Способ кислотной обработки пласта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 Е 21 В 43/27 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ управлениеи В.А.Петрио СССР1976. И ОБРАБ ОБ КИСЛОТ к нефтега повышен счет сни ного обор инузакач зодое эфжения дова- вают 1,0-5,0 0,5 - 3,0Остальное нагнетают загу р следующего со н- аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсябывающей пром-сти. Цель -фективности способа заскорости коррозии скважинния, В остановленную скваж Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам кислотной обработки скважин.Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет снижения скорости коррозии скважинного оборудования.Способ осуществляют следующим образом,Скважину останавливают на время проведения обработки. Линию, по которой намечено нагнетать рабочие растворы, подключают к затрубному пространству. Затрубное пространство заполняют продавочной жидкостью (нефтью, пластовой водой и др,), и проверяют его на наличие циркуляции. После проведения всех подготовительных работ в затрубное пространство нагнетают экранирующую жидкость следующего состава, мас.%: 2экранирующую жидкость следующего состава, мас.%: эфиры целлюлозы (ЭЦ) 1,0- 5,0; ингибитор коррозии (ИК) 0,5 - 3,0; вода остальное. Затем в скважину нагнетают загущенный кислотный раствор, содержащий следующие компоненты при их соотношении, мас,%; соляная кислота 5,0 - 20,0; ЭЦ 1,0-5,0; ИК 0,2 - 2,0; вода остальное, Объем порции экранирующей жидкости составляет 0,2-0,3 объема порции загущенного кислотного состава. В качестве ЭЦ используют или окси-, или гидрокси-ИК-катанин КИ. Порции составов продавливают в пласт продавочной жидкостью и оставляют в пласте на время прохождения реакции, после чего осваивают скважину, Способ позволяет снизить скорость коррозии и 2,5-2,8 раз, 1 з.п. ф-лы, 2 табл,Эфиры целлюлозыКатапинВодаЗатем в скважину ще ный кислотный раство ства, мас,%:Соляная кислота 5,0 - 20,0 Эфиры целлюлозы 1,0 - 5,0 Катапин 0,2-2,0Вода ОстальноеОбьем порции экранирующей жидкости составляет 0,2-0,3 объема загущен ного кислотного раствора. Если объем кислоты невелик, то нагнетание проводят в один цикл, если объем кислотного раствора больше 12- 15 м, то его нагнетание проводится в 2 - 3зприема, При этом концентрация эфиров целлюлозы в первом составе каждого цикла должна бь 1 ть выше, чем в предыдущем цикле. Это необходимо для того, чтобы первая5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 порция могла смыть предыдущий слой вязкого раствора ингибитора коррозии или загущен ной кислоты, который может образоваться в случае смыва раствора ингибитора, и заново образовать новый экранирующий слой. Последнюю порцию кислотного раствора продавливают в пласт продавочной жидкостью. Г 1 о окончании продавки скважину оставляют на время реакции, После этого затрубную задвижку закрывают и приступают к освоению скважины, Таким образом, отпадает необходимость в подъеме и спуске подземного оборудования, спуске и подъеме специальных насосно-компрессорных труб. Это снижает расходы на проведение обработки.В качестве эфиров целлюлозы можно использовать или гидроксиэтилцеллюлозу (ГЭЦ), или оксиэтилцеллюлозу (ОЭЦ), или карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), Концентрация полимера в растворе в общем составляет 1 - 5 мас.0, при этом оптимальная концентрация для КМЦравна 2 - 5 мас. а для ГЭЦ - ОЭЦ - 1 - 2,5, 0 мас,ф, В качестве ингибитора коррозии используют катапин КИ.Сущность способа состоит в следующем.