Способ реагентной разглинизации скважин
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин. Согласно способу формируют в зоне перфорации призабойной зоны скважины первую ванну водного раствора кислой соли щелочного металла с добавлением углекислого калия в концентрации 0,5 - 3 мас.%. Выдерживают первую ванну, затем удаляют ее путем вытеснения упомянутого первоначального объема водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.% из зоны перфорации вверх закачкой продавочной жидкости, в качестве которой используют упомянутый водный раствор соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации. Затем формируют в той же зоне вторую ванну водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации. Продавливают водный раствор соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации через зону перфорации в призабойную зону пласта. Выдерживают вторую ванну, затем удаляют ее путем промывки. Техническим результатом заявленного способа является увеличение гидропроводности пласта. 7 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин.
Известны различные способы реагентной разглинизации скважин, включающие формирование в зоне перфорации ванны кислот для повышения проницаемости призабойной зоны пласта не только за счет реакции кислот с карбонатами, но и за счет растворения глинистых минералов [1]. Однако практические испытания показывают низкую эффективность воздействия кислотами на глиносодержащие коллектора и коллектора, кольматированные глинистыми минералами в процессе бурения, вскрытия, ремонтных работ, что связано со спецификой взаимодействия глинистых минералов с кислотами. Основным принципиальным недостатком этих методов является отсутствие диспергирования глинистых минералов и, как следствие, низкая растворяющая способность глинистых минералов кислотами. Кроме того, при воздействии кислотами не предотвращается эффект набухания глин при взаимодействии их с пресными водами. Эти ограничения определяют низкую эффективность кислотных методов воздействия на коллектора, содержащие глинистые минералы. Наиболее близким является способ реагентной разглинизации скважин, включающий формирование в зоне перфорации первой ванны водного раствора кислой соли щелочного металла, ее выдержку, удаление, последующее формирование в той же зоне второй ванны водного раствора соляной кислоты, ее выдержку, удаление второй ванны и последующее освоение скважины [2]. При формировании второй ванны в раствор дополнительно вводят плавиковую кислоту. В этом способе организуют двухстадийный процесс разрушения глинистых кольматирующих образований, за счет чего повышают фильтрационную проводимость призабойной зоны скважины. К достоинствам этого способа следует отнести то, что он позволяет при относительно небольшом расходе реагентов перевести глинистые минералы, кольматирующие продуктивные пласты и, в итоге, снижающие приток нефти к скважине, в тонкодисперсное состояние и тем самым сделать реальным их растворение, а также удаление продуктов реакции из фильтровой зоны пласта. В конечном итоге это приводит к существенному увеличению дебита скважин по сравнению со способами, включающими закачку кислот. Однако основным ограничением этого способа является то, что очистка от глинистых материалов осуществляется только непосредственно в зоне перфорации. В призабойной части пласта глинистые минералы остаются и при попадании в эти зоны пресной воды, например, при проведении ремонтных работ и закачке в пласт воды с целью поддержания пластового давления глинистые минералы могут набухать, т. е. увеличивать свой объем и перекрывать фильтрационные каналы, снижая тем самым дебит или приемистость скважины. Кроме того, при осуществлении этого способа на практике в промежутке между установкой первой ванны и второй ванны требуется промывка скважины водой, что увеличивает расход воды и для чего требуется дополнительное время. Таким образом, известный способ имеет невысокую эффективность восстановления первоначальной гидропроводности призабойной зоны, что особенно важно для нагнетательных скважин. Задача, решаемая изобретением, - повышение эффективности разглинизации скважин и увеличение их дебита. Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявленного способа, - увеличение гидропроводности пласта. Для решения поставленной задачи в известном способе реагентной разглинизации скважин, включающем формирование в зоне перфорации первой ванны водного раствора кислой соли щелочного металла, ее выдержку, удаление, последующее формирование в той же зоне второй ванны водного раствора соляной кислоты, ее выдержку, удаление второй ванны и последующее освоение скважины, согласно изобретению в раствор кислой соли щелочного металла добавляют углекислый калий К2СО3 в концентрации 0,5 - 3 мас.%, в водный раствор соляной кислоты добавляют хлористый калий в концентрации 0,2 - 2 мас.%, удаление первой ванны осуществляют ее вытеснением и замещением первоначальным объемом водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации в процессе формирования второй ванны, при этом упомянутый первоначальный объем водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации после выдержки вытесняют из зоны перфорации вверх закачкой продавочной жидкости, в качестве которой используют упомянутый водный раствор соляной кислоты с хлористым калием в указанной концентрации, продавливают его через зону перфорации в призабойную зону пласта и выдерживают, а удаление второй ванны осуществляют промывкой. Возможны дополнительные варианты осуществления способа, в которых целесообразно, чтобы: - в водный раствор соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.% вводили плавиковую кислоту с концентрацией 2-5 мас.%; - в качестве водного раствора кислой соли щелочного металла использовали раствор бикарбоната натрия с концентрацией 5-15 мас.%, а выдержку первой ванны осуществляли в течение 8 - 10 ч; - вторую ванну водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.% формировали на 0,5 - 1 ч, при этом использовали соляную кислоту в концентрации 6-10 мас.%; - формирование первой и второй ванны производили закачкой растворов по колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), опущенной до нижних отверстий зоны перфорации, при этом общий объем Q водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 2-5 мас.% выбирали из соотношения: Q=(8![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
