Диссертация (1173023), страница 14
Текст из файла (страница 14)
В результате после обработки кислотами наилучший эффект показала 15% сульфаминовая кислота (таблица 5.2).Таблица 5.2 - Эффективность восстановления проницаемости фильтрующейсреды. θ = Пк2/ Пк0, Пк-10 5 c/м№ Параметры Набивка №1 Набивка №2 Условия эксперимента1 Пк0Пк1Пк2θ2 Пк0Пк1Пк2θ0,0060,270,0913,870,0060,270,1015,370,020,460,157,80,018930,460,168,43 Пк0Пк1Пк2θ0,0060,270,0710,790,020,460,115,8Воздействие 15%HCl на глинистую корку с КМЦ и 6%наполнителем оптимальногогранулометрического составаВоздействие 15% малеиновойкислотой на глинистую корку сКМЦ и 6% наполнителем оптимального гранулометрического составаВоздействие 15% сульфаминовой кислотой на глинистуюкорку с КМЦ и 6% наполнителем оптимального гранулометрического составаВизуальные исследования фильтрационных корок с кислотораство-римым наполнителем после обработки показали различия поверхности корки после обработки разными кислотами.
Корки после обработок сульфаминовой кислотой удаляются практически полностью (рисунок 5.6).абвРисунок 5.6 - Поверхности корок с кислоторастворимым наполнителем (напроницаемой подложке) а – после обработки 15% сульфаминовой кислотой (корка полностью удалена), б - 15% малеиновой кислотой (корка удалена частично) и в –после обработки15% соляной кислотой (корка удалена, но образовалось тонкая плёнка)915.3 Удаление фильтрационных корок буровых растворов в процессекислотной обработки с учётом фракционного состава карбонатногонаполнителяЭксперименты показали, что эффективность кислотного разрушения глинистой ФК зависит от концентрации и состава кислотных композиций, от размерафракции и концентрации кислоторастворимого наполнителя, внедрённого в структуру корки (рисунок 5.7).1,1Отношение проницаемостей10,90,80,70,60,50,40,30,20,11234Варианты исследованияНабивка №1Набивка №2Рисунок 5.7 - Восстановление проницаемости песчаных набивок после обработкиразличными кислотными композициями (1-обработка глинистой корки 15% HCl; 2- обработка глинистой корки 15% малеиновая кислота; 3- обработка глинистой корки 15%сульфаминовой кислотой; 4- обработка глинистой корки с наполнителем сульфаминовой кислотой)Как показали исследования наличие относительно крупных фракций наполнителя при кислотной обработке затрудняет удаление ФК, т.к.
характер кислотногоразрушения ФК кислотой зависит от размера частиц наполнителя.Мелкие частицы наполнителя в ФК при контакте с кислотой распределяются равномерно в объёме ФК и разрушаются кислотой полностью, в то время как,более крупные карбонатные частицы (размером больше 200 мкм) при контакте скислотой уменьшаются в размерах, за счёт растворения контактирующей с кислотой поверхности, и создают фрагменты, незатронутые реакцией, на поверхностиФК.
Равномерная и полная очистка ствола скважины от фильтрационной корки92(ФК) вдоль всего участка открытого забоя, особенно в протяженных горизонтальных стволах, является необходимым условием подготовки к эксплуатации с высокими показателями добычи.Основные требования, предъявляемые к обработкам для удаления ФК следующие:- равномерность распределения кислотного состава по всему интервалу обработки;- полное удаление ФК за счёт деструктурирующего действия растворимыхкислотой наполнителей (тонкодисперсная фракция равномерно распределяется вструктуре ФК и разрушает её при взаимодействии с кислотой);- низкая скорость фильтрации кислоты для обеспечения взаимодействия повсей поверхности ФК и предотвращения образования незатронутых реакциейучастков ФК;- сохранение устойчивости пород коллектора (ингибирование по отношению к глинистым минералам коллектора);- предотвращение коррозии, конденсации новообразований и образованияэмульсий.При вскрытии бурением продуктивных отложений для формирования непроницаемой ФК на стенках скважины в буровые растворы вводят различные наполнители [99].
