RU2021498C1

RU2021498C1 - Method for treatment of producing formation

Info

Publication number: RU2021498C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Токунов; Владимир Гелиевич Пивоваров; Валентина Васильевна Токунова; Иосиф Борухович Хейфец
Original assignee: Государственное предприятие "Астраханьгазпром"
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1994-10-15

Abstract

FIELD: oil producing industry. SUBSTANCE: method includes obtaining of hydrofluoric acid in formation by separate injection into formation of fluoride salt and hydrochloric acid. The latter is injected into formation in form of emulsion of second type. Injection of emulsion and aqueous solution of fluoric salt is carried out simultaneously-separately through pipes and drill string-borehole annulus. EFFECT: higher efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технологии закачивания скважин. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to technology for pumping wells.

Увеличению продуктивности нефтяных и газовых скважин способствует кислотная обработка продуктивного пласта. С целью увеличения эффективности кислотных обработок и охвата пласта используют смеси кислот, например HCl и HF. Однако большие скорости реакции кислоты с породой приводят к тому, что обрабатывается лишь небольшая приствольная зона пласта, поэтому требуется замедление скорости реакции. Increasing the productivity of oil and gas wells contributes to the acid treatment of the reservoir. In order to increase the efficiency of acid treatments and formation coverage, mixtures of acids, for example, HCl and HF, are used. However, the high reaction rates of the acid with the rock lead to the fact that only a small near-trunk zone of the formation is processed, so a slowdown in the reaction rate is required.

Известно, что для кислотной обработки продуктивного пласта используют неорганические и органические кислоты и другие химические добавки как в качестве носителя кислоты, так и для других целей. Например, в качестве носителя кислоты используют соли различных кислот, в результате химического взаимодействия которых, например с альдегидами, образуются соответствующие кислоты. Однако недостатком этого способа является сложность состава и дефицитность его составных частей. It is known that inorganic and organic acids and other chemical additives are used for acid treatment of the reservoir, both as an acid carrier and for other purposes. For example, salts of various acids are used as an acid carrier, due to the chemical interaction of which, for example with aldehydes, the corresponding acids are formed. However, the disadvantage of this method is the complexity of the composition and the scarcity of its components.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения в пласте фтористо-водородной кислоты при раздельном нагнетании в пласт водных растворов фтористой соли и кислоты, причем растворы разделяют друг от друга несмешивающейся с ними жидкостью. Недостатком этого способа является то, что несмешивающаяся разделительная жидкость изолирует рабочие растворы не только в скважине, но и при продвижении их непосредственно по пласту. В результате существенно снижается эффективность обработки из-за неполноты реакции. Кроме этого, при контакте кислоты с цементным кольцом за обсадной колонной происходит интенсивное его разрушение с последующим возможным нарушением герметичности и фильтрации из нижележащих (или вышележащих) интервалов продукции (вода, газ и т.д.). При осуществлении этой технологии будет иметь место и коррозия внутрискважинного оборудования и обсадных колонн. The closest in technical essence to the proposed one is a method for producing hydrofluoric acid in a formation by separately injecting aqueous solutions of fluoride salt and acid into the reservoir, the solutions being separated from each other by an immiscible liquid. The disadvantage of this method is that the immiscible separation fluid isolates the working solutions not only in the well, but also when moving them directly through the formation. As a result, the processing efficiency is significantly reduced due to the incompleteness of the reaction. In addition, upon contact of the acid with the cement ring behind the casing, its intensive destruction occurs with the subsequent possible violation of tightness and filtration from the underlying (or overlying) production intervals (water, gas, etc.). In the implementation of this technology, corrosion of downhole equipment and casing will also occur.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности обработки продуктивного пласта, снижении коррозии скважинного оборудования и сохранении цементного камня. The purpose of the invention is to increase the efficiency of processing the reservoir, reduce corrosion of downhole equipment and the preservation of cement stone.

Поставленная цель достигается тем, что хлористо-водородную кислоту закачивают в пласт в виде эмульсии второго рода с заданной степенью устойчивости, а фтористую соль подают в виде водного раствора требуемой концентрации. Подачу компонентов осуществляют одновременно-раздельно по трубному и затрубному пространству с последующим смещением их в интервале обрабатываемого пласта. При этом хлористо-водородная кислота находится в углеводородной фазе и не реагирует с водным раствором фтористой соли. Полученную таким путем смесь продавливают в продуктивный пласт на необходимую глубину по известной технологической схеме, исходя из величины пластовых давлений. В качестве продавочной жидкости могут быть использованы вода пресная или минерализованная, а также глинистый раствор различной плотности. Далее под воздействием пластовой температуры постепенно происходит разрушение гидрофобной эмульсии с обращением фаз, а освободившаяся хлористо-водородная кислота вступает во взаимодействие с фтористой солью с образованием фтористо-водородной кислоты. This goal is achieved by the fact that hydrochloric acid is pumped into the reservoir in the form of an emulsion of the second kind with a given degree of stability, and fluoride is served in the form of an aqueous solution of the desired concentration. The components are supplied simultaneously-separately along the pipe and annular space with their subsequent displacement in the interval of the treated formation. In this case, hydrochloric acid is in the hydrocarbon phase and does not react with an aqueous solution of fluoride salt. The mixture obtained in this way is forced into the reservoir to the required depth according to the known technological scheme, based on the magnitude of the reservoir pressure. Fresh water or mineralized water, as well as clay solution of various densities, can be used as a squeezing liquid. Further, under the influence of reservoir temperature, the hydrophobic emulsion with phase reversal gradually breaks down, and the released hydrochloric acid interacts with the fluoride salt to form hydrofluoric acid.

