Реагентная обработка в призабойной зоне пласта

Механизм снижения проницаемости и методы воздействия на породу в призабойной зоне пласта. Воздействие кислот на наиболее распространенные горные породы. Нагнетательные и эксплуатационные скважины. Технологии реагентной обработки призабойной зоны пласта.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

1. Механизм снижения проницаемости и методы воздействия на породу в призабойной зоне пласта

Начальная или базовая проницаемость коллектора, характеризуемая структурой капиллярных каналов, может быть нарушена при проводке скважин в процессе бурения, крепления и освоения, а также при ремонте скважин, когда происходит загрязнение от проникновения соответствующих рабочих жидкостей, а также физико-химическое и механическое нарушения. Причем, ввод механических примесей в ПЗП в наибольшей степени относится к категории нагнетательных скважин, когда в пласт нагнетается пресная или сточная воды без достаточной степени очистки, представленная остаточной окисленной загущенной продуктами коррозии или мехпримесями нефтью. Воздействие на ПЗП с целью повысить продуктивность пласта предусматривает только восстановление или увеличение проницаемости коллектора. Применительно к скелету породы восстановление и увеличение проницаемости К проводят в большей степени путем кислотного воздействия. Механизм кислотного воздействия на ПЗП основан на вступлении в реакцию определенной части скелета с кислотой, в результате чего происходит растворение или разрушение породы.

Наибольшее распространение имеют воздействия на ПЗП соляной НСL и фтористоводородной HF кислотами. Кроме них применяются уксусная СН₃СООН, серная H₂S04, сульфаминовая NH₂SO₃H кислоты, а также смеси органических и неорганических кислот.

Многообразие всех пород, слагающих нефтеносные коллекторы, может быть охарактеризовано тремя наиболее представительными горными породами: известняком, доломитом и песчаниками. Наиболее распространенными сопутствующими породами являются мергели, глины, аргиллиты и алевролиты. Некоторые часто встречающиеся сочетания пород, слагающие продуктивные пласты, приведены в табл. 1. Поэтому метод и эффективность воздействия на горные породы определяются, в основном, типом и литологической характеристикой пород. Причем, надо иметь в виду, что каждая порода реагирует с кислотой избирательно.

Воздействие кислот на наиболее распространенные горные породы приведено в табл. 2. Соляная кислота хорошо реагирует с породами, имеющими в своем составе ионы Са, Mg, Na. При воздействии с известняком образует растворимые в воде соли, водную фазу и углекислый газ. Выделяющийся при этом CO₂ оказывает положительное влияние на ПЗП, особенно на режимах с температурой в пласте выше критической (более 31,2°С), при которой СО₂ находится в газовой фазе. В момент пуска скважины в работу и ее освоения СО₂ способствует растворению асфальто-смоло-нарафиновых отложений (АСПО) вблизи ПЗП и более интенсивному выносу продуктов реакции. Реакция соляной кислоты с глинами и глинистыми компонентами пород протекает с растворением окислов щелочных и щелочноземельных металлов, однако при этом происходит гелеобразование, которое усиливается с ростом содержания НСL в рабочем растворе и является процессом нежелательным.

Фтористоводородная кислота взаимодействует с окислами кремния и его соединениями, например, с кварцевым песком, алюмосиликатом (см. табл. 2). Реакция фтористоводородной кислоты с окислом кремния протекает медленно с образованием растворимого твердого осадка в воде. Быстротечная реакция проходит при взаимодействии HF с алюмосиликатами.

Уксусная кислота взаимодействует достаточно хорошо с известняком, доломитом, сидеритом с образованием растворимых в воде продуктов реакции. С глинистыми составляющими породы практически не вступает в реакцию, однако при взаимодействии высококонцентрированной (более 60%) уксусной кислоты с высокоминералированной водой хлоркальциевого типа происходит выпадение солей в осадок.

