состав для обработки призабойной зоны пласта

Формула изобретения

Состав для обработки призабойной зоны пласта, содержащий воду и кислоту, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют оксиэтилидендифосфоновую кислоту, а в качестве регулятора скорости ее взаимодействия с породой используют соль кальция, например хлористый кальций, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксиэтилидендифосфоновая кислота - 1,0 - 5,0

Хлористый кальций - 0,25 - 25,0

Вода - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к составам для обработки призабойной зоны пласта (ПЗП) и может быть использовано для повышения приемистости нагнетательных скважин и снижения интенсивности поступления подошвенной воды при эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

Известно широкое использование различных по составу кислотных смесей для растворения карбонатносодержащей породы в ПЗП. При этом, как правило, рекомендуемые кислоты относятся к сильным кислотам типа соляной см.М.Кристиа "Увеличение продуктивности и приемистости скважин", М., Изд. " Недра", 1985. и А.С. N 1596087 "Способ обработки ПЗП, сложенного карбонатными коллекторами путем закачки в него соляной кислоты или разнообразных композиций на его основе". Недостатком при использовании этих кислот является их высокая (до 1 часа) скорость реакции взаимодействия с карбонатной породой. В связи с большой скоростью реакции, обработке (увеличению проницаемости) подвергается только часть ПЗП, находящаяся рядом с фильтровой зоной скважины, а удаленная часть продуктивного пласта остается без изменений. То есть, в этом случае происходит обработка лишь околоствольной ограниченной зоны продуктивного пласта по вертикали, а не по горизонтали. При этом имеет место повышенная коррозия подземного внутрискважинного оборудования и разрушение цементного камня в перфорационной зоне скважины. Кроме того, использование сильных кислот может привести к росту водосодержания в продукции скважин после проведения обработок. Известен также состав по авт. св. N 977734 "Способ обработки ПЗП, сложенного карбонатным коллектором путем закачки в него феноксивинилфосфоновой кислоты", где в качестве кислоты предлагается использовать -феноксивинилфосфоновую кислоту, которая в значительной степени исключает недостатки сильных кислот.

Однако в этом случае скорость взаимодействия - феноксивинилфосфоновой кислоты с карбонатной породой по сравнению с сильными кислотами уменьшается всего в 3-6 раз.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав по патенту РФ N 2047757 "Состав для обработки призабойной зоны пласта", который содержит нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) и поверхностно-активное вещество. Состав разрушает связи глинистых частиц, попавших в продуктивный пласт на стадии заканчивания скважины в процессе бурения, а низкое поверхностное натяжение состава позволяет легко их удалить (декольматировать) из ПЗП. Недостатком является содержание в этом составе поверхностно-активного вещества, которое модифицирует поверхность породы, что затрудняет протекание реакции взаимодействия кислоты с карбонатной породой. Кроме того, предлагаемый состав многокомпонентен, а ингредиенты являются дефицитными.

Целью изобретения является повышение продуктивности эксплуатационных скважин при минимальных затратах за счет повышения эффективности обработки ПЗП путем увеличения глубины обработки по горизонтали и подключения удаленных зон пласта с высоким нефтегазосодержанием и снижения скорости взаимодействия состава с карбонатной породой.

Достигается это за счет применения описываемого состава, содержащего кислоту, раствор соли и воду.

Новым является то, что в качестве кислоты используют оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ), а для регулирования скорости ее взаимодействия с карбонатной породой используется соль кальция, например хлористый кальций.

ОЭДФ общей формулы CH₃C(OH)(PO₃H₂)₂ или структурной:



представляет собой пятиосновную кислоту, разлагаемую при 250^oC и образующую устойчивые комплексы с редкоземельными, щелочно-земельными и переходными элементами, в том числе в сильно кислых средах.

Известно использование ОЭДФ для разрушения накипи в паровых котлах и коммунальных сетях, а также в нефтегазовой промышленности для ингибирования выпадения солей железа в ПЗП.

В предлагаемом составе ОЭДФ на порядок и более раз по сравнению с известными кислотами уменьшает скорость взаимодействия с карбонатной породой. Это позволяет проникать составу на основе ОЭДФ в глубину пласта по горизонтали на большое расстояние (увеличить охват ПЗП) без уменьшения его реакционной способности. Для регулирования скорости реакции ОЭДФ с карбонатной породой предлагается использовать соль кальция, например хлористый кальций, который, выполняя роль катализатора, интенсивно влияет на скорость протекания реакции. Регулирование скорости взаимодействия состава определяется производственными задачами, которые предполагается решить той или иной обработкой ПЗП. Например, уменьшение скорости взаимодействия до минимальных величин может иметь место при необходимости обработки удаленной зоны пласта, а некоторое увеличение скорости реакции может быть эффективным при первичных обработках, когда не ставится задача глубокого проникновения активной кислоты в пласт.

