КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ КИСЛОТЫ

Эффективность солянокислотных обработок скважин зависит от концентрации кислоты, ее объема, давления при обработке, тем­пературы на забое, характера пород и других факторов. Для кис­лотных обработок объем и концентрация раствора кислоты плани­руются для каждого месторождения и каждой скважины индиви­дуально, так как точно подсчитать эти параметры затруднительно. Предельные значения этих параметров обычно следующие: объ­ем—0,4—1,5 м³ на 1 м обрабатываемой мощности пласта; кон­центрация 12—16% НСl, с уменьшением ее в отдельных случаях до 8% и увеличением до 20%.

Наименьшие объемы кислоты в 0,4—1,0 м³ на 1 м мощности обрабатываемого интервала пласта применяют для малопроницае­мых карбонатных пород при малых начальных дебитах скважин. Для этих условий принимают наиболее высокую концентрацию раствора—с 15—16% НС1, а при отдельных обработках—20% НС1.

Для скважин с высоким начальным дебитом и породами высо­кой проницаемости следует планировать 1,0—1,5 м³ раствора кис­лоты на 1 м мощности обрабатываемого пласта. Для песчаных коллекторов первичные обработки рекомендуется начинать с не­большими объемами раствора кислоты (0,4—0,6 м³ на 1 м мощ­ности) при сниженной до 8,0—10%-ной концентрации кислоты.

При повторных обработках во всех случаях объем кислотного раствора постепенно увеличивают по сравнению с предыдущими обработками до максимального.

ТЕХНИКА КИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК

Процесс солянокислотной обработки скважины заключается в нагнетании в пласт раствора соляной кислоты накосом или само­теком, если пластовое давление низкое.

Порядок работ при этом следующий. Скважину очищают от песка, грязи, парафина и продуктов коррозии. Для очистки стенок скважины от цементной и глинистой корки и от продуктов коррозии при открытом забое применяют кислотную ванну. При этом раствор кислоты подают на забой скважины и выдерживают ее там, не продавливая в пласт. Через несколько часов отреагировав­шую кислоту вместе с продуктами реакции вымывают на поверх­ность обратной промывкой, нагнетая промывочную жидкость (нефть или вода) в затрубное пространство скважины.

Кислотная ванна способствует предупреждению попадания за­грязняющих материалов в пористое пространство пласта при по­следующей обработке. Поэтому кислотная ванна считается одним из первых и обязательных этапов кислотного воздействия на пласт.

Перед обработкой скважины у ее устья устанавливают необхо­димое оборудование и спрессовывают все трубопроводы на полуторакратное рабочее давление. Параллельно с обвязкой устья скважины к месту работы подвозят подготовленный раствор соляной кислоты или готовят его тут же у скважины.

Примерная схема размещения оборудования для закачки солянокислотного раствора в пласт показана на рис. 175. При кис­лотных обработках в основном применяют агрегат Азинмаш-30, смонтированный на шасси высокопроходимой автомашины (КрАЗ-257). Агрегат имеет гуммированную цистерну емкостью 8 м³, состоящую из двух отсеков—один емкостью 2,7 м³, другой емкостью 5,3 м³. Кроме того, для транспортирования дополнитель­ного объема кислоты агрегат снабжен емкостью на прицепе объ­емом 6 м³, состоящей из двух отсеков по 3 м³ каждый. Этот агретат оснащен трехплунжерным горизонтальным насосом одинарно­го действия, который при плунжере диаметром 100 мм может на первой скорости поднимать давление до 50 МПа при теоретической производительности 2,5 л/с; на пятой скорости этот агрегат име­ет теоретическую производительность 10.8 л/с при давлении 11 МПа.

В скважинах, в которых возможно установить циркуляцию, процесс обработки производится по следующей схеме.