m - коэффициент эффективной пористости;
Rп- радиус, примыкающей к скважине зоны пласта, м;
- первоначальный объем Q1 водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.% выбирали из соотношения:
Q1 = (5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
- объем Q2 продавочной жидкости, в качестве которой используется водный раствор соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.%, выбирали из соотношения:
Q2 = (3
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
- объем Q3 для заполнения порового пространства призабойной зоны пласта водным раствором соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2-2 мас.% выбирали из соотношения:
Q3 = (1,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/981.gif)
фиг. 2 - зависимость степени восстановления гидропроводности призабойной зоны пласта
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/967.gif)
а) на установку ванны с целью растворения глинистых материалов, перешедших в тонкодисперсную фазу в результате обработки раствором кислой соли щелочного металла
Q1 = (5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
h - высота фильтра, м;
R - внутренний радиус обсадной колонны, м;
r - наружный радиус насосно-компрессорных труб, м. Учитывая погрешности в измерении объемов при проведении ремонтных работ на скважинах для предотвращения возможных ошибок на практике принимается 5-10-кратный запас раствора кислот при толщине вскрытых продуктивных пластов от 5 до 15 м. Для более тонких пластов этот запас может быть выбран и 30-50-кратным с тем, чтобы заведомо расположить ванну против продуктивных пластов. б) для удаления из зоны фильтра раствора, содержащего продукты реакции кислот с глинистыми компонентами (операция промывки вытеснением)
Q2 = (3
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
что получено опытным путем в результате исследования модели скважины. Как видно из фигуры 1, для этой цели вполне достаточно 3
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
Q3 =(1,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
где m - коэффициент эффективной пористости;
Rп - радиус примыкающей к скважине зоны пласта, м,
Объем прокаченной жидкости для эффективной степени восстановления гидропроводности призабойной зоны пласта
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/967.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
(Q= Q1 + Q2 + Q3)
Q=(8
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
Скважину, оборудованную колонной насосно-компрессорных труб, соединяют с оборудованием для нагнетания рабочих растворов и спуска-подъема НКТ. Колонну НКТ опускают ниже или до нижних отверстий фильтра обсадной колонны. В качестве оборудования можно использовать цементировочный агрегат, например ЦА-320, в емкости которого растворяют бикарбонат натрия NаНСО3 (6%) и углекислый калий (2%), и агрегат для закачки кислот типа АзИНМАШ-30 с раствором, содержащим ингибитор коррозии, 10 % - HСl, 3% - HF и 1% КСl. Скважину предварительно глушат и соединяют с оборудованием, установленным на ее устье. Первым агрегатом закачивают в колонну НКТ 4 м3 раствора питьевой соды и углекислого калия и, продавливая его водой, доводят до забоя. Установленную ванну раствора соды и углекислого калия выдерживают в течение 10 часов. Далее в скважину закачивают раствор: 10% - НС1, 3% - HF и 1 % KCl. Общий объем раствора рассчитывается по приведенной формуле. При обсадной колонне диаметром 146 мм, стенке 8 мм и диаметре колонны НКТ - 73 мм, h = 10 м, при выборе m = 0,2 и Rп = 0,5 получим
Q=(8
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
(1,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
Таким образом, величина Q находится в интервале от 3,2 м3 до 4,4 м3. Примем Q = 4 м3. Далее закачкой промывочной жидкости доводят раствор кислот с хлористым калием до забоя скважины, вытесняя и замещая им раствор соли без предварительной промывки скважины, и устанавливают кислотную вторую ванну в межтрубном пространстве в соответствии с выражением для Q1 в объеме 0,5 м3 сроком на 0,5 часа. Затем при открытом межтрубном пространстве в колонну НКТ закачивают продавочную жидкость в объеме Q2, соответствующем для выбранного примера - 0,3 м3. При этом происходит вытеснение первоначального объема Q1, загрязненного продуктами реакций взаимодействия глиносодержащих частиц с кислотой, вверх. После этого закрывают межтрубное пространство и закачивают в НКТ жидкость, продавливая тем самым кислоту с хлористым калием в призабойную зону пласта, и оставляют скважину на 0,5 - 1 ч. После этого промывают скважину и осваивают ее обычным способом. Проведенные испытания показали, что увеличение дебита или приемистости составляет не менее чем 2 - 2,5 раза. Наиболее успешно заявленный способ реагентной разглинизации скважин может быть использован в горной промышленности при введении в эксплуатацию заглининных скважин. Источники информации
[1] Патент Российской Федерации 2078203, Е 21 В 43/27, опубл. 27.04.97. [2] Патент Российской Федерации 2055983, Е 21 В 43/27, опубл. 10.03.96.
Формула изобретения
Q = (8
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
h - высота фильтра, м;
R - внутренний радиус обсадной колонны, м;
r - наружный радиус насосно-компрессорных труб, м;
m - коэффициент эффективной пористости;
Rп - радиус примыкающей к скважине зоны пласта, м. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, первоначальный объем Q1 водного раствора соляной кислоты с хлористым калием в концентрации 0,2 - 2 маc. % выбирают из соотношения
Q1 = (5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
Q2 = (3
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
Q3 = (1,5
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/960.gif)
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2