Состав для получения соляной кислоты в неактивной форме

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к смесям для воздействия на призабойную зону пласта. Техническим результатом является повышение эффективности обработки за счет предотвращения коррозии нефтепромыслового оборудования и закупоривание порового пространства пласта продуктами коррозии. Состав для получения соляной кислоты в неактивной форме, состоящий из соляной кислоты, поверхностно-активного вещества, углеводородного компонента, в качестве поверхностно-активного вещества содержит лигносульфонат, в качестве углеводородного компонента - нефть, газовый конденсат или дизельное топливо и дополнительно – активированный уголь, соляную кислоту смешивают с активированным углем, после получения гелеобразной массы вязкостью 200 МПа·с высушивают в печи при температуре 19°С, доводят указанную массу до состояния сыпучего материала при следующем соотношении, мас.%: соляная кислота 30 – 40, активированный уголь 30 – 40, поверхностно-активное вещество – лигносульфонат 8 – 10, нефть, газовый конденсат или дизельное топливо остальное. 2 табл.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к смесям для воздействия на призабойную зону пласта.

Известно, что почти во всех процессах физико-химического воздействия на призабойную зону пласта (ПЗП) с разными коллекторами основной в смесях кислот является соляная кислота. (Зайцев Ю.В., Балакирев Ю.А. Технология и техника эксплуатации нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1986, с.59-73; 225-301).

Соляную кислоту нагнетают в скважину в виде исходного раствора в активной форме (концентрация на поверхности - 12-20%), что приводит к коррозии нефтепромыслового оборудования и выпадению в осадок закупоривающих пласт продуктов коррозии (Авторское свидетельство на изобретение №1462879 от 16.06.86, кл. Е 21 В 43/27 и Авторское свидетельство на изобретение №1739014 от 17.10.89, кл. Е 21 В 43/27, 43/24). При контакте с соляной кислотой (НСl - реагент, имеющий высокие коррозионные свойства) нефтепромысловое оборудование попадает под солянокислотную коррозию с образованием солей железа, которые после нейтрализации кислоты, гидролизуясь, выпадают в осадок, закупоривая поровое пространство пласта, снижая тем самым его проницаемость и, соответственно, продуктивность скважины.

Поэтому легко понять, что если на поверхности НСl имеет концентрацию 12-15%, то в ПЗП НСl имеет концентрацию 4-5%. Заметим также, что почти невозможно сохранить первоначальную концентрацию НСl в жидком виде до нагнетания ее в ПЗП.

Наиболее близким к заявленному является состав для получения соляной кислоты в неактивной форме, состоящий из, маc.%: соляной кислоты 60-75, поверхностно-активного вещества ПАВ 0,1-1,0, углеводородного компонента 22,5-39,4 и продукта полимеризации моноциклических терпеновых углеводородов 0,5-1,5, соляная кислота введена в смесь углеводородного компонента, ПАВ и продукта полимеризации моноциклических терпеновых углеводородов при перемешивании (Авторское свидетельство СССР №781326, Е 21 В 43/27, 23.11.1980).

Техническим результатом является повышение эффективности обработки за счет предотвращения коррозии нефтепромыслового оборудования и закупоривание порового пространства пласта продуктами коррозии.

Состав для получения соляной кислоты в неактивной форме, состоящий из соляной кислоты, поверхностно-активного вещества, углеводородного компонента, в качестве поверхностно-активного вещества содержит лигносульфонат, в качестве углеводородного компонента - нефть, газовый конденсат или дизельное топливо и дополнительно - активированный уголь, соляную кислоту смешивают с активированным углем, после получения гелеобразной массы вязкостью 200 МПа·с высушивают в печи при температуре 19°С, доводят указанную массу до состояния сыпучего материала при следующем соотношении, маc.%: соляная кислота 30-40, активированный уголь 30-40, поверхностно-активное вещество - лигносульфонат 8-10, нефть, газовый конденсат или дизельное топливо остальное.

Предложенное изобретение базируется на высвобождении непосредственно в ПЗП химически активной соляной кислоты из предварительно полученного на поверхности комплексного соединения с активированным углем.

Комплексное соединение соляной кислоты и активированного угля получают, смешивая на поверхности концентрированную соляную кислоту (28-32%) и активированный уголь в растворе кислоты до перехода ее в гелеобразную форму:

НСl+С→[НСl-С].

Для получения такого гелеобразного комплекса НСl и С смешивают в стехиометрическом соотношении к основному веществу с доведением вязкости до 200 МПа·с. После получения высоковязкого соединения гелеобразную массу высушивают при температуре 19°С с последующим доведением указанной массы до сыпучего состояния.

