UA127806C2 - Склад для обробки низькопроникного високотемпературного карбонатного колектора привибійної зони пласта - Google Patents

Abstract

Винахід належить до нафтогазовидобувної промисловості. Склад для обробки низькопроникного високотемпературного карбонатного колектора привибійної зони пласта містить в мас. %: етанову кислоту - 5-20; поверхнево-активну речовину Сольпен-10 - 0,2-1; комплексоутворювач заліза ериторбат натрію або лимонну кислоту - 0,05-0,1; метилацетат - решта. Винахід дозволяє підвищити проникність для рідких вуглеводнів, зменшити глинизацію колектора та знизити корозійний вплив на металеве обладнання.

Description

Винахід належить до нафтогазовидобувної промисловості, а саме стосується складу для обробки свердловин для збільшення нафтогазовидобутку.

Карбонати досить добре розчиняються кислотами, а механізм дії найпоширенішої для обробки соляної кислоти на породу продуктивних пластів є найбільш вивченим серед інших кислотних систем.

Відомим є склад для обробки ПЗП, який містить соляну кислоту, фосфорну кислоту, фтористоводневу кислоту, оцтову кислоту, неіїоногенну поверхнево-активну речовину, вуглеводневий розчинник, інгібітор парафіновідкладень та воду (1). Недоліком даного складу є те, що при обробці даним складом ефект отримується за рахунок відмивання органічних відкладів з поверхні порового простору продуктивного колектора, при низькій розчинювальній здатності породи, особливо глинистих мінералів. Склад також має високий корозійний вплив на свердловинне обладнання.

Відомий склад з використанням замість соляної кислоти для уповільнення реакції з карбонатами нижчих карбонових кислот: мурашиної та ацетильної кислот (2). Реакція оцтової кислоти, звичайно, уповільнена, так як накопичення продукту реакції - вуглекислого газу - зменшує швидкість реакції. Коли двоокис вуглецю просочується в пласт або поглинається нафтою, водою або вуглеводневим газом, то продовжується реакція ацетату кислоти.

Відомий склад для обробки ПЗП включає ефірокс-7 - продукт етерифікації етоксилатів спиртів фракції С7-12 пентоксидом фосфору, чи фосфол-10 - продукт етерифікації етоксіїзонотглфенолу АФУ-10 пентоксидом фосфору, та водний розчин соляної кислоти |З).

Недоліком є те, що фосфатовмісні реагенти у даному складі лише зменшують швидкість реакції соляної кислоти з карбонатною породою та через незначну кількість не дозволяють підвищувати фільтрацію вуглеводневої складової флюїду, склад не зменшує глинизацію пласта та має високий корозійний вплив на свердловинне обладнання.

Відомим є склад обробки при вибійної зони газових та газоконденсатних свердловин такого складу |4|: ізопропіловий спирт - 5-99,5 95, бутилцелозольв - 0,5-95 95, водний розчин ПАР та органічної кислоти: ОП-10 (неіїоногенна ПАР) - 0,05-595, дисолван (аніонактивна ПАР) - 0,05-5 95, органічна кислота (оцтова, лимонна чи НТФ) - 0,3-15 95, вода - решта. Недоліком є недостатньо ефективна глибина проникнення розчину у разі обробки малопроникних

Зо колекторів.

Близьким за механізмом дії до розробленого розчину є склад для обробки привибійної зони пласта карбонатних колекторів дегідратаційний фосфокомплекс ДФК-12К |б|, який містить фосфатовмісні ПАР ефіроко-7 чи фосфол-10, карбонові кислоти, фосфатовмісні кислоти та органічний розчинник, у наступних співвідношеннях компонентів, 95 мас.: карбонові кислоти 10-25; фосфатовмісні кислоти 3-20; фосфатовмісні ПАР - 1,0-5,0; органічні розчинники - решта.

Задачею винаходу є створення складу для обробки при вибійної зони карбонатного пласта, який дозволяє підвищити проникність для рідких вуглеводнів, зменшити глинизацію колектора та знизити корозійний вплив на металеве обладнання.

Суть винаходу полягає у наступному: Карбонові та фосфатовмісні кислоти, взаємодіючи з карбонатною породою, розчиняють її помірно, утворюючи канали фільтрації, зменшують глинизацію породи, за рахунок часткового розчинення глинистих мінералів, збільшують проникність порового простору, а їх продукти реакції легко видаляються з пласта.

Недоліком цього розчину є небезпека утворення нерозчинних та малорозчинних солей кальцію (фосфат та гідрофосфат кальцію) при неправильно підібраній рецептурі розчину, які блокують порові канали або покривають поверхню карбонатів, заважаючи подальшим реакціям розчинення. Також використання спиртів як розчинника не дозволяють ефективно обробляти низькопроникні щільні колектори за рахунок підвищеної в'язкості розчину, що не дозволяє закачувати розчин глибоко в пласт.

