Курсовая работа: Повышение продуктивности пласта воздействием кислотных композиций

Снижение проницаемости ПЗП происходит не только в результате искусственного отрицательного воздействия на пласт, но и является следствием отложения на поверхности порового пространства различного рода органических осадков (например, АСПО), выделяющихся из состава нефти вследствие изменения термобарических, гидродинамических и химических условий. Естественно, отложения АСПО происходят не в чистом виде, а включают в себя и неорганическую часть (окислы железа, водонерастворимые соли, горную породу и др.). В результате этого эффективного растворения кольматантов неорганической природы кислотными растворами резко снижается и обработки не приводят к желаемым результатам.

Раздел 2. Глубина проникновения кислотных составов в пласт и охват кислотным воздействием ПЗП

В первом разделе упоминалось о значительной глубине проникновения кольматантов в ПЗП.

Известно, что глубина проникновения активной кислоты в пласт определяется при прочих равных условиях темпом ее нагнетания и скоростью реагирования с горной породой.

Поскольку темп нагнетания кислотного раствора является довольно стабильной величиной и ограничен прочностью НКТ, то основное внимание исследователей привлекает параметр скорости реагирования кислотных растворов с горной породой.

V_P г/(м² ч)

_{15 804} 2 3

1 4

^{12 312} 5

_{8 789}

^{5 328}

₈₅₇ HCl, %

^{10 20 30}

Рис. 1 - Изменение скорости реакции (V_p ) раствора HCl с мрамором при 26,7 ⁰ С и 7,75 Мпа в зависимости от его массовой концентрации (%): 1 –15; 2 – 22; 3 – 28; 4 – 34; 5 - 37

На рис. 1 показано, что наиболее активными в отношении карбонатов являются кислотные растворы с 20…25 %-й концентрацией HCl, которые и поставляются для нефтегазовой промышленности. Сплошная линия соответствует начальным скоростям реакции, а пунктирная – изменению скорости по мере нейтрализации кислоты.

Вместе с тем следует учитывать, что более концентрированные растворы HCl реагируют с карбонатной породой более длительное время, растворяют при прочих равных условиях большую массу породы, продуцируют большой объем CO₂ и в меньшей степени теряют свою активность с разбавлением пластовой водой при движении в глубь пласта.

Фактором, оказывающим заметное влияние на скорость нейтрализации кислотного раствора в пласте, является соотношение реагирующей с кислотой поверхности с ее объемом (С). На рис.2 показано, что увеличение этого соотношения довольно резко усиливает скорость нейтрализации кислотного раствора за одно и то же время, что подтверждается в прямых экспериментах.

V_p г/(м² ч)

¹⁰⁰ С=22:1С=8:1

⁸⁰

₄₀ С= 1:1

²⁰

^{0 10 20 30} ч, мин

Рис. 2 - Изменение скорости реакции (V_p ) 15 %-го раствора HCl с мрамором при 26,7 ⁰ С и 7,0 МПа во времени в зависимости от соотношения его поверхности и объема кислотного раствора (С)

Например, исследованиями В.П.Шалинова и др. (1985 г.) на образцах естественных карбонатных кернов проницаемостью 0,52 мкм² при скорости закачки 1 см³ /мин 20%-го раствора HCl на выходе из керна (длиной 2,3 см и диаметром 2,5 см) была зафиксирована кислота 0,1 %-й концентрации через 2 мин. На керне же проницаемостью 0,052 мкм² – через 5 мин.

Эти данные свидетельствуют о том, что для увеличения глубины проникновения активной кислоты в пласт по мере снижения его проницаемости (увеличения С) следует замедлять скорость ее реакции. Особенно это касается глинокислотных обработок в низкопроницаемых пластах.

В общем по данным ряда авторов глубина проникновения обычных кислотных растворов в ПЗП исчисляется от долей до нескольких сантиметров в зависимости от темпа закачки и их концентрации.

Эффективный путь устранения этого недостатка в уменьшении поверхности контакта кислотного раствора с горной породой за счет адсорбции на ней компонентов, предварительно закачиваемых в пласт или содержащихся в нагнетательном кислотном составе (ПАВ, гидрофобизаторов и др.), снижении подвижности ионов кислоты за счет придания повышенной вязкости составу или бронировании кислоты в составе эмульсий, а также обратимой кольматации части разветвленной сети фильтрационных каналов с целью уменьшения интенсивности утечек в них кислоты.

Другим немаловажным фактором успешности кислотных обработок является охват пласта кислотным воздействием по его толще. Одной из значимых величин в формуле притока нефти к забою скважин является эффективная толщина пласта. Согласно расчетам Ю.А. Балакирова и И.В. Кривоносова (1971 г.) чем больше толщина охвата пласта кислотным воздействием, тем выше эффективность обработки при прочих равных условиях. В силу гидродинамики потоков закачиваемого обычного кислотного раствора этого достичь практически нельзя.