За счет предварительной закачки перед кислотным раствором состава, содержащего эфир целлюлозы, ингибитор коррозии и воду достигается снижение скорости коррозии оборудования, Указанныйсостав экранирует подземное оборудование от воздействия на него кислой среды (загущенного кислотного раствора), При прокачке экранирующего состава на металлической стенке образуется приграничный вязкий слой следующего строения. Непосредственно на поверхности стенки образуется адсорбционный слой, который состоит в основном только из ингибитора коррозии и небольшого количества эфира целлюлозы,что связано с адсорбционными свойствами ингибитора коррозии и эфира целлюлозы, Обычно в состав ингибитора коррозии входят компоненты, которые обладают хорошей адсорбционной способностью. Это свойство необходимо ингибитору для эффективной защиты оборудования от коррозии. Эфиры целлюлозы также являются слабыми поверхностно-активными веществами анионного и неионогенного типов. Поэтому на поверхности адсорбируется только ингибитор коррозии, Остальной объем приграничного слоя занимает вязкая жидкость, состоящая из эфира целлюлозы, ингибитора коррозии и воды.Наличие вязкого слоя предохраняет поверхность колонны от доступа к йей менее вязкой жидкости, Если вязкость загущенного кислотного раствора больше вязкости жидкости приграничного слоя. то это может привести к смыву приграничного слоя за счет вытеснения его более вязкой жидкостью. В предлагаемом способе используют две порции полимерных растворов,При одинаковом содержании эфиров целлюлозы в составах вязкость первой порции всегда больше вязкости второй порции. Это связано с влиянием добавки на вязкость водного раствора полимера, В случае ингибитора коррозии вязкость водного раствора полимера либо остается на прежнем уровнем, либо увеличивается, Например, ингибитор катапин КИприводит к увеличению вязкости, что связано с влиянием уротропина (составная часть катапина КИ). В случае использования соляной кислоты вязкость раствора полимера уменьшается, что связано с уменьшением рН среды, Таким образом,.при последовательном нагнетании в скважину указанных составов в начале всегда двигается более вязкая жидкость, а после нее - менее вязкая жидкость.Таким образом, предварительная закачка раствора, содержащего эфиры целлюлозы, ингибитор коррозии и воду, позволяет создать на поверхности скважинного оборудования экранирующий слой, состоящий из адсорбционного слоя ингибитора коррозии и вязкого слоя, содержащего водный раствор эфира целлюлозы и ингибитора коррозии,При этом концентрация эфира целлюлозы как в первой порции, так и во второй должна быть одинаковой, Это необходимо для того, чтобы вязкость первой порции была всегда выше вязкости второй порции, а также для того, чтобы не наблюдалось размывания вязкого слоя иэ-за миграции молекул эфира целлюлозы из более концентрированного раствора в менее концентрированный.В табл, 1 представлены физико-химические свойства агрессивных сред и экранирующих жидкостей.Минимальное содержание эфиров целлюлозы составляет 10/О, поскольку при такой концентрации достигается максимальное снижение скорости коррозии металла загущенным кислотным раствором (табл, 1, опыты 6, 9 и 12); Максимальное содержание эфиров целлюлозы ограничивается концентрациями, при которых еще не возникает затруднений с приготовлением рабочих растворов,Последовательное нагнетание вязкого раствора ингибитора коррозии и загущенного кислотного раствора позволяет за счет образования экранирующего слоя снизитьскорость коррозии оборудования. Лабораторные исследования показали, что предварительное экранирование образца металла позвоЛяет снизить скорость коррозии металла, Методика определения скорости коррозии металла состоит в следующем. В качестве образца металла используют сталь. В качестве агрессивной среды используют 10 ф -ную соляную кислоту или ее с одной из добавок: катапина КИ, ГЭЦ, КМЦ, ОЭЦ, а также модель пластовой воды - водные растворы хлористого кальция (табл. 1).