Найближчим аналогом розробки є склад для кислотної обробки підземних пластів (5), що полягає в нагнітанні в пласт субстрату для ферменту і окремого ферменту і перетворенні субстрату під дією ферменту в кислоту. Субстратом є складний ефір карбонової кислоти, наприклад метилацетат, етилацетат та ін. Як фермент використовують гідролазу або ліпазу, або естеразу. Також описаний склад для обробки пластів для видалення карбонатів або залозистого відкладення з підземного пласта або з нафтопромислового обладнання з використанням ферменту і субстрату для ферменту з утворенням кислоти. Технічний результат: інтенсифікація вилучення з пласта вуглеводнів і води за рахунок поступового утворення кислоти і контактування її по всій довжині тріщини і поліпшення ефективності кислотної обробки.

Розчин (розчини) субстрату і ферменту нагнітають в експлуатаційну або нагнітальну свердловину. Ферменту надають можливість каталізувати перетворення субстрату в кислоту. 60 Свердловина після нагнітання може бути зупинена на строк від 1 години до 10 днів, переважно від 0,5 до б днів, або коли рідину нагнітають в нагнітальну свердловину, за нагнітанням субстрату і ферменту можна проводити безперервне нагнітання води.

Після нагнітання рідина глибоко проникає в пласт до того, як утворює значну кількість кислоти. Кислота утворюється протягом періоду часу від декількох годин до декількох днів, так що кислота виробляється на місці в глибоких каналах і порах. Концентрації субстрату і ферменту визначаються параметрами пласта, як, наприклад, проникністю, швидкістю нагнітання, видом гірської породи, тиском і температурою. Швидкість реакції залежить від концентрації ферменту.

Кислоті, що утворилася при дії ферменту на субстрат, дають прореагувати з карбонатною гірською породою або з карбонатним цементом між пісковиковими гірськими породами, поки по суті не завершиться кислотна обробка.

Коли утворюється оцтова кислота, реакція протікає в таким чином: 2снІсоОосСНз2нго з2снНІаСоона2оНнЗон.

Побічним продуктом перетворення складного ефіру в карбонову кислоту є спирт. При перетворенні метилацетату в оцтову кислоту утворюється метанол.

Недоліком цього винаходу є обмеження при використанні у високотемпературних свердловинах, адже ферменти органічного походження швидко денатуруються при підвищених температурах. А отже при температурах понад 110 С є необхідність застосовувати інші ферменти, що зменшує ефективність використання розчину. Процес гідролізу протікає у пластових умовах дуже повільно навіть за високих температур, крім того швидкістю реакції важко керувати. Час реакції для видобувних свердловин є важливим показником, адже збільшує простій свердловини у ремонті, що в свою чергу зменшує видобуток.

Отже, в основу розробки нового розчину поставлено задачу підвищення ефективності обробки привибійної зони свердловини, а саме низькопористого, високотемпературного малопроникного карбонатного колектора. Пропонується розчин для кислотної обробки пласта в малопроникних карбонатних відкладах на основі виключно органічних кислот такого складу: метанова кислота - 0-10 90; етанова кислота - 5-20 90; поверхнево-активні речовини (переважно

Сольпен-10 або диметилетокси-(З-лауроїламідопропіл)-амоній або катапін А або ОП-10 або аналогічні) - 0,2-1 96; комплексоутворювач заліза ериторбат натрію (або лимонна кислота) -

Зо 0,05-0,1 9о; метилацетат - решта.

Особливістю використання даного розчину є використання метилацетату - органічного розчинника малої в'язкості та низького поверхневого натягу. Це дозволяє розчину малої в'язкості ефективно проникати углиб пласта через найдрібніші капіляри та, повільно реагуючи з породою, створювати сітку глибоких та розгалужених тріщин. Метилацетат також здатний в присутності води та при високій температурі поступово розкладатися на метанол та етанову (оцтову) кислоту, що також збільшує час та ефективність розчинення карбонатної гірської породи у пласті.

Принципово новим є відсутність у складі води, що дозволяє значно зменшити або повністю зупинити корозію наземного та підземного обладнання при проведенні робіт з інтенсифікації без використання інгібіторів корозії. Для реакції оцтової чи мурашиної кислоти з карбонатами потрібна вода. У пластових умовах у пористому середовищі гірської породи знаходиться зв'язана вода та вода в складі пластових флюїдів, якої достатньо для проходження реакції розчинення карбонатів.

Початково у складі використовується до 20 мас. 95 оцтової кислоти (та до 10 мас. бо, мурашиної при необхідності), що дозволить, при контакті з карбонатами та зі зв'язаною водою, починати реакцію розчинення поверхні тріщини чи порового каналу, не очікуючи на повільну реакцію гідролізу метилацетату на спирт та оцтову кислоту.

Дослідження розчину інтенсифікації проводилося на штучних та натуральних карбонатних кернах за допомогою фільтраційної установки.

Штучні керни формувались із карбонатного борошна з додаванням кварцового піску та бентонітової глини (по 7,5 мас. 95). Після ретельного змішування до суміші додавали 10 95 маси води, знову ретельно перемішували та під тиском у 40 бар формували циліндри висотою та діаметром 30 мм. У результаті всі зразки мали однаковий склад та середню проникність 0,5-1,5 мМД.