Устойчивость кислотной эмульсии может регулироваться соотношением фаз (кислоты и углеводородной среды), интенсивностью и временем перемешивания, а также количеством и видом ПАВ (эмульгатор, стабилизатор). Количественные критерии стабильности эмульсии (время существования) определяются, исходя из температуры пласта, объема закачиваемой эмульсии, технических возможностей (производительность насоса) и типа коллектора (обрабатываемого продуктивного пласта). При этом время существования эмульсии устанавливают лабораторным путем с учетом того, что оно должно быть больше времени закачки примерно на 1 ч. (табл. 1). The stability of an acidic emulsion can be controlled by the ratio of phases (acid and hydrocarbon medium), the intensity and time of mixing, as well as the amount and type of surfactant (emulsifier, stabilizer). Quantitative criteria for the stability of the emulsion (lifetime) are determined based on the temperature of the reservoir, the volume of injected emulsion, technical capabilities (pump capacity) and the type of reservoir (processed reservoir). In this case, the lifetime of the emulsion is determined by laboratory means, taking into account the fact that it should be longer than the injection time by about 1 hour (Table 1).

Смесь полученных кислот вступает непосредственно во взаимодействие с пластом, причем сроки этого процесса растянуты во времени, что является наиболее эффективным процессом обработки продуктивного пласта. Кроме того, полученная агрессивная среда не оказывает значительного негативного воздействия на цементное кольцо и на внутрискважинное оборудование. Ниже приведены примеры получения эмульсий разной степени устойчивости, а также влияние агрессивных сред на состояние цементного камня (табл. 2 и 3). The mixture of the obtained acids directly interacts with the formation, and the timing of this process is extended in time, which is the most effective process for treating the productive formation. In addition, the resulting aggressive environment does not have a significant negative effect on the cement ring and on downhole equipment. Below are examples of the preparation of emulsions of various degrees of stability, as well as the effect of aggressive media on the state of cement stone (Tables 2 and 3).

Рецептуры получения эмульсий. В 70 г дизельного топлива при перемешивании растворяют 1,0 г эмультала, затем по частям вводят 129 г концентрированной хлористо-водородной кислоты (25-28%). Стабильность полученной эмульсии проверяют по показателю электростабильности через определенные промежутки времени. Электростабильность замеряют на тестере стабильности эмульсии "Fann" модель 23 с фирмы "Дрессер". Время перемеши- Электроста- вания, мин бильность, В 10 20 20 35 30 42 60 50
Полученная эмульсия неустойчива, что характеризуется суточным отстоем дизельного топлива на поверхности эмульсии и составляет в данном опыте 25% от исходного содержания. После прогрева на масляной бане при температуре 90^оС в течение 25 мин эмульсия полностью разрушается (табл. 2, N 1). В 90,0 г дизельного топлива растворяют 10,0 г эмультала, затем при перемешивании 6 тыс. об/мин по частям вводят 100,0 г HCl (25-28%-ной концентрации). Электростабильность замеряют во времени.Formulations for the production of emulsions. 1.0 g of the emulsion is dissolved in 70 g of diesel fuel with stirring, then 129 g of concentrated hydrochloric acid (25-28%) is added in portions. The stability of the emulsion obtained is checked by the indicator of electrical stability at certain intervals. Electrical stability is measured on a Fann model 23 emulsion stability tester from Dresser. Mixing time - Electrostatic, min biliness, V 10 20 20 35 30 42 60 50
The resulting emulsion is unstable, which is characterized by daily sediment of diesel fuel on the surface of the emulsion and in this experiment is 25% of the initial content. After heating in an oil bath at ⁹⁰ ° C for 25 min completely destroyed emulsion (Table. 2, N 1). 10.0 g of emulsion are dissolved in 90.0 g of diesel fuel, then 100.0 g of HCl (25-28% concentration) are added in portions with stirring at 6 thousand rpm. Electrical stability is measured in time.

Время перемеши- Электроста-
вания, мин бильность, В 10 45 20 97 30 187 60 190
Полученная эмульсия устойчива при комнатной температуре, суточный отстой диэтоплива над эмульсией составляет 1,5 об. %.Mixing time - Electrosta-
vania, min biliness, B 10 45 20 97 30 187 60 190
The resulting emulsion is stable at room temperature, the daily sediment of diethyl fuel over the emulsion is 1.5 vol. %

К полученной эмульсии добавляют 100 г водного 12%-ного раствора бифторида аммония. После прогрева на масляной бане при 90^оС в течение 1 ч электростабильность снижается до 100 В, а через 3 ч прогрева составляет 29 В. Дальнейший прогрев в течение 2 ч приводит к полному разрушению эмульсии, электростабильность - 0 (табл. 2, N 2). При отстое эта система полностью распадается на водную и углеводородную фазы.To the resulting emulsion was added 100 g of an aqueous 12% solution of ammonium bifluoride. After heating in an oil bath at ⁹⁰ ° C for 1 hour elektrostabilnost reduced to 100 V, and after 3 h warming up is 29 V. Further heating for 2 hours resulted in the complete destruction of the emulsion elektrostabilnost - 0 (Table 2, N 2. ) With sludge, this system completely decomposes into the aqueous and hydrocarbon phases.