Чаще всего используется карбонатный наполнитель, оптимизируя гранулометрический состав которого обеспечивают кольматацию проницаемой породы. При освоении скважины для разрушения ФК используется биологическаяили химическая деструкция. В качестве деструкторов (разрушителей) используюткислоты, энзимы (ферменты), хелаты или окислители в зависимости от вещественного состава твёрдой фазы ФК [64].Промысловые наблюдения свидетельствуют о том, что даже после полногоцикла кислотной обработки и активного вымывания продуктов реакции на стенкахскважины сохраняются фрагменты ФК.93Обычно кислотное разрушение ФК с карбонатным наполнителем исследованос позиции определения эффективных концентраций и составов кислотных композиций. Цель настоящего исследования - оценить влияние фракционного составакарбонатного наполнителя в ФК бурового раствора на эффективность кислотнойобработки.Кислотное воздействие на ФК высококачественных глинистых и калийныхбиополимерных растворов для восстановления проницаемости фильтрационнойсреды оценивалось по показателю эффективность обработки кислотной композицией θ= Пк2/ Пк0 (раздел 5.2.).Концентрация наполнителя в глинистом и биополимерном растворах была6% по массе от объёма раствора, т.к.
при повышенном содержании в корке карбоната кальция, увеличивается проницаемость ФК.Для оценки результативности кислотных обработок удаление ФК, сформированных буровым раствором на песчаных набивках, проводились соляной, сульфаминовой [103] и малеиновой кислотами.Установлено что: соляная кислота при контакте с ФК мгновенно вступает вреакцию с карбонатной составляющей корки, имеет высокую скорость реакции, которая провоцирует возникновение относительно крупных каналов, оставляя незатронутые реакцией фрагменты ФК; малеиновая кислота при относительно невысокой скорости реакции хуже восстанавливает проницаемость песчаных набивок,но обеспечивает более равномерное по площади удаление ФК; сульфаминовая кислота, имея относительно невысокую скорость реакции хорошо восстанавливаетпроницаемость набивок при более равномерном по площади удалении ФК (таблица 5.2.).Наличие относительно крупных фракций наполнителя при кислотной обработке затрудняет удаление ФК.
Мелкие частицы наполнителя в ФК при контакте скислотой распределяются равномерно по поверхности ФК и разрушаются кислотойполностью, в то время как, более крупные карбонатные частицы создают незатро-94нутые реакцией участки на поверхности ФК. В результате фильтрация увеличивается, обеспечивая «очаговый» характер фильтрации, но при этом на проницаемойподложке остаются фрагменты ФК (рисунок 5.8).Рисунок 5.8 - Эффективность удаления фильтрационных корок в зависимости отразмера фракций наполнителяКислотное удаление ФК зависит не только от гранулометрического составанаполнителя и типа кислоты, но и от режима кислотной обработки. В случае установки кислотной ванны, без репрессии в сторону пласта, реактивная способностькислоты реализуется полностью, в то время как при репрессионном варианте кислотной обработки, особенно с «сильной» соляной кислотой, времени для полноценной реакции кислоты с компонентами ФК не хватает, т.к.