На штучних зразках, за допомогою фільтраційної установки проводилися дослідження різних складів рідини при депресіях від 30-25 до 2-4 бар. При високих депресіях зразки частково руйнуються або в них утворюються глибокі каверни. При низьких депресіях проникність зразків збільшувалась в середньому в 3-6 разів при концентраціях оцтової кислоти у 10-20 мас. 95.

В результаті для подальших досліджень на зразках природної вологості підібрано розчин такого складу: етанова кислота - 2095; ПАР Сольпен-10-0,2 95; ериторбат натрію - 0,1 95; решта - метилацетат.

При випробуванні реального керну карбонатної гірської породи досліджувались три зразки керну з глибини 4892-4896 м, середньою пористістю 8,1 95, карбонатністю 57 95, проникностями відповідно 2,55; 2,92 та 4,70 мд.

За допомогою фільтраційної установки УДПК-1 створювалась подача крізь зразки 3-х порових об'ємів рідини (при тисках 220 бар), після чого подача зупинялась і під тиском зразки витримувались 24 години. В результаті поведеного експерименту проникності зразків збільшились відповідно до 7,91; 6,13 та 18,39 мд, тобто у середньому проникність зросла у 3,19 рази, що свідчить про високу ефективність розробленого розчину інтенсифікації.

На зразку Мо 4 проникністю 3,75 мД проводились дослідження найближчого аналога. Для досліджень було приготовано розчин такого складу: метилацетат - 50 95, ліпаза - 0,5 95, вода - решта. Результати досліджень занесено до таблиці:

Таблиця

Результати досліджень

Проникність | Кратність рн же ех нон кит

Мо зразка о проникність. | збільшення зразка, 96 проведення проникності .

МД : проникності досліду, мД | по азоту

Розчин, що рова 17255 1 7яї оз 1111 досліджується 3 | 822 | 470 | 1839 | 391

Склад для обробки свердловин може застосовуватись у будь-яких природних формаціях із вмістом карбонатної складової. Розроблений розчин рекомендується до застосування для інтенсифікації роботи свердловин в низькопроникних колекторах із високим вмістом карбонатів та високою пластовою температурою до 150 "б.

Проведення робіт можливе у технічно справних свердловинах, з використанням стандартного обладнання для кислотних обробок та за стандартними технологічними схемами.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ: 1. Патент на винахід Мо 30675 Україна, МПК Е21В 43/27. Склад для обробки при вибійної зони пласта / Липак М.М., Заєць В.П., Світлицький В. М.; власник патенту - Світлицький В.М.; опубл. 15.12.2000. Бюл. Мо 7, 2000 р. -4 с. 2. Кристиан М., Сокол С., А. Констатиннеску А. Увеличение продуктивности и приемистости скважин; учеб. пособие - М.: Недра, 1985.- 185 с.

З. Патент Мо 2039237, Россия, МПК Е21В 43/27 Состав для кислотной обработки при забойной зоньії пласта / Поздеев О.В., Глущенко В.Н. и др.; патентообладатель - Пермский

Зо государственньйй научно-исследовательский и проектньй институт нефтяной промьішленности; публ. 09.07.1995. Бюл. Мо 11, 2000 р. - 4 с. 4. Патент на корисну модель Мо 66284, Україна, МПК СО9К 7/02 Спосіб обробки при вибійної зони газових та газоконденсатних свердловин / Шаповал А.Є., Бучинський М.Я. та інші; власник патенту - Шаповал А.Є., Бучинський М.Я. та інші; опубл. 15.04.2004. Бюл. Мо 3, 2004 р. -4 с. 5. Раїепі Мо 21615373 Сапада, ІРС Е21В 43/27. Асідібіпд ипаегагоцпа гезегмоїг5 / Міміап

Мозез, РаІрпй Едтипа Наїтів; омпег-СіІєапзоть І ітіїєй; рибі. 10.11.1994. ІР Митрег УУО 94/25731, 1994-23 р. 6. Патент на корисну модель Мо 77701 Україна, МПК-2006.01 Е21В 43/27. Склад для обробки при вибійної зони пласта карбонатних колекторів (дегідратаційний фосфокомплексо-ДФК-12к). /

Іванків О.О., Світлицький В. М., Дивоняк Ю. 1І.; власник патенту - Іванків 0. 0. та інші; опубл. 25.02.2013. Бюл. Мо 4, 2013 р. - 4 с.

Claims (3)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   45 1. Склад для обробки низькопроникного високотемпературного карбонатного колектора привибійної зони пласта, який відрізняється тим, що містить, мас. 90: етанову кислоту - 5-20; поверхнево-активну речовину Сольпен-10 - 0,2-1;

   комплексоутворювач заліза ериторбат натрію або лимонну кислоту - 0,05-0,1; метилацетат - решта.
2. 2. Склад за п. 1, який відрізняється тим, що як рідина-носій складний ефір карбонової кислоти - метилацетат, використовується поверхнево-активна речовина Сольпен-10, яка є одночасно інгібітором корозії за високих температур.
3. 3. Склад за п. 1, який додатково містить метанову кислоту до 10 мас. 905.