Таблица 1. Коллекторские свойства нефтегазоносных горизонтов Пермской области

Месторождение	Возраст продуктивных горизонтов	Литологическая характеристика	Пористость, %
	период, отдел	подотдел, ярус, гориз.
Куедин-ское	Д3	Пашийский	Песчаники мелкозернистые, Кварцевые, слабосцементированныес прослоями алевролитов	15 - 23
	С1	Угленосный	Песчаники разнозернистые	14,7
	P1	Сакмарский	Известняки	4 - 28
Северо-камское	Д3	Пашийский	Аргиллитово-песчаниковая пачка, с прослойками алевролитов	15,7
»	С2	Верейский	Известняки и доломиты, с прослоями мергелей III - свиты А	6,5
»	С2	»	Мергели доломитовоизвестняковые и известняки IV - свиты А	17,3
»	С2	»	Известняки и мергели с про-слойками алевролита V - свиты А	13,5
»	С2	»	Известняки в различной степени доломитизированные VI - свиты А	9,7

Серная кислота. Концентрированная серная кислота достаточно эффективно вступает в реакцию с карбонатными составляющими горной породы, однако, при этом выпадают кристаллы солей в осадок, что приводит к закупорке пор и трещин. При взаимодействии с породой в среде с пластовыми флюидами выделяется значительное количество тепла, генерируются поверхностно-активные вещества от реакции H₂S0₄ с большинством компонентов нефти. Эти свойства серной кислоты положительно сказываются в большей степени при использовании ее для целей повышения нефтеотдачи пластов.

Таблица 2. Типовые характеристики взаимодействия горных пород с кислотами

Наименование кислоты и ее химическая формула	Горная порода и компонент, реагирующий с кислотой	Химическая реакция взаимодействия	Результаты реакции
Соляная кис-лота НС1	Известняк СаСОз	СаСО3 + 2НСl = СаСl2 + Н2O + СО3	Продукт растворения - хлористый кальций, является водорастворимой солью
	Доломит CaMg(C03)2	CaMg(CO3)2 + 4HCI = = CaCl2 + MgCl2 + 2H20 + CO2	Хлористый магний - также водорастворимая соль
Фтористоводо-родная кислота HF	Силикатный материал: зернистый кварц SiO2	SiO2 + 4HF = H2SiF6+2H20	Медленно протекает реакция с образованием водорастворимых осадков
Фтористоводо-родная кислота HF	Алюмосиликат H4AI2Si2O9	H4AI2Si2O9 + 12HF = = 2AIF3 + 2H2SiF6 + 9H2O	Быстротечная экзотермическая реакция с образованием водорастворимых продуктов
Уксусная кис-лота СНзСООН	Известняк	СаСО3 + 2СН3СООН = = Са(СН3СОО)2 + Н2О + СО2	Продукты реакции хорошо растворимы в воде
	Доломит	СаМg(СО3)2 + 4СН3ООН = Са(СН3СОО)2 + Мg(СН3СОО)2 + + 2H2O + 2CO2	Другие файлы: Напряжения в призабойной зоне пласта Силы, действующие в залежи. Напряженное состояние пород в районе горных выработок. Особенности распределения напряжений в призабойной части выработки.... Освоение скважин методом очистки призабойной зоны пласта кислотным составом через электроцентробежные насосы Технология освоения скважин после интенсификации притока. Описание оборудования, необходимого для очистки призабойной зоны пласта кислотным составом.... Процессы в призабойной зоне скважин Химические, механические, тепловые методы воздействия на призабойную зону скважин. Факторы, от которых зависит проницаемость и рост фильтрационной кор... Применение соляно-кислотной обработки призабойных зон скважин Призабойной зоной скважины (ПЗС) называют область пласта в интервале фильтра, примыкающую к стволу. Эта область подвергается наиболее интенсивному воз... Механизированная добыча нефти Эксплуатация скважин винтовыми и штанговыми глубинными насосами. Гидрозащита погружных электродвигателей. Устройства для управления погружных электрон...