Предлагаемый состав не взаимодействует с карбонатной породой в присутствии пластовой воды, что исключает поступление подошвенной воды и обводнение скважин при ее эксплуатации.

Пример.

Предлагаемый состав представляет собой истинный водный раствор ОЭДФ и хлористого кальция плотностью 1470 кг/м³, pH 4.

Для приготовления состава были использованы следующие материалы:

- кислота ОЭДФ, жидкая 50%-ная светло-желтого цвета хорошо растворимая в воде (2300 г/л), выпускаемая по ТУ 6-09- 713-84;

- хлористый кальций, кристаллический, плотностью 2,5 г/см³, хорошо растворимый в воде, выпускаемый по ГОСТ -450-77;

- вода техническая (водопроводная) по ГОСТ 4979-49.

В качестве модели карбонатного пласта взят мрамор, являющийся наиболее плотной разновидностью, полностью ему идентичной по химическому составу.

Приготовление состава вели следующим образом. В техническую воду вводили расчетное количество ОЭДФ и перемешивали до полного растворения. Затем в полученный раствор добавляли расчетное количество хлористого кальция и осуществляли тщательное перемешивание. Соотношение ингредиентов при приготовлении состава находилось в следующих пределах (мас.%): техническая вода от 64,0 до 99,5; ОЭДФ от 0,5 до 6,0; хлористый кальций от 0,20 до 30,0.

Испытание составов с различной концентрацией исходных компонентов (таблица 1) осуществляли:

1. Воздействием его на мраморные образцы с определением изменения их веса во времени (таблица 2).

2. Воздействием его на металлические образцы с определением степени коррозии (таблица 2).

3. Воздействием его на мраморные образцы с пластовой водой с определением изменения их веса во времени (таблица 2).

Характеристика испытываемых составов приведена в таблице 1.

Испытания по интенсивности растворения мраморных образцов проводились следующим образом. В приготовленный состав по рецептуре таблицы 1 помещался образец мрамора определенного веса, где выдерживался в течении заданного времени. Затем образец обмывался большим количеством воды, высушивался при 105^oC и взвешивался. По разнице исходного и последующего весов мрамора оценивалась интенсивность его растворения. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Из результатов, приведенных в таблице 2, следует, что содержание ОЭДФ в количестве 1,0 мас.% (составы 7-12) является нижним пределом, а в количестве 5,0 мас. % - верхним (составы 19 - 24) пределом. Эти концентрации предлагаемого состава позволяют почти в 1,5-6 раз уменьшить интенсивность растворения мрамора по сравнению с соляной кислотой сопоставимой концентрации (состав 31) и в 20-25 раз - по сравнению с соляной кислотой с концентрацией, обычно используемой на практике (состав 34). Дальнейшее увеличение содержания ОЭДФ нецелесообразно, так как существенного изменения интенсивности растворения мрамора практически не происходит. Особенно низкая скорость растворения наблюдается в первые часы реакции.

Из таблицы 2 также следует, что присутствие хлористого кальция значительно повышает интенсивность растворения мрамора. При этом, содержание хлористого кальция 0,25% следует считать минимальным (составы 9, 15, 21) а 25% - максимально возможным (составы 11, 17, 23).

В тех случаях когда растворение мрамора осуществлялось в присутствии пластовой воды (составы 32,33) реакция практически отсутствует, то есть в этом случае обработка ПЗП не вызывает увеличения гидродинамической связи с частью пласта, содержащей подошвенную воду.

Интенсивность коррозии металла в присутствии предлагаемого состава значительно меньше (более 10 раз) по сравнению с 3,0%-ным раствором соляной кислоты и соляной кислотой 26,0%-ной концентрации (более 40 раз).

Таким образом, данный состав имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с существующими:

1. Процесс регулируем во времени, что дает возможность прокачки состава на любое расстояние от забоя скважины в зависимости от конкретно решаемых задач и подключения в работу удаленных участков продуктивного пласта, увеличивая тем самым продуктивность эксплуатационной скважины.

2. В продуктивной части разреза растворитель взаимодействует с карбонатной породой, улучшая фильтрационные свойства пласта, а водонасыщенный карбонатный пласт остается нетронутым, так как состав в этих условиях с карбонатной породой не реагирует и, таким образом, исключается поступление пластовой воды в добываемую нефть (или газ).

3. Состав практически не вызывает коррозии металла.

4. Снижаются затраты на проведение работ по увеличению продуктивности эксплуатационной скважины.