Исследования проводят при 80 С и атмосферном давлении. В опытах моделируют наиболее сложную ситуацию: загущенный кислотный раствор в результате непредвиденной ситуации находится в межтрубном пространстве при 80 С, Для этого образец металла из сталипредварительно 10 - 20 мин выдерживают в экранирующей жидкости, после чего его переносят в стакан с кислотным раствором, нагретым до 80 С. Объем кислотного раствора выбирают из расчета 4 мл раствора на 1 см поверхности.2Время выдержки образца в кислотном растворе составляет 1,5-2,0 ч (среднее время закачки кислоты в пласт). По окончании реакции образец сталитщательно промывают от органических остатков и определяют изменение его массы,Данные о результатах определения скорости коррозии сталипредставлены в табл. 2,В ходе исследований установлено, что использование предлагаемого способа позволяет существенно снизить скорость коррозии подземного оборудования по сравнению с известным. При использовании предлагаемых составов скорость коррозии сталипри 80 С составляет (148 - 2400) 10гам .мин, а в 10 -ном растворе соляной кислоты - 30460 10г/м мин (табл. 1, опыт 1), Совместное использование ингибитора коррозии (катапина КИ) и эфира целлюлозы (ГЭЦ, ОЭЦ) в соляной кислоте приводит к синергетическому эффекту по сравнению с их отдельным использованием. Дополнительное выдерживание образца металла в экранирующей жидкости позволяет дополнительно снизить скорость коррозии.Так, для наилучших результатов скорость коррозии сталипо предлагаемому способу лишь в 30 - 45 раэ выше, чем стали в пластовой воде (0,5-2,0 -ный раствор хлористого кальция).Таким образом, использование предлагаемого способа, т.е. последовательное на 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 гнетание раствора, содержащего эфиры целлюлозы, катапин КИи воду, а затем загущенной эфирами целлюлозы кислоты, позволяет снизить скорость коррозии скважинного оборудования по сравнению с известным.Порядок приготовления составов следующий.Расчетное количество эфира целлюлозы растворяют при 50 - 60 С в расчетном количестве воды, Затем в приготовленный раствор добавляют при перемешивании расчетное количество катапина КИ, в случае кислотного раствора - соляной кислоты.П р и м е р 1. 5 г (5 мас, ) КМЦрастворяют при 50 - 60 С в 92 г (92 мас.) воды, Затем в этот раствор добавляют при перемешивании 3 г(3 мас." ) катапина КИ(табл. 1, опыт 22).П р и м е р 2, 1,7 г (1,7 мас,) ГЭЦ растворяют при 50 - 60 С в 96,3 г (96,3 мас.) воды. Затем в этот раствор добавляют при перемешивании 2 г(2 мас,;) катапина КИ(табл. 1, опыт 15),П р и м е р 3. 1 г (1 мас,) ОЭЦ растворяют при 50 - 60 С в 98,5 г(98,5 мас. ) воды, Затем в этот раствор добавляют при перемешивании 0.5 г (0,5 мас. ) катапина КИ(табл, 1, опыт 17),П р и м е р 4. 1 г (1 мас, ) ГЭЦ.растворяют при 50 - 60 С в 82,1 г (82,1 мас,) воды, Затем в этот раствор добавляют при перемешивании последовательлно 0,2 г (0,2 мас,;6) катапина КИи 16,7 г (5 мас.НС и 11,7 мас,воды) 30 ф -ного раствора соляной кислоты.П р и м е р 5. 2 г (2 мас.) ОЭЦ растворяют при 50 - 60 С в 64,2 г (64,2 мас. ) воды. Затем в этот раствор добавляют при перемешивании последовательно 0,5 г (0,5 мас,) катапина КИи 33,3 г (10 мас, НС и 23,3 мас. Я воды) 30 -ного раствора НС,П р и м е р 6. 5 г (5 мас. ) КМЦрастворяют при 50 - 60 С в 26,4 г (26,4 мас. ) воды, Затем в этот раствор добавляют при перемешивании последовательно 2 г (2 мас.) катапина КИи 66,6 г (20 мас,НС и 46,6 мас, , воды) 30 -ного раствора соляной кислоты.Например для кислотной обработки выбирают нефтяную скважину. Исходные данные: глубина скважины 2460 м, интервал перфорации 2365 - 2440 м, пластовая температура 53 С, пластовое давление 14,6 МПа, эксплуатационная колонна 146 мм, насос- но-компрессорные трубы диаметром 73 мм с подземным оборудованием спущены до глубины 2350 м.Основным технологическим параметром для расчета процесса является объемкислотного раствора. Например, необходимо закачивать в скважину 18 м загущеннойкислоты. Нагнетание данного объема кислоты проводят в два цикла по 9 м в каждом.