Сначала скважину заполняют нефтью и устанавливают цирку­ляцию. Затем в трубы нагнетают заготовленный раствор соляной кислоты. Объем нефти, вытесненной из скважины через кольцевое пространство, измеряют в мернике. Количество первой порции кис­лоты рассчитывают так, чтобы она заполняла трубы и кольцевое пространство от башмака труб до кров­ли пласта. После этого закрывают за­движку на отводе из затрубного прост­ранства и остатки кислотного раствора под давлением закачивают в скважину. Кислота при этом поступает в пласт. Оставшуюся в трубах и в нижней части скважины кислоту также продавливают в пласт водой или нефтью. Нагнетать кислоту в пласт необходимо с макси­мально возможными скоростями. После продавливания кислотного раствора в пласт скважину оставляют на некоторое время в покое для реагирования кисло­ты с породой, после чего вводят сква­жину в эксплуатацию.

Рис. 175. Размещение обо­рудования для закачки кис­лотного раствора в пласт:

1 — емкость для нефти; 2 — ем­кость для солянокислотного раствора; 3— насосный агрегат; 4 — скважина

Для наиболее дальнего проникнове­ния соляной кислоты вглубь пласта, что повышает эффективность обработок, применяют пенокислотные обработки.

Сущность этого способа заключается в том, что в призабойную зону пласта вводится не обычная кис­лота, а аэрированный раствор поверхностно-активных веществ в соляной кислоте в виде пены. Применение кислотных пен имеет следующие преимущества перед обычной кислотной обработкой:

1) замедляется растворение карбонатного материала в кислот­ной пене, что способствует более глубокому проникновению актив­ной кислоты в пласт; в результате этого приобщаются к дрени­рованию удаленные от скважины участки пласта, ранее недоста­точно или совершенно не охваченные процессом фильтрации;

2) малая плотность кислотных пен (400—800 кг/м³) и их повы­шенная вязкость позволяют существенно увеличить охват воздей­ствием кислоты всей вскрытой продуктивной мощности пласта; это как бы включает в себя преимущества, достигаемые при поинтервальных кислотных обработках, что особенно важно при больших продуктивных мощностях пласта и пониженных пластовых давле­ниях;

3) улучшаются условия очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции: присутствие поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение как активной, так и отреагиро­вавшей кислоты на границе с нефтью, а наличие сжатого воздуха в отреагировавшем растворе, расширяющемся во много раз при освоении скважин (при снижении забойного давления), улучшает условия и качество освоения.

Оборудование для закачки в скважину кислотных пен состоит из кислотного агрегата, передвижного компрессора и смесителя-аэратора (рис. 176).

В аэраторе происходят перемешивание раствора кислоты с воз­духом и образование пены.

Рис. 176. Обвязки оборудования при пенркислотной обработке скважин:

1—компрессор; 2 — кислотный агрегат; 3—аэратор; 4—крестовина; 5 — обратный клапан

Степень аэрации, или объем воздуха в м³ на 1 м³ кислотного раствора, обычно принимается в пределах 15—25.

При пенокислотных обработках применяют следующие ПАВ: сульфонол, ДС-РАС, ОП-10, ОП-7, катапин-А, дисольван и др. Оп­тимальные по замедлению реакции добавки ПАВ к раствору кис­лоты составляют от 0,1 до 0,5% от объема раствора.

Порядок обработки скважин кислотой следующий. Вначале в стволе скважины против обрабатываемого интервала продуктив­ного горизонта делают солянокислотную ванну. Если стенки колон­ны труб покрыты цементной коркой, в соляную кислоту добавля­ют 1—1,5%-ный раствор плавиковой кислоты. Затем в пласт за­качивают 10—15%-ный раствор соляной кислоты для растворения в призабойной зоне карбонатов. После этих операций продукты реакции должны быть удалены для расчистки пористых каналов в призабойной зоне пласта. На третьем этапе обработки в пласт закачивают грязевую кислоту—смесь 3—5%-ной плавиковой кис­лоты с 10—12%-ной соляной кислотой.

Грязевую кислоту выдерживают в скважине не менее 12 ч, по­сле чего забой скважины тщательно очищают от продуктов реак­ции.