Статья: Новый подход к методам химической очистки призабойной зоны ствола скважины при заканчивании открытым стволом

гипохлориты агрессивны по отношению к стали, включая 13-хромированную сталь. Растворенное железо образует коллоидные частицы «ржавчины», которые являются потенциально опасным загрязнителем коллектора твердой фазой;

высоко- и низкощелочные жидкости растворяют силикаты или микропоровые кремнистые сланцы, которые образуют мелкие частицы. Эти подвижные частицы способны закупорить поровые каналы. Низкопроницаемые коллектора обычно являются более чувствительными к такому загрязнению;

окислители могут реагировать с глинами или образовывать эмульсии. Большинство окислителей характеризуются высоким уровнем рН и могут диспергировать глинистые частицы;

окислители не должны применяться в комбинациях с кислотами, поскольку в этом случае могут образовываться ядовитые газы;

агрессивные окислители способны привести к быстрому прорыву фильтрационной корки и обходу фильтрационной корки (фото 4);

при разрушении полимерной составляющей фильтрационной корки окислителями возможно проникновение компонентов промывочной жидкости в коллектор.

Применение энзимов

Обычно энзимы определяются как природные катализаторы, т.к. большинство биологических процессов включают энзимы. Энзимы являются большими молекулами белков, состоящих из цепочек аминокислот. Простые энзимы состоят менее чем из 150 аминокислот, при этом сложные (типичные) энзимы имеют 400-500 аминокислот.

Энзимы, применяющиеся в нефтегазовой промышленности, являются специфичными для определенных групп полимеров. Энзимы, разрушающие амилазу (крахмал), не воздействуют на ксантановые биополимеры и наоборот, что позволяет селективно разрушать фильтрационную корку в зависимости от ее состава. Как и гипохлориты, энзимы не растворяют карбонат кальция, поэтому если удаление кольматанта является одной из основных задач, обработку ПЗП энзимами необходимо комбинировать с обработкой хелатными соединениями.

Энзимы являются коррозионно-безопасными реагентами — они не реагируют с железом и не образовывают нерастворимых осадков «ржавчины», которые являются потенциально опасными соединениями, закупоривающими поры породы-коллектора. Т.к. энзимы являются катализаторами, то они практически не расходуются в реакции, вследствие чего могут разрушать полимеры до тех пор, пока не изменится среда реакции.

Обычно закачка пачки на основе энзимов в зону продуктивного пласта не вызывает сложностей, поскольку энзимы действуют достаточно медленно, в результате достигается более полное удаление фильтрационной корки (рис. 1).

Недостатки энзимов

Недостатки энзимов обусловлены тем, что:

энзимы весьма чувствительны к среде реакции. Температура, рН, содержание ионов кальция (жесткость) и др. способны как улучшить, так и ухудшить эффективность обработки ПЗС энзимами;

используемые в отрасли реагенты имеют достаточно узкий температурный диапазон применимости — от 4 до 95°C.

Очистка ПЗС с помощью хелатов

Хелатные соединения (хелаты, внутрикомплексные соединения, клешневидные соединения), представляющие собой комплексные соединения, в которых лиганд присоединен к центральному атому металла посредством двух или большего числа связей, позволяют достаточно эффективно разрушать карбонат кальция, связывая его в органическое соединение. Наиболее часто в промывочных жидкостях используются хелатные соединения, производные от этилендиаминтетрауксусной кислоты.

Хелаты работают гораздо медленнее и «мягче» кислот, не склонны к активным химическим реакциям с пластовыми флюдами или минералами, слагающими коллектор, что позволяет существенно снизить риск загрязнения ПЗП. К дополнительным преимуществам хелатных соединений относится низкая коррозионная активность, малая токсичность, легкость транспортировки и хранения.

Для повышения эффективности очистки ПЗП хелаты могут применяться совместно с другими реагентами, такими как кислоты или энзимы. Низкощелочные растворы хелатов также эффективны при удалении фильтрационной корки, образованной обратимыми эмульсионными РУО [1].

Выводы

Так как стоимость хелатных реагентов остается пока относительно высокой, энзимы в сочетании с хелатными реагентами рекомендуется использовать там, где требуется удаление карбоната кальция (например при заканчивании скважин щелевыми или гравийными фильтрами).

В общем случае при выборе раствора брекера необходимо учитывать:

экологическую безопасность и токсичность реагентов;

коррозионную активность брекеров;

скорость реакции растворов разрушителей;

вероятность загрязнения коллектора продуктами реакции.

На месторождениях Западной Сибири широкое распространение нашли биополимерные промывочные жидкости, использующие фракционированную мраморную крошку для контроля фильтрации жидкости в пласт. Энзимы разрушают связующее вещество фильтрационной корки, образованной такими жидкостями — модифицированный крахмал. Это позволяет разрыхлить и разрушить корку, что помогает снизить давление отрыва от поверхности ПЗП и дезинтегрировать корку с тем, чтобы легко вынести ее потоком пластового флюида при вызове притока.

Основными критериями, на которые необходимо обратить внимание при выборе способа химической очистки забоя, являются:

после удаления фильтрационной корки исчезает барьер, препятствующий неконтролируемой фильтрации жидкости заканчивания в пласт. Репрессия на пласт после разрушения фильтрационной корки перед спуском ЭЦН в процессе заканчивания составит около 4,5-5,0 МПа, что может спровоцировать существенные потери жидкости заканчивания в коллектор;

при использовании «грязной» (содержащей большое количество твердой фазы) жидкости заканчивания твердые частицы, содержащиеся в ней, могут закольматировать поровые каналы ПЗП и привести к снижению производительности скважины.

Поэтому для достижения максимальной эффективности химической обработки и во избежание повреждения коллектора после проведения такой обработки мы рекомендуем более внимательно проработать вопросы заканчивания скважин в целом. На основании проведенных исследований можно утверждать, что существующие способы химической очистки забоя способны эффективно удалять фильтрационную корку современных жидкостей для первичного вскрытия. Выбор того или иного метода обработки ПЗС будет зависеть от используемого забойного оборудования, метода заканчивания, наличия или отсутствия на забое отсекающего клапана и пакера, устойчивости забойного оборудования к коррозии и действующих в регионе ограничений в области промышленной безопасности.

Список литературы

1. Patel A. D. Reversible Invert Emulsion Drilling Fluids — A Quantum Leap in Technology. IADC/SPE 47772 Paper. 1998 IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology.

2. ИбрагимовЛ.Х., МищенкоИ.Т. Интенсификациядобычинефти. М., 1996.