О составе и концентрации кислотных растворов, применяемых при интенсификации работы скважин

21.11.2020

Выбор концентрации кислотных растворов для ОПЗ скважин


Выбор концентрации кислотного раствора зависит от состава горных пород, коллекторских свойств пласта, целевого назначения и вида ОПЗ, режима обработки и других факторов. Обычно в промысловой практике многие из этих факторов не учитываются, а поэтому чуть ли не во всех случаях используют кислотный раствор 12% концентрации. В результате такого подхода обработка ПЗП не всегда дает желаемый результат. Придавая большое значение выбору концентрации кислотного раствора в зависимости от конкретных геолого-технических условий, нами проанализирован обширный научно-технический материал по данному вопросу, обработка которого позволила дать ряд основных рекомендаций.

Выбор концентрации кислотного раствора для конкретных условий обработки той или иной скважины должен осуществляться геологической службой НГДУ с учетом изложенных ниже рекомендаций.

Для более аргументированных действий промысловой службы нам представляется полезным указать на некоторые количественные зависимости протекания реакции кислот с породами от концентрации кислоты, давления, температуры.

Концентрация HCl. Скорость реакции HCl с СаСО3 растет почти пропорционально концентрации кислоты до 20 % HCl. При дальнейшем увеличении концентрации кислоты скорость реакции еще более увеличивается, достигая максимума при 24 % концентрации. Последующее повышение содержания HCl в растворе приводит к снижению скорости реакции. Качественная характеристика скорости реакции от концентрации кислоты приведена на рис. 2.1 Скорость реакции на графике представлена в условных единицах, поскольку определялась по количеству выделенного СО2 при реакции с материалом карбонатного керна. Используя данную зависимость, можно в соответствии с поставленной задачей ОПЗ и конкретными геолого-физическими условиями пласта выбрать наиболее оптимальную концентрацию кислотного раствора. Так, для декольматации прифильтровой зоны пласта, кавернообразования в ПЗП или увеличения диаметра скважины в интервале продуктивного пласта по методу института УдмуртНИПИнефть надо применять кислотный раствор повышенной концентрации (20-24 %). Это ускорит процесс растворения пород и кольматационного материала и позволит достичь поставленной цели при меньших затратах на проведение работ. Однако добиться наилучших результатов можно лишь при динамическом режиме обработки ПЗП, так как скорость реакции при этом значительно возрастает в сравнении с растворением пород в статических условиях. Причем темп падения скорости в последнем случае тем выше, чем больше начальная концентрация HCl в растворе. Так, например, темп падения скорости реакции в статических условиях в два раза выше для кислоты с начальной концентрацией 28 % в сравнении с 12 % HCl. Это объясняется ростом концентрации продуктов реакции кислоты с породой, в том числе и СО2.

Влияние давления на скорость реакции HCl с CaCO3 и металлическим магнием


При выборе различного рода химических замедлителей реакции кислоты с породой, применяемых для целей более глубокой обработки пласта кислотой, в большинстве случаев не учитывается величина пластового давления, в то время как рост давления приводит к существенному замедлению скорости реакции. Так, например, скорость реакции кислоты с породой при давлении 6 МПа в 3,5-4,0 раза ниже, чем при атмосферном давлении. He учитывать это было бы неправильно в любом случае, тем более при определении времени реакции кислоты с породой в пластовых условиях.

При осуществлении термохимических кислотных обработок большой интерес представляет зависимость скорости реакции HCl с металлическим магнием, обычно применяемом при ОПЗ. Эта зависимость представлена в виде графиков для двух режимов растворения (статического и динамического) на рис. 2.2. Правильно выбранное время контакта HCl с Mg и режим растворения предотвратят возникновение нежелательных явлений, таких как спекание Mg, образование гидрата окиси магния и др.

Влияние температуры на скорость реакции HCl с СаСО3


С увеличением температуры скорость реакции кислоты с породой повышается в пропорциональной зависимости. Так, например, можно отметить, что скорость реакции кислоты с карбонатной породой возрастает в 2,5 раза при повышении температуры на 40° С. Это нужно учитывать при проведении термохимических ОПЗ, температура реакции при которых зависит от вида термогенерирующего вещества и его количества. Например, 1 кг алюминия генерирует 18924 кДж тепла, 1 кг едкого натра NaOH - 2868 кДж, а 1 кг металлического магния - 19259 кДж. Следует отметить, что при использовании алюминия образуется гидроокись алюминия Al(OH)3, которая способна забить поровые каналы пласта.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна