагнетания меньших, чем давление гидроразрыва породы пласта.

2. Основные виды стандартных кислотных обработок

Традиционная технология работ при осуществлении кислотной обработки следующая: скважину очищают и заполняют нефтью или водой (соленой или пресной) с присадкой 0,1--0,3 % поверхностно-активного вещества. На поверхности готовят кислотный раствор с добавками необходимых компонентов, последовательность введения которых устанавливают преимущественно по данным лабораторных исследований. Кислотный раствор закачивают в насосно-компрессорные трубы при открытой за движке на затрубном пространстве скважины. Когда он достигает интервала перфорации скважины, закрывают упомянутый вентиль и закачивают кислотный раствор по трубам до тех пор, пока он не проникнет в продуктивный пласт, причем на последнем этапе раствор продавливают нефтью или водой с присадкой 0,1--0,3% поверхностно-активного вещества. Выдерживают скважину в течение нескольких часов (до 6 ч) для реакции кислоты с породой, затем раствор удаляют и скважину вводят в эксплуатацию.

Наиболее широкое распространение стандартные кислотные обработки получили с использованием 8--15%-ных водных растворов соляной кислоты с добавлением ингибитора для снижения коррозии металлического оборудования и труб скважины. Три компонента (HCL, вода и ингибитор коррозии) составляют так называемый обычный кислотный состав для обработки скважин. Чтобы избежать вторичного выпадения осадков в пласте (таких как гидроокись железа и алюминия), в кислотный раствор вводят стабилизатор, в качестве которого применяют органические кислоты: уксусную, лимонную, молочную или глюконовую. другим вариантом борьбы с вторичными отложениями является использование органической кислоты вместо соляной, рекомендуют с этой целью многофункциональную кислоту, называемую МБА. Кислотный раствор типа МБА можно применять и для устранения блокировок пластовой водой или эмульсией и др.

Соляная кислота взаимодействует с известняками (вступая в реакцию с карбонатом кальция) и доломитами (реагируя с карбонатами кальция и магния). Образующиеся продукты реакции можно удалять из пласта одновременно с раствором прореагировавшей кислоты, так как хлориды кальция и магния растворимы в воде, а двуокись углерода - газ. В том случае, когда скважины вскрывают пласты, представленные песками или песчаниками с глинистыми прослоями или без них, соляная кислота может растворять известковый цемент и другие компоненты, такие как окислы железа и алюминия, содержащиеся в породе.

3. Факторы, определяющие эффективность стандартных кислотных обработок

Эффективность КО газовых и газоконденсатных скважин определяется многими факторами. В первую очередь, эффективность обработок зависит от правильного выбора состава рабочего агента (типа кислотного раствора, различных присадок и компонентов) и концентрации кислотного раствора. К основным факторам, определяющим процесс воздействия, можно отнести также объем нагнетаемого при обработке кислотного раствора, коллекторские свойства пластов, а также тип и количество ранее проведенных по скважине обработок. Учесть все многообразие факторов, действующих в промысловых условиях, практически невозможно, и поэтому выбор всех основных параметров обработки производится для конкретных условий эксплуатации скважин. При этом следует руководствоваться некоторыми общими принципами и подходами к проведению операций по обработке пласта, которые можно рассмотреть на примере КО по ряду нефтяных и газоконденсатных месторождений.

Огромный опыт кислотных обработок скважин накоплен у нас в стране. Практически на каждом газовом и газоконденсатном месторождении интенсификация добычи углеводородов проводилась с использованием этого вида воздействия. Рассмотрим обработку скважин Оренбургского НГКМ, Астраханского ГКМ и Вуктыльского НГКМ. Выбор этих месторождений для анализа обусловлен двумя основными причинами: во-первых, эти месторождения характеризуются очень сложным строением продуктивных пластов и разнообразными условиями для проведения КО, во-вторых, именно на этих месторождениях осуществлялись различные типы КО.

Астраханское газоконденсатное Месторождение (ГКМ) приурочено к отложениям среднего карбона. Залежь массивная, коллектор представлен органогенно-обломочным известняками порового, порово-кавернозного и трещиноватого типа. Глубина залегания залежи более 4000 м. для залежи характерны высокие начальные пластовые давления (63 МПа). Пластовая смесь представляет собой недонасыщенную газоконденсатную систему с содержанием кислых компонентов до 40%. Продуктивный пласт характеризуется сильной неоднородностью коллекторских свойств и значительными толщинами, для эксплуатационного фонда скважин характерно неравномерное распределение скважин по дебитам, с преобладанием скважин с низкой продуктивностью.

Поинтервальные кислотные обработки

Практика геофизических исследований показывает, что осваивается, в большинстве случаев, менее половины толщины вскрытой продуктивной толщи пластов. Поэтому при значительных толщинах продуктивных горизонтов высокоэффективными являются поинтервальные кислотные обработки, предназначенные для избирательного воздействия на отдельные интервалы пласта. Они позволяют, как правило, осуществить более глубокую закачку кислоты в освоенные интервалы продуктивной толщи. Поинтервальные кислотные обработки пластов могут производиться с использованием различных схем компоновки подземного оборудования скважин. При этом необходимо выполнять основной принцип поинтервальной обработки, заключающийся в надежном перекрытии необрабатываемых зон пласта и подаче нагнетаемого объема реагента (кислоты) в заданный интервал горизонта.