она фильтруется черезкорку в проницаемую подложку с высокой скоростью (таблица 5.3).Таблица 5.3 - Сопоставление результатов кислотной обработки при репрессииПоказатель Пк при репрессии 0,7 МПаВоздействие 15% солянойкислотойВоздействие 15% сульфаминовойВоздействие 15% малеиновой кислотойКрупно дисперсная фазаМелко дисперснаяфазаКрупнодисперснаяфазаМелко дис- Крупно дисперснаяперсная фазафазаМелкодисперснаяфаза73,682,5132,9317,2343,6187,4Т.е., для более полного разрушения ФК желательно кислотную обработку осуществлять при равенстве давлений в скважине и пласте, не создавая репрессии. Несмотря на более низкий показатель Пк при обработке соляной кислотой, по сравне-95нию с другими кислотами, интенсивное продвижение соляной кислоты за ФК, приводит к тому, что за счёт сокращения контакта с кислотой остаются неразрушенныефрагменты ФК.Эффективность кислотной обработки для удаления ФК смоделирована длябезглинистого биополимерного хлоркалиевого раствора, используемого в последнее время при бурении скважин месторождений Южно-Тургайской впадины (Казахстан).
Рецептура раствора: калий хлористый 40 г/л; оксид магния 2,5 г/л; крахмал 15г/л; ксантан 3,5 г/л; пеногаситель 1,5г/л; карбонатный наполнитель CaCО360гр/л. Плотность бурового раствора 1,1 г/см 3 и водоотдача 6 см3.Гранулярный состав наполнителя принимался на основе результатов приведённых выше исследований, в соответствии с которыми:тонкодисперсные фракции наполнителя (размером до 150 мкм), кото-рые хорошо разрушаются кислотой и при этом сохраняют низкие водоотдачу раствора и проницаемость ФК, в количестве 70% от общего содержания наполнителяв растворе;крупные фракции (размером более 200 мкм), которые в соответствии стеорией кольматации поровых каналов породы, должны быть не больше 30% отобщего содержания наполнителя в растворе (таблица 5.4)Таблица 5.4 - Оптимальный гранулярный состав наполнителя в буровом раствореРазмер фракцииС учетом формированииУдержания частиц в ФК, форнаполнителя, мкмплотной ФК ,% от общего со- мирования поверхностного КЭ, % отстава наполнителейобщего состава наполнителей203050201502020030Результаты удаления фильтрационных корок безглинистого биополимерногохлоркалиевого раствора и глинистого раствора с оптимальным гранулярным составом приведены на таблице 5.5.96Таблица 5.5 - Результаты удаления фильтрационных корок безглинистого полимерного раствора KCL и глинистого раствора с оптимальной концентрацией карбонатного наполнителяПараметры FANN –Условия экспериментафильтрФК до и после обработок различными кислотами.прессПк0Пк1Пк2θ0,00474,960,0123,5Воздействие 15%сульфаминовой кислотойна KCL биополимернуюкоркуПк0Пк1Пк2θ0,00474,960,04612,5Воздействие 15% малеиновойкислотой на KCL биополимерную коркуПк0Пк1Пк2θ0,00474,960,0123,5Воздействие 15% солянойкислотой на KCL биополимерную коркуПк0Пк1Пк2θ0,00482,460,025,5Воздействие 15% сульфаминовой кислотой на глинистуюкорку с наполнителемВыбор в качестве кислотного раствора сульфаминовой кислоты является приемлемыми как с точки зрения эффективности удаления ФК и низкого значения pH,так и по причине того, что она не образует вторичных осадков, а также не обладаетсильным коррозионным действием и не требует применение ингибиторов коррозии.97Основным фактором, ограничивающим использования солянокислотного воздействия на ФК, является высокая скорость взаимодействия соляной кислоты скарбонатным наполнителем.Таблица 5.6 - Характеристики взаимодействия кислотных растворов с порошками карбонатной породы в дистиллированной воде [по данным Солодовникова А.ОТюменский государственный университет ]РастворкислотыСоляная кислотаСульфаминоваякислотаКонстантадиссоциации11071,010-1Убыль массыкарбонатнойпороды,%1226262523% кислоты,прореагировавшей с породой1210010096,288,51 – водно-кислотный раствор, 2 – водно-солевой кислотный раствор.Реакции между сульфаминовой кислотой и карбонатами в дистиллированнойводе и рассоле, наиболее продолжительны по времени, незначительно изменяетсяемкость кислоты в реакции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
