Кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта (варианты)

Кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта (варианты)

Реферат

Изобретение относится к области добычи нефти, газа и конденсата, а именно к реагентам для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта.

Известно, что в процессах бурения, освоения, ремонта и эксплуатации скважин происходят изменения фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны пласта. Загрязнение или кольматация призабойной зоны происходит вследствие отложения солей, продуктов коррозии металла и других веществ - кольматантов при проникновении в пласт рабочих жидкостей. Для очистки призабойной зоны пласта, очистки фильтровой части скважин применяют реагенты-кислоты и реагенты некислотного происхождения (растворы поверхностно-активные вещества, растворители асфальто-смоло-парафиновых отложений, водопоглотители).

Известно использование соляной кислоты в качестве реагента для очистки призабойной зоны пласта (1) (Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти: Справочник. - М.: Недра, 1991, с.13-15).

Недостатком известного реагента является низкая эффективность очистки призабойной зоны пласта из-за возможности образования гелей или вторичного образования осадков в условиях пласта, которые, в свою очередь, вызывают осложнения при вызове притока флюидов в скважину, низкий охват пласта реагентом вследствие высокой его реакционной способности. Кроме того, реагент обладает высокой коррозионной активностью, что требует применения ингибиторов коррозии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая соляную кислоту, поверхностно-активные вещества неионогенного типа, например, ОП-10 или ОП-7 и воду (2) (Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти: Справочник. - М.: Недра, 1991, с.31).

Недостатком известной кислотной системы является низкая эффективность очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что известная кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, согласно изобретению, в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит полиэтиленоксид-4000, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	10,0-20,0
Полиэтиленоксид-4000	2,4-7,0
Вода	остальное

Сущность настоящего изобретения заключается также в том, что известная кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а в качестве поверхностно-активного вещества содержит смесь полиэтиленоксида - 4000 и поливинилового спирта марки 18/11, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	10,0-20,0
Полиэтиленоксид-4000	2,4-7,0
Поливиниловый спирт марки 18/11	1,4
Вода	остальное

Сущность настоящего изобретения заключается также в том, что известная кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту и неионогенное поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит смесь полиэтиленоксида - 4000 и поливинилового спирта марки 18/11, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	30,0-40,0
Полиэтиленоксид-4000	54,0-63,0
Поливиниловый спирт марки 18/11	6,0-7,0

Лимонная кислота (2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота) имеет молекулярную массу 192,13. Бесцветное кристаллическое вещество кислое на вкус. Температура плавления безводных кристаллов +153°С. Хорошо растворима в воде. Выпускается отечественной промышленностью по ГОСТ 908-79 Лимонная кислота пищевая. Широко используется в промышленности, в том числе как кислота - комплексообразователь. Термостойкая, выдерживает прогрев без разложения до 250°С. Соли лимонной кислоты с щелочными, щелочно-земельными, железом и рядом других металлов растворимы в воде и не дают вторичного осадкообразования. Кислота слабая, ее применение не требует ингибиторов коррозии.

Полиэтиленоксид-4000 (ПЭГ-4000) (полиэтиленгликоль ПЭГ-4000) - неионогенный ПАВ, способный вспенивать водоконденсатную смесь. Выпускается отечественной промышленностью по ТУ 2483-166-05757587-2000 с изм.1. Широко используется в промышленности, в том числе в газовой отрасли. Средняя молекулярная масса реагента составляет 3500-4500. Уникальность данного ПАВ заключается в том, что с водоконденсатными смесями образует газовые эмульсии или пеноэмульсии, самосепарируемые при снятии давления. Водный раствор имеет низкую вязкость и обладает способностью легко инфильтроваться в горную породу.

Поливиниловый спирт марки 18/11 неионогенный ПАВ, применяемый для выноса водоконденсатной смеси из скважин с аномально низким пластовым давлением. Выпускается отечественной промышленностью по ГОСТ 10779-78.

Тип выбираемого ПАВ определяется свойствами поверхности раздела фаз: пластовая вода - порода, нефть - порода. Учитывается эмульгирующее (деэмульгирующее) действие реагента, его совместимость с кислотой.

Композиция двух неионогенных ПАВ - ПЭГ-4000 (80-90 мас.%) и ПВС 18/11 (10-20 мас.%) является синергетическим составом, обладает пролонгированным действием при выносе газоконденсатной смеси из скважин.

Применение предлагаемого состава основано на том, что лимонная кислота и неионогенные поверхностно-активные вещества химически совместимы, а композиция ПЭГ-4000 и ПВС-18/11 обладает высокой удерживающей и выносной способностью.

Авторами разработаны три варианта кислотной системы для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта в зависимости от геологической характеристики и свойств пласта, состояния призабойной зоны пласта и фильтровой части скважины, состава пластовых флюидов.