Устойчивость цементного камня. Цементный камень готовят из портландцемента путем затворения в пресной воде при ВЦ = 0,5 в пресс-формах 2 х 2 х 8 см. После отвердения режут на образцы размером 2 х 2 х 2 см. Образцы помещают в емкости с различными агрессивными средами и определяют вес образцов во времени. Данные, приведенные в табл. 3, соответствуют средним значениям трех определений. Sustainability of cement stone. Cement stone is prepared from Portland cement by mixing in fresh water at EC = 0.5 in 2 x 2 x 8 cm molds. After hardening, they are cut into 2 x 2 x 2 cm samples. The samples are placed in containers with various aggressive media and determined weight of samples over time. The data given in table. 3 correspond to the average of the three definitions.

Потеря веса образцов через 48 ч характеризует состояние цементного камня при прямом контакте с кислотами (табл. 3, NN 2 и 3). В случаях, когда хлористо-водородная кислота заэмульгирована, а фтористая соль находится в виде водного раствора (табл. 3, NN 1 и 4), цементный камень практически не разрушается. The loss in weight of the samples after 48 h characterizes the state of the cement stone in direct contact with acids (Table 3, NN 2 and 3). In cases where hydrochloric acid is emulsified, and the fluoride salt is in the form of an aqueous solution (Table 3, NN 1 and 4), the cement stone is practically not destroyed.

Процесс закачки компонентов в скважину осуществляется следующим образом. Готовят эмульсию из дизельного топлива (нефти или другого углеводорода) с растворенным в нем эмульгатором и концентрированной хлористоводородной кислотой (25-28 мас. % ); отдельно готовят водный раствор бифторида (фторида) аммония. Затем одновременно закачивают по трубам эмульсию, а в затрубное пространство - водный раствор фтористой соли или наоборот. В интервале обрабатываемого пласта происходит смешивание компонентов, затем смесь продавливают в пласт, где постепенно при температуре и давлении эмульсия разрушается, в результате чего выделившаяся НСl взаимодействует с фтористой солью с образованием фтористо-водородной кислоты. Содержание кислот HCl и HF в системе составляет 15-20 мас.% и 3-6 мас.% соответственно, в зависимости от химического состава продуктивного пласта и процесса его вскрытия. Устойчивость эмульсии регламентируется технологическими требованиями. The process of pumping components into the well is as follows. An emulsion is prepared from diesel fuel (oil or another hydrocarbon) with an emulsifier dissolved in it and concentrated hydrochloric acid (25-28 wt.%); separately prepare an aqueous solution of ammonium bifluoride (fluoride). Then at the same time an emulsion is pumped through the pipes, and an aqueous solution of fluoride salt is introduced into the annulus, or vice versa. In the interval of the treated formation, the components are mixed, then the mixture is forced into the formation, where the emulsion is gradually destroyed at temperature and pressure, as a result of which the released HCl interacts with the fluoride salt to form hydrofluoric acid. The content of HCl and HF acids in the system is 15-20 wt.% And 3-6 wt.%, Respectively, depending on the chemical composition of the reservoir and the process of opening it. The stability of the emulsion is regulated by technological requirements.

Таким образом, предлагаемый способ введения агрессивных сред в интервал обрабатываемого пласта обладает преимуществами по сравнению с известными. Он позволяет повысить эффективность обработки продуктивного пласта за счет увеличения зоны обработки и замедления процесса получения фтористо-водородной кислоты. Кроме того, при таком способе введения закачиваемых жидкостей агрессивные кислоты (НСl и HF) изолированы и не оказывают отрицательного действия на скважинное оборудование и цементное кольцо за колонной. Thus, the proposed method of introducing aggressive media into the interval of the treated formation has advantages over the known ones. It allows you to increase the efficiency of processing the reservoir by increasing the treatment area and slowing down the process of producing hydrofluoric acid. In addition, with this method of introducing injected fluids, aggressive acids (HCl and HF) are isolated and do not adversely affect downhole equipment and the cement ring behind the column.

Claims

METHOD FOR PROCESSING A PRODUCTIVE LAYER, including producing hydrofluoric acid in a formation by separately injecting an aqueous solution of fluoride and hydrochloric acid into the formation, characterized in that, in order to increase processing efficiency, reduce corrosion of downhole equipment and preserve cement stone, hydrochloric acid is injected into the formation into the formation in the form of an emulsion of the second kind, wherein the emulsion and the aqueous solution of fluoride are injected simultaneously separately in the tube and annulus tvam.