Введение к работе
Актуальность проблемы
Одной из наиболее эффективных технологий интенсификации добычи нефти в карбонатных коллекторах является кислотный гидравлический разрыв пласта (КГРП).
В этом процессе, при давлении, превышающем давление разрыва, в скважину последовательно закачивается высоковязкая жидкость и раствор соляной кислоты. Высоковязкая жидкость (жидкость разрыва), с одной стороны, образует магистральную трещину, а с другой, заполняет каверны и естественные трещины с высокой проницаемостью, не позволяя попадать в них кислоте, поступающей следом. Закачиваемый раствор соляной кислоты разъедает породу вдоль направления трещины, не обрабатывая естественные каверны и трещины, которые заполнены высоковязкой жидкостью. Последующая закачка жидкости разрыва и раствора соляной кислоты еще больше увеличивает протяженность трещины, и, таким образом, поверхность фильтрации.
В качестве жидкости разрыва в процессе кислотного ГРП применяются водонефтяные эмульсии, а также водные или углеводородные гели без применения деструкторов, поскольку разрушение гелей происходит за счет взаимодействия с кислотой.
Однако, при использовании растворов соляной кислоты, возникают проблемы, связанные с высокими значениями коррозии стали, межфазного натяжения на границе с углеводородами, а также вторичным осадкообразованием, повышенной скоростью реакции с водонасыщенной породой и с образованием осадков и эмульсий с пластовыми флюидами. Все это приводит к снижению эффективности солянокислотного ГРП, а также может привести к увеличению обводненности продукции скважин.
В настоящее время для обработки соляной кислоты применяется ряд до
бавок: ингибиторов коррозии, ингибиторов осадкообразования, деэмульгато-
ров, понизителей скорости реакции, ПАВ и т.д. число которых достигает 5 и
более компонентов. Г
Поэтому разработка эффективных многофункциональных добавок для растворов соляной кислоты, применяемых при кислотной обработке карбонатных коллекторов, в т.ч. при кислотном ГРП, предотвращающих вышеуказанные проблемы, является научно-значимой и практически важной задачей.
Цель работы
Целью работы является:
исследование и разработка многофункциональной композиции ПАВ и составов на ее основе для кислотного гидравлического разрыва пласта, обладающих низкими значениями коррозии стали и межфазного натяжения на границе с углеводородами, сниженной скоростью реакции с карбонатной породой, не вызывающих вторичного осадкообразования, а также осадков и эмульсий при контакте с пластовыми флюидами;
совершенствование технологии кислотного гидравлического разрыва пласта путем поочередной закачки водного полисахаридного геля и кислотных составов на основе разработанной многофункциональной композиции ПАВ и 12-24%-ной ингибированной соляной кислоты.
Обоснование темы диссертации и постановка задач для исследования Диссертация посвящена совершенствованию технологии кислотного гидравлического разрьша пласта с поочередной закачкой водного полисахаридного геля и соляной кислоты, путём разработки кислотных составов, содержащих ПАВ, для использования их в карбонатных коллекторах месторождений Республики Татарстан.
В связи с этим в работе были поставлены и решались следующие основные задачи:
- установление и обоснование функциональной роли компонентов многофунк
циональных добавок в поверхностных явлениях на границах раздела фаз, про
текающих в эмульсионных и дисперсных системах при солянокислотной обра
ботке карбонатных коллекторов;
- разработка, обоснование и оптимизация состава многофункциональной добав
ки к кислотным составам на основе композиции ПАВ для проведения эффек
тивного КГРП;
исследование физико-химических процессов, связанных с использованием предлагаемых ПАВ в составе кислотных композиций: растворения карбонатной породы, коррозии стали, вторичного осадкообразования, взаимодействия с пластовыми флюидами;
разработка кислотных составов с применением полученной товарной формы композиции ПАВ и соляной кислоты;
экспериментальные исследования для оценки эффективности полученных кислотных составов в лабораторных условиях;
разработка технологии кислотного гидравлического разрыва пласта с применением поочередной закачки жидкости разрыва - водного полисахаридного геля и полученных кислотных составов, содержащих разработанную композицию ПАВ - «технологии циклического КГРП»;
промысловые испытания «технологии циклического КГРП» в карбонатных коллекторах месторождений Республики Татарстан.
Методы решения поставленных задач
Задачи решались путем теоретических и лабораторных исследований и промысловых испытаний. Научная новизна
- На основе исследования комплекса поверхностно-активных характеристик
ряда промышленно выпускаемых ПАВ установлена возможность создания эф
фективных многофункциональных композиционных составов для КГРП с ис
пользованием ПАВ различной химической природы.
- Показано, что композиции, включающие диметилбензилкокааминхлорид (ка-
тионноактивный ПАВ) и натриевую соль карбоксиметилированного оксиэти-
лированного алкилфенола (анионноаісгивньїй ПАВ) обладают синергитическим
эффектом в отношении снижения межфазного натяжения на границе с углево
дородами и скорости реакции с карбонатной породой за счет образования
межмолекулярного комплекса. Определен оптимальный состав композиции ПАВ.
Определены поверхностно-активные свойства и закономерности изменения способности кислотных составов, содержащих ПАВ, к растворению карбонатной породы в зависимости от типа и концентрации ПАВ и времени взаимодействия с породой.
Установлено, что кислотные композиции, содержащие вышеуказанные вещества, за счет образования мицелл, способны удерживать осадки гидрата окиси железа, а также препятствуют образованию осадков и эмульсий при контакте с пластовыми флюидами.
Практическая ценность работы
- Разработана и обоснована рецептура многофункциональной композиции
ПАВ и ее товарной формы - Нефтенола К.
Разработаны составы, содержащие многофункциональную композицию ПАВ и 12-24%-ную ингибированную соляную кислоту, включающую 0,3-0,5% масс, ингибитора ИКУ-1М, обладающие высокой технологичностью при использовании в процессах КГРП.
Разработана и внедрена на 40 добывающих скважинах, технология кислотного гидравлического разрыва пласта путем поочередной закачки водного поли-сахаридного геля и кислотных составов на основе разработанной многофункциональной композиции ПАВ и 12-24%-ной ингибированной соляной кислоты, успешность проведения процесса составляет более 85 %.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались:
на III Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия» 28 июня 2007 г., г. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина;
на IV Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия» 26-27 июня 2007 г., г. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина;
на презентации циклического кислотного ГРП перед ведущими специалистами ООО «Байтекс» 15 сентября 2008г., Оренбургская область, г. Бугуруслан;
на научно-техническом совете ведущих специалистов ОАО «БелКамнефть» по технологиям повышения нефтеотдачи пластов и капитального ремонта скважин, выполняемых Управляющей компанией «РемСервис», 5 октября 2008 г., г. Ижевск.
Публикации
По диссертации опубликованы 3 статьи, 2 тезиса доклада и 1 руководящий документ.