Предлагаемая кислотная система может применяться как в виде водных растворов, так и в виде твердых стержней.

В качестве ПАВ используют либо исключительно ПЭГ-4000, если требуется рабочая жидкость с низкой вязкостью, либо синергетическую смесь ПЭГ-4000 - ПВС марки 18/11.

Жидкая кислотная система готовится на устье скважины непосредственно перед применением или в стационарных условиях. Концентрация реагентов и объем рабочей жидкости определяются характеристикой скважины, ее приемистостью, количеством и характером отложений в призабойной зоне пласта и фильтре скважины в каждом конкретном случае.

Способ приготовления предлагаемой кислотной системы по варианту 1.

Расчетное количество лимонной кислоты растворяют в 1/2 расчетного объема воды, во второй половине расчетного объема воды растворяют полиэтиленгликоль-4000. Полученные растворы перемешивают путем перекачки насосом. Полученный состав закачивают в скважину.

Способ приготовления предлагаемой кислотной системы по варианту 2.

Расчетное количество лимонной кислоты растворяют в 1/2 расчетного объема воды, во второй половине расчетного объема воды растворяют ПЭГ-4000, затем ПВС марки 18/11. Полученные водные растворы усредняют путем смешения и перекачки насосом. Полученный состав закачивают в скважину.

Содержание лимонной кислоты более 20% и суммарное содержание поверхностно-активных веществ более 8,4% нецелесообразно из-за увеличения вязкости раствора (в т.ч. и за счет продуктов реакции) и ухудшения его проникающей и выносной способности.

Содержание лимонной кислоты менее 10 мас.% и суммарного количества поверхностно-активных веществ (ПЭГ-4000 и ПВС марки 118/11) менее 2,4 мас.% нецелесообразно ввиду низкой эффективности очистки и излишнего обводнения скважин.

Твердая кислотная система (стержни) по варианту 3 готовят следующим образом.

Из смеси неионогенных поверхностно-активных веществ: ПЭГ - 4000 (90 мас.%) и ПВС 18/11(10 мас.%) готовят полую матрицу. Затем в готовую матрицу засыпают лимонную кислоту. Стержни герметизируют расплавленным ПЭГ-4000. Указанное соотношение компонентов подобрано экспериментально - решается задача получения стержня достаточно прочного и технологичного.

Количество стержней, применяемых на одну скважино-операцию, определяется эксплуатационными характеристиками скважины в каждом конкретном случае. Применение стержней более экономично по сравнению с рабочей жидкостью. Ограничения в применении стержней только при наличии пробок или внутрискважинного оборудования в подвеске насосно-компрессорных труб.

Эффективность очистки фильтров скважины и призабойной зоны пласта оценивали в лабораторных условиях по критерию "степень растворения осадка", ΔS, %.

Объектом испытаний был осадок, представленный железисто-карбонатными составляющими, извлеченный из эксплуатационной скважины.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Промысловые испытания предлагаемого изобретения проведены на скважинах семи месторождений ООО "Кубаньгазпром". Получены положительные результаты обработок скважин.

№	Состав кислотной системы, мас.%	Кол-во реагента	Масса	Степень
п/п		на единичную	осадка, г	растворения
		обработку, г		осадка, ΔS,
				%
1.	Соляная кислота+ОП (прототип)	10	30	до 50,0
2.	Вариант 1		10	30	60,0
	Лимонная кислота	10,0
	Полиэтиленоксид 4000	5,0
	Вода	85,0
3.	Вариант 2		10	30	67,0
	Лимонная кислота	20,0
	ПВС марки 18/11	1,4
	Полиэтиленоксид 4000	5,6
	Вода	73,0
4	Вариант 3		10	30	77,0
	Лимонная кислота	40,0
	Полиэтиленоксид 4000	54,0
	ПВС марки 18/11	6,0

1. Кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит полиэтиленоксид-4000, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	10,0-20,0
Полиэтиленоксид-4000	2,4-7,0
Вода	Остальное

2. Кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту, неионогенное поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит смесь полиэтиленоксида-4000 и поливинилового спирта марки 18/11, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	10,0-20,0
Полиэтиленоксид-4000	2,4-7,0
Поливиниловый спирт марки 18/11	1,4
Вода	Остальное

3. Кислотная система для очистки фильтровой части скважин и призабойной зоны пласта, содержащая кислоту и неионогенное поверхностно-активное вещество, отличающаяся тем, что в качестве кислоты содержит лимонную кислоту, а качестве неионогенного поверхностно-активного вещества содержит смесь полиэтиленоксида-4000 и поливинилового спирта марки 18/11 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Лимонная кислота	30,0-40,0
Полиэтиленоксид-4000	54,0-63,0
Поливиниловый спирт марки 18/11	6,0-7,0