Расчет обработки призабойной зоны кислотными растворами

Кислотная обработка призабойной зоны скважин основана на способности некоторых кислот растворять определенные минералы, входящие в состав пород. Обработка состоит в закачке в призабойную зону скважин порции кислоты и последующем удалении из пласта образовавшихся продуктов реакции кислоты с породой. Обычно для обработки применяют соляную кислоту, которая растворяет карбонаты нефтесодержащих пород. При наличии в пародах глинистого цемента применяют соляную кислоту с добавкой плавиковой кислоты.

Расчет кислотной обработки призабойной зоны скважины сводится к определению объема рабочего раствора соляной кислоты выбранной концентрации, количества воды, необходимой для его приготовления, количества различных добавок к рабочему раствору: ингибиторов коррозии, стабилизаторов или замедлителей скорости реакции, между соляной кислотой и породой, интенсификаторов или ПАВ.

Кислотная обработка может применяться в скважинах, эксплуатирующая карбонатные, трещиннопоровые пласты любой толщины. Объектами обработок могут быть некачественно освоенные (после бурения или капитального ремонта) скважины и скважины, существенно снизившие дебит в процессе эксплуатации. Обработки назначаются по определению текущего и конвенциального коэффициентов продуктивности. Для проведения соляной обработки нагнетательных скважин следует выбирать скважины, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

• — приемистость скважины более 500 м³/сутки и со временем снижения до 100 м³/сутки и ниже;
• — скважина должна изливать;
• — устьевая арматура и эксплутационная колонна должны быть герметичными.

Кислотная обработка может применяться в скважинах, эксплуатирующих карбонатные, трещинно-поровые пласты любой толщины. Объектами обработок могут быть некачественно освоенные (после бурения или капитального ремонта) скважины и скважины, существенно снизившие дебит в процессе эксплуатации. Обработки назначаются по определению текущего и потенциального коэффициентов продуктивности.

Для проведения кислотной обработки нагнетательных скважин следует выбирать скважины, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

• а) проницаемость вскрытых пластов — 300 — 600 мдарси и выше;
• б) приемистость скважины более 500 м/сутки и со временем снижения до 100 м/сут и ниже;
• в) скважина должна изливать;
• г) устьевая арматура и эксплуатационная колонна должны быть герметичными [1].

Солянокислотная обработка призабойных зон скважин предназначена для очистки поверхности забоев (фильтровой части) скважин и увеличения проницаемости призабойной зоны пласта в целях увеличения дебита добывающих или приемистости нагнетательных скважин, сокращения сроков их освоения.

Солянокислотная обработка основана на способности растворения карбонатных пород (известняков и доломитов) соляной кислотой в результате химических реакций, протекающих при взаимодействии соляной кислоты с породами следующим образом.

Продукты реакции соляной кислоты с карбонатами — двухлористый кальций (СаСl₂) и двухлористый магний (MgCl₂) хорошо растворяются в воде. Эти продукты вместе с остатками прореагировавшей кислоты извлекаются на поверхность при промывке скважины. Углекислый газ (СО₂) в зависимости от давления выделяется в виде свободного газа или растворяется. В результате реакции соляной кислоты с карбонатными породами и вымыванием продуктов реакции в призабойной зоне пласта образуют поровые каналы большого сечения, что ведет к увеличению проницаемости призабойной зоны пласта, а следовательно, и производительности (приемистости) скважин.

Эффективность солянокислотных обработок скважин зависит от концентрации кислоты, ее количества, давления при обработке, температуры на забое, характера пород и других факторов. Для проведения 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%HCI 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 дебатах скважин. Для этих условий принимают наиболее высокую концентрацию раствора — с 15−16%HCI, а при отдельных обработках и 20% НСl.

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 малыми 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 [2].

Пример расчета обработки забоя скважин соляной кислотой.

Исходные данные:

Глубина Н = 1111 м Вскрытая эффективная мощность карбонатного пласта h = 25 м Ниже вскрытого пласта имеется зумпф глубиной 12 м Внутренний диаметр скважины D = 0,154 м Диаметр НКТ d = 0,05 м Определение необходимого количества химикатов.

Для заданных условий принимаем концентрацию кислоты 8%. При средней норме расхода этой кислоты 1,2 м³ на 1 м интервала обработки общий объем соляной кислоты составит 1,2 • 25 = 30 м³.