Состав для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта

 

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в качестве состава для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта эксплуатационных скважин. В предлагаемом составе, кроме соляной кислоты, содержится хлорид алюминия, выделяющий в водонасыщенных порах пласта при гидролизе дополнительное количество соляной кислоты. В последующем хлорид алюминия в водонасыщенных порах карбонатного пласта образует гель гидрооксида алюминия, препятствующий притоку воды в эксплуатационную скважину.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в качестве состава для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта эксплуатационных скважин.

Известен состав для обработки призабойной зоны нефтяных скважин [1] содержащий соляную кислоту с оксидиэтанолом. Недостатком данного состава является быстрая нейтрализация соляной кислоты в водонасыщенной части пласта.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является состав [2] для обработки призабойной зоны пласта, содержащий растворы соляной и уксусной кислот, а в качестве дополнительного замедлителя жидкие продукты пиролиза от C₅ и выше.

Недостатком известного состава является низкая эффективность обработки, обусловленная быстрым обводнением продукции скважины.

Целью данного изобретения является увеличение глубины проникновения кислоты в пласт и последующей изоляции водонасыщенной части призабойной зоны пласта (ликвидация водяного конуса).

Поставленная цель достигается тем, что в составе для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта, включающем водный раствор кислоты и химическую добавку, согласно изобретению, в качестве кислоты используют соляную кислоту с концентрацией 1,5-3% а в качестве добавки - хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

соляная кислота 1,5-3,0 хлорид алюминия 4,0-8,0 вода остальное Сущность изобретения заключается в том, что увеличение глубины проникновения кислоты в пласт осуществляется не за счет веществ замедлителей реакции кислоты с карбонатной породой, а за счет постепенного выделения (генерирования) соляной кислоты непосредственно в пласте из хлорида алюминия при гидролизе его водой. В этом заключается отличие предлагаемого состава от известных. Соляная кислота в предлагаемом составе, кроме основной функции (растворения карбонатных минералов известняка и доломита), выполняет дополнительную функцию создает в исходном составе кислую среду, которая предотвращает преждевременный гидролиз хлорида алюминия до его закачки в пласт. Основным же отличием предлагаемого состава является то, что образующийся в результате гидролиза (одновременно с кислотой) гидроксид алюминия в последующем превращается в структурированную систему, то есть в образованных предлагаемым составом водонасыщенных порах карбонатного пласта образуется неподвижный гель гидроксида алюминия, который изолирует зону водопритока в скважину (ликвидирует водяной конус). Опытным путем установлено, что оптимальной концентрацией хлорида алюминия в исходном составе, приводящей к образованию неподвижного геля в порах карбонатного пласта с пористостью от 12 до 20% об. является концентрация хлорида алюминия от 4 до 8 мас.

Пример конкретного исполнения. Перед закачкой предлагаемого состава в эксплуатационную скважину проводили комплекс геофизических исследований с целью определения пористости, дебитов по жидкости, обводненности, статического и динамического уровней. На каждый метр перфорированной толщины пласта объем закачки состава принимали равным 3 м³. Исходя из пористости пласта определяли содержание хлорида алюминия в составе для комплексной обработки. В качестве основы предлагаемого состава использовали отход катализаторного комплекса, применяемого в процессе производства этилбензола в АО "Нижнекамскнефтехим". Значению минимальной пористости карбонатного пласта, равной 12% об. соответствует нижний предел концентрации хлорида алюминия, равный 4% В лабораторных условиях было определено, что хлорид алюминия с концентрацией менее 4% при контакте с карбонатами выпадает в осадок в виде разрозненных хлопьев, так как концентрации ионов алюминия не достаточно для образования геля с единой структурой. При высокой пористости карбонатного пласта, равной 20% об. образование геля гидроксида алюминия возможно, если содержание хлорида алюминия в исходном составе не превышает 8% Причина заключается в избытке ионов алюминия при недостатке карбонатов, что обуславливает неприемлемую продолжительность гелеобразования (более 24 ч). Таким образом, оптимальное количество хлорида алюминия составляет от 4 до 8% Содержание соляной кислоты колеблется от 1,5 до 3% зависит от концентрации хлорида алюминия и степени его гидролиза. Соляная кислота служит для предотвращения преждевременного гидролиза хлорида алюминия до закачки состава в пласт. Основная часть соляной кислоты, идущей на растворение карбонатов, образуется непосредственно в порах пласта при гидролизе хлорида алюминия. Увеличение проникновения кислоты осуществляется за счет того, что хлорид алюминия выделяет свежую кислоту по мере расходования имеющейся кислоты. После того, как весь хлорид алюминия гидролизуется и остатки кислоты прореагируют с породой, в порах пласта кислотность среды уменьшается, т.е. начинает расти pH водородный показатель. При изменении pH от 1 до 3,6 гидроксид алюминия находится в порах пласта в растворенном виде (ионной форме). При достижении pH 3,6 растворимость гидроксида уменьшается и начинается процесс гелеобразования. Рост pH происходит в слое, прилегающем к поверхности карбонатов, поэтому процесс гелеобразования начинается непосредственно на поверхности пор пласта. Гель постепенно заполняет весь свободный объем пор. Увеличение pH сначала на поверхности карбонатов способствует прочному скреплению геля гидроксида алюминия с водонасыщенной поверхностью пор и трещин карбонатной породы. При наличии на поверхности породы слоя нефти образование геля гидроксида алюминия невозможно, поэтому предлагаемым составом изолируются лишь водонасыщенные поры пласта. Этим определяется селективность процесса изоляции, что является дополнительным положительным эффектом. Опытным путем установили, что при отсутствии движения жидкости в порах и достижении pH 5,1 и выше, образование геля гидроксида алюминия в водонасыщенных порах карбонатного пласта завершается за 8-12 ч.

Таким образом, условием эффективности изоляции водонасыщенной части карбонатного пласта, имеющего пористость от 12 до 20% является начальная концентрация хлорида алюминия в растворе соляной кислоты, составляющая от 4 до 8 мас.

Использование предлагаемого состава позволяет повысить эффективность обработки призабойной зоны карбонатного пласта, т.е. увеличить приток нефти в скважину. Одновременно обеспечивается изоляция водонасыщенных пор призабойной зоны, т.е. уменьшается обводненность продукции скважины за счет ликвидации водяного конуса.

Формула изобретения

Состав для комплексной обработки призабойной зоны карбонатного пласта, включающий водный раствор кислоты и химическую добавку, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют соляную кислоту с концентрацией 1,5 3% а в качестве добавки хлорид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.

Соляная кислота 1,5 3,0 Хлорид алюминия 4 -8 Вода Остальное-