Объем первой порции определяют, используя исходные данные. Объем экранирующей жидкости равен 0,3 с 18 м = 5,4 м .Концентрация ГЭЦ в каждой из порций в 10первом цикле составляет, например, 1мас а во втором цикле - 1,5 мас.7 ь. Концентрации остальных компонентов следующие, мас.; катапин КИ1; солянаякислота 10. Таким образом, в процессе об,работки в скважину последовательно закачивают 2,7 м экранирующей жидкости,содержащей, мас,0 : ГЭЦ 1; катапин КИ1и вода остальное; 9 м загущенного кислотного,раствора, содержащего, мас.%: НС 10; ГЭЦ 1; 20катапин КИ1 и вода остальное, 2,7 м экразнирующей жидкости, содержащей, мас. :ГЭЦ 1,5; катапин КИ1 и вода остальное; 9й загущенного кислотного раствора, содержащего, мас.: НС 10; ГЭЦ 1,5; катапин 25КИ1 и вода остальное, т,е, в общем 5,4 мэкранирующей жидкости и 18 м загущенного кислотного раствора,Объем жидкости для заполнения скважины Чз.ж определяют из уравнения 30Чэ,ж = я ЦЯ - г 2) Н + В ЬД,где й - радиус скважины, м;г - внешний радиус НКТ, м; 35Н - высота НКТ, м;Ь - расстояние от нижних отверстийперфорации до башмака НКТ, м.Чз.ж=3,14 И 0,061 -0,036 )2350+ 40+ 0,061 90) = 19 м,После остановки скважины заполняют затрубное пространство 19 м продавочной 45 жидкостью, Затем последовательно нагнетают 2,7 м экранирующей жидкости, 9 м загущенного кислотного раствора, 2,7 м экз ранирующей жидкости и 9 м загущенногозкислотного раствора. Последнюю порцию кислотного раствора продавливают в пласт 19 м продавочной жидкостью, Если есть необходимость кислотный раствор продавливать глубже в пласт, то количество продавочной жидкости увеличивают на необходимый объем, который определяется расчетно или практически.Использование предлагаемого способа позволяет в 2,5-2,8 раз снизить скорость коррозии промывочного оборудования и значительно сократить эксплуатационные расходы.Формула изобретения 1, Способ кислотной обработки пласта, включающий нагнетание кислотного раствора в пласт по затрубному пространству, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет снижения скорости коррозии скважинного оборудования, в пласт через затрубное пространство перед нагнетанием кислотного раствора закачивают экранирующую жидкость следующего состава, мас. 0 :Эфиры целлюлозы 1,0 - 5,0 Катапин 0,5-3,0 Вода Остальное а в качестве кислотного раствора в пласт через затрубное пространство нагнетают загущенный кислотный раствор, имеющий следующий состав, мас.0 :Соляная кислота 5,0-20,0 Эфиры целлюлозы 1,0 - 5.0 Катапин 0,2-2,0 Вода Остальное. при этом объем порции экранирующей жидкости составляет 0,2-0,3 от объема кислотного раствора.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве эфиров целлюлозы в закачиваемых через затрубное пространство экранирующей жидкости и загущенном кислотном растворе используют или гидроксиэтил-, или оксиэтил-, или карбоксиэтилцеллюлозу.10 1661383 Таблица 1 Вяэкостьмла С Скорость корроэии стади, 10 г/м мии отиостькг/иэ Опыт Эфир пеплкпоэы Катапии ДобавкиКИВода 30460 1,3 1048 90 НС 1 О 1 (иэ вестиый) 1310 1,3 1050 89,5 0,5 То ке 31290 104 1059 89 КЦИ1ГЭЦ 0,8 29510 121058 89 580 114 1056 ю 88,7 0,5 450 384 1060 Ф 88,5 0,5 ГЭЦ 1 759 435 1062 87,5 0,5 ГЭЦ 2 630 1057 88,7 0,5 8 . ОЭЦ 0,8 1058 480 Ф 88,5 0,5 440 873 1062 87,5 0,5 1 О 7000 8,5 1058 Ф 88,7 0,5 6100 14 1058 88,5 0,5 г 5750 49 1059 87,5 13 1880 1006 98,5 05 ГЭЦ 1 8450 96,3 1,7 ГЭЦ 2,515 17800 1018 94,517 ОЭЦ 1 2310 1007 98,5 0,5 12600 1013 96,3 ОЭЦ 1,7 ОЭЦ 2,5 18 31100 1017 94,598,5 19 20 КИЦ1 42 1007 0,5 356 1012 КИЦ3 КИЦ5 21 22 10600 1017 1008 99,598 СаС 105СаС 12, 2 г 3 1,2 1015 Таблица 2 Составитель Ю,Ж Техред М,Морген орректор М.Демчик Редактор ла Заказ 210 ВНИИТираж 368 Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5