Как отмечалось, соляная кислота по своим химическим свойствам очень агрессивный и коррозийно-активный реагент. Однако, будучи переведенной в неактивную форму и смешанной с нефтью, газовым конденсатом или дизельным топливом, она полностью теряет свои кислотные и коррозионные свойства до того времени, пока ее не размешают водой, при этом она теряет свою неактивную форму и, высвобождаясь из оболочки углеводородной среды, приобретает при этом предыдущие свойства, но это происходит в ПЗП, где НСl со свойственными ей породоразрушающими свойствами увеличивает проникновение ПЗП и продуктивность скважины.

Таким образом, активное влияние соляной кислоты непосредственно переносится в ПЗП.

Наличие ПАВ в виде лигносульфата и комплекса [НСl-С] позволяет при аэрации со сжатым газом (степень аэрации равна 0,1-0,15) избежать коалесценции пузырьков газа при их передвижении со смесью кислот по насосно-компрессорным трубам, в коллекторе и снизить поверхностное натяжение на границе деления фаз "нефть - нейтрализованная смесь кислот". Наличие ПАВ в смеси позволяет также замедлить растворение карбонатов в пласт путем уменьшения контактной поверхности кислот с карбонатами за счет пузырьков газа. Таким образом, высвобождение водоносной части коллектора от приема нагнетательной смеси в процессе влияния на обработку призабойной зоны образует наилучшие условия для проникновения в глубину пласта смеси кислот с ПАВ и выделения из него карбонатных материалов, которые снижают приток нефти и газа к забою скважины.

Для сохранения неактивной структуры соляной кислоты до поступления в ПЗП нагнетания ее в скважину производят между двумя пробками из нефти, дизельного топлива или газового конденсата (для газовой или газоконденсатной скважины).

Предлагаемый состав прошел апробацию на образцах керна в лабораторных условиях.

Лабораторными экспериментами установлено, что при контакте активированного угля с соляной кислотой образуется вязкая смесь, которая при высушивании превращается в сыпучий порошок черного цвета с соляной кислотой в неактивной форме. Проба на рН при помощи универсального индикатора равна 1, что свидетельствует о наличии высокой концентрации соляной кислоты в неактивной форме.

Детально рассмотрим расчет получения соляной кислоты в неактивной форме в виде порошка.

1. Вес бюкса с порошком активированного угля - 9 г.

2. Вес бюкса - 2 г.

3. Вес порошка активированного угля - 7 г.

4. Соляная кислота (28-32% концентрации) вязкостью 1,22 см 3 - 8,7 мл или 10 г.

5. При температуре 19°С полученную смесь общим весом с бюксом 19 г высушивают.

6. После высушивания в течение 2 ч - вес смеси в бюксе -18,3 г, 4 ч - 17,1 г, 6 ч - 16,2 г.

7. Температура смеси увеличивается до 40°С, соответственно на протяжении 1 ч вес - 15,4 г, через 2 ч - 14,7 г. Таким образом, искомый продукт доводим до состояния сухого сыпучего вещества с рН 1.

8. Для контроля определяется степень концентрации соляной кислоты в неактивной форме путем растворения порошка в дистиллированной воде и растворения карбонатного материала породы в уже редкой соляной кислоте; при быстром и полном растворении активированного угля можем сделать вывод о высокой степени концентрации кислоты в неактивной форме.

9. Не составит труда подсчитать: 19,0-14,7=4,3 г (после высушивания НСl), 14,7-9,0=5,7 г (масса НСl, что адсорбировалась).

В соответствии с требованиями эксперимента по ГОСТу в смесь кислоты помещали кубик керна весом 6 г. В этой смеси выдерживали кубик керна 24 часа, после чего его вынимали из кислотного раствора и взвешивали на аналитических весах для определения разницы веса кубика до и после влияния кислотной смеси. Определяли скорость растворения минерала, параллельно методом навески определяли также скорость коррозии. Результаты исследования приведены в табл.1, 2.

Предлагаемый кислотный состав имеет высокую растворимость, обеспечивает надежную защиту от коррозии.

Формула изобретения

Состав для получения соляной кислоты в неактивной форме, состоящий из соляной кислоты, поверхностно-активного вещества, углеводородного компонента, отличающийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества он содержит лигносульфонат, в качестве углеводородного компонента - нефть, газовый конденсат или дизельное топливо и дополнительно – активированный уголь, соляную кислоту смешивают с активированным углем, после получения гелеобразной массы вязкостью 200 МПа·с высушивают в печи при температуре 19°С, доводят указанную массу до состояния сыпучего материала при следующем соотношении, мас.%:

Соляная кислота 30 - 40

Активированный уголь 30 - 40

Поверхностно-активное вещество – лигносульфонат 8,0 - 10

Нефть, газовый конденсат или дизельное топливо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2