В качестве одной из традиционных схем поинтервальных кислотных обработок можно рассмотреть схему с размещением оборудования на подпакерном хвостовике, используемую в свое время на Оренбургском ГКМ. Эта схема подробно описана во «Временной инструкции по поинтервальной обработке пласта при освоении и эксплуатации скважин Оренбургского ГКМ», выпущенной ВНИИГАЗом (1976 г). По данной схеме, с целью повышения надежности и эффективности поинтервальных обработок, подпакерный хвостовик лифтовых труб оборудуется циркуляционным клапаном, устанавливаемым на расстоянии, равном длине одной-двух труб под пакером, а башмак хвостовика комплектуется посадочным ниппелем под глухую пробку. Поинтервальные обработки проводят по следующей схеме: при закрытом подпакерном циркуляционном клапане и снятой глухой пробке закачивается эмульсия в объеме, достаточном для перекрытия нижнего (необрабатываемого) объекта; открывается подпакерный циркуляционный клапан; закачиваются буферная жидкость (вода, водный раствор хлористого кальция) в объеме подпакерного хвостовика и раствор кислоты в заданном объеме (2--3 м на 1 м эффективной мощности), затем закрывается циркуляционный клапан, закачивается эмульсия в объеме растворенной породы и обрабатывается следующий интервал. Нижний интервал обрабатывается в последнюю очередь после продувки скважины.

Направленные кислотные обработки

Разновидностями кислотных обработок пласта являются направленные обработки с использованием кислотных струй. Этот вид кислотной обработки предназначен, как правило, для селективной и более глубокой обработки отдельных интервалов пласта. В некоторых случаях поинтервальная кислотная обработка пласта может оказаться неэффективной по ряду причин. К при меру, при герметичной закупорке пор и трещин глинистым или цементным раствором поинтервальная обработка определенного интервала пласта может сопровождаться поглощением пакерующей жидкости в совершенно другом, не запланированном, интервале пласта. Это вполне возможно в том случае, когда для разрушения герметичности кольматирующей корки в подлежащем обработке интервале пласта требуется большая величина репрессии, чем это требуется для раскрытия трещин или нарушения в других его зонах. При направленных кислотных обработках сообщение таких интервалов со стволом скважины и последующее воздействие на коллектор в призабойной зоне скважины обеспечивается высоконапорными струями кислоты. После разрушения кольматирующей корки кислота фильтруется в поровую среду под давлением скоростного напора струи. Непосредственно у стенок скважины обеспечивается также дополнительное механическое воздействие на породу высоконапорной струей кислоты.

В настоящее время существуют различные технологии направленных кислотных обработок пласта. Соответственно используются и различные схемы устьевого и подземного оборудования скважины при ее обработке. В качестве примера одного из видов компоновки забойного оборудования при направленной обработке струйным способом можно привести схему компоновки подземного оборудования при воздействии на скважины Оренбургского ГКМ.

Пенокислотные обработки. Пенокислотные обработки пластов (ПКО) заключаются в нагнетании в пласт пенокислотных смесей. Основное преимущество пенокислотных обработок пластов по сравнению с другими видами кислотных обработок заключается в значительном охвате пласта воздействием по его толщине и глубине. Нагнетание в пласт пенных систем приводит к выравниванию фронта реагента в неоднородном коллекторе за счет временной закупорки пенами высокопроницаемых зон и пропластков пласта, а замедление скорости растворения карбонатного материала в кислотной пене позволяет увеличить глубину проникновения раствора в пласт. Основными компонентами рабочих растворов при осуществлении ПКО являются кислота и пенообразующий реагент. В качестве пенообразующих реагентов в подавляющем большинстве случаев используются различные ПАВ. скважина кислотный карбонатный

Спиртокислотные и спирто-пенокислотные обработки

Спиртокислотные обработки (ССКО) пластов в основном используются для неоднородных пластов с низкой проницаемостью. Эффективность обработки пластов растворами НСL + НР возрастает при добавлении в состав раствора спирта вследствие того, что он, так же как и поверхностно-активные агенты, снижает межфазное натяжение рабочей жидкости, создавая благоприятные предпосылки для более легкого проникновения раствора в пласт и для более полного удаления отработанного раствора из пласта. Эффект от присутствия спирта еще больше повышается в пластах, содержащих глины, которые могут мигрировать в виде тонких частиц, создавая опасность закупоривания каналов в пористой среде, а также в песчаниках с низким содержанием карбонатов. Кроме способности снижать межфазное натяжение спирт имеет высокую упругость паров, которая придает ему повышенную летучесть и препятствует адсорбции на породах. Эти свойства позволяют эффективно применять спирт при обработке газовых и газоконденсатных скважин. Повышенная летучесть спирта и соответственно раствора, который его содержит, способствует испарению и удалению жидкой фазы из пор пласта. Таким образом, в обрабатываемой зоне пласта уменьшается насыщенность жидкостью, отфильтровавшейся во время предыдущей обработки или из бурового раствора. Следовательно, относительная проницаемость для газа растет, что улучшает приток газа из пласта в скважину.

Список используемой литературы

1) А.И. Гриценко, Р.М.Тер-Саркисов Методы повышения продуктивности газоконденсатных скважин. -М.: ОАО «Издательство «Недра», 1997.

2) А.И. Ширковский. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. -М.: ОАО «Издательство «Недра»

Размещено на Allbest.ru