Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Особенность СКО терригенных (песчаники, алевролиты и др.) коллекторов заключается в том, что кислота в них не формирует отдельные каналы, проникающие в пласт на различную глубину, как в карбонатных и тем более трещиноватых коллекторах.
В данном случае кислотный раствор проникает в пласт более равномерно и контур ее проникновения близок к круговому. Однако радиус такого контура проникновения по толщине пласта будет различный в зависимости от проницаемости и пористости прослоев, которых в данном интервале может быть несколько. Если известны проницаемости, пористости, толщины и карбонатность отдельных прослоев в слоистонеоднородном пласте, то приближенно можно рассчитать глубину проникновения кислоты в пласт по прослоям при закачке данного объема раствора или наоборот, задаваясь глубинами проникновения кислоты по прослоям, можно определить необходимый объем растворов НСl.
Другой особенностью СКО является то, что в карбонатных коллекторах кислота реагирует фактически с неограниченной массой карбонатного вещества по всей глубине образующегося канала, тогда как в терригенных карбонаты составляют всего лишь несколько процентов от общего объема породы. Поэтому фронт нагнетаемого раствора растворяет эти карбонаты и нейтрализуется, а последующие порции раствора, двигаясь по порам, в которых карбонаты уже удалены, сохраняет свою первоначальную активность. Это приводит к тому, что при последующем дренировании из скважины сначала поступает концентрированный раствор НСl, за ним нейтрализованная кислота. Соляная кислота практически взаимодействует только с карбонатными компонентами, не вступая в реакцию с основной массой породы терригенного коллектора, состоящего из силикатных веществ (кварц) и каолинов. Эти вещества взаимодействуют с фтористоводородной кислотой (HF), называемой также плавиковой.
Взаимодействие HF с кварцем происходит по следующей реакции:
SiO2 + 4HF = 2H2O +SiF4
Образующийся фтористый кремний (SiF4) далее взаимодействует с водой
2SiF4 + 4Н2О = Si (ОН)4 + 2H2SiF6.
Кремнефтористоводородная кислота H2SiF6 остается в растворе, а кремниевая кислота Si(ОН)4 по мере снижения кислотности раствора может образовать студнеобразный гель, закупоривающий поры пласта. Для предотвращения этого фтористая кислота употребляется только в смеси с соляной кислотой для удержания кремниевой кислоты в растворе. Рабочий раствор кислоты для воздействия на терригенные коллекторы обычно содержит 8—10 % соляной кислоты и 3—5 % фтористоводородной. Фтористоводородная кислота растворяет алюмосиликаты согласно следующей реакции:
H4Al5Si2O9 + 14HF = 2A1F3 + 2SiF4 + 9Н20.
Образующийся фтористый алюминий A1F3 остается в растворе, а фтористый кремний SiF4 далее взаимодействует с водой, образуя кремниевую кислоту.
Количественная оценка реакции дает следующие соотношения:
H4Al2Si2O9 + 14HF = 2A1F3 + 2SiF4 + 9Н2О.
(4 + 2·27 + 2·28 + 9·16) +14(1 + 19) = 2(27 + 3·19) + 2(28 + 4· 1 9) + 9(2 + 16)
Таким образом, для растворения 1 кг алюмосиликата (каолина) необходимо
г HF
Из справочных таблиц известно, что 4 %-ный раствор HF в 1 л раствора содержит 40 г чистой HF. Тогда количество 4 %-ного раствора фтористоводородной кислоты, необходимое для растворения 1 кг алюмосиликата, будет равно
л/кг
Взаимодействие HF с зернистым кварцем протекает чрезвычайно медленно, а с алюмосиликатом H4Al2Si2О9 происходит быстро, но медленнее, чем взаимодействие НСl с карбонатами. Поэтому обработка терригенных коллекторов смесью соляной и фтористоводородной кислот целесообразна как для удаления карбонатных цементирующих веществ, так и для растворения глинистого материала. По этим причинам смесь НСl и HF называют глинокислотой.
Для приготовления раствора применяют техническую HF кислоту с содержанием HF не менее 40 % и примесей: кремне-фтористоводородной кислоты H2SiF6 не более 0,4 % и серной кислоты не более 0,05 %, Наличие этих примесей приводит к образованию в продуктах реакций нерастворимых осадков и закупорке пор пласта.
Пары фтористоводородной кислоты ядовиты, и обращение с ней требует мер предосторожности. Кроме того, она имеет высокую стоимость. Последнее время широкое применение находит порошкообразное вещество бифторид-фторид аммония NH4FHF+NH4F, который менее опасен в обращении, сравнительно дешев, хотя также требует мер защиты. Порошок бифторид-фторид аммония при растворении его в растворе соляной кислоты частично се нейтрализует. Поэтому для приготовления глинокислоты в этом случае используется раствор НСl повышенной концентрации. Реакция происходит по следующей схеме:
NH4FHF + HCl = 2HF + NH4Cl,
NH4F + HCl = HF + NH4C1.
Для получения глинокислоты, содержащей 4 % HF и 8 % НСl, необходимо иметь исходную концентрацию НСl 13 % и в 1 м3 такой кислоты растворить 71 кг товарного бифторид-фторид-аммония с содержанием 56 % фтора.
Для глинокислоты с содержанием HF 5 % и НСl 10 % исходная концентрация НС1 16 %, и на 1 м3 раствора необходимо 80 кг порошка.
Глинокислота (4% HF + 8% HC1) как таковая употребляется для обработки пород, содержащих карбонатов не более 0,5%. Поскольку она растворяет цементирующее вещество терригенных коллекторов, ее количество для обработки подбирается опытным путем во избежание нарушения устойчивости породы в ПЗС. В связи с этим для первичных обработок ограничиваются объемами глинокислоты в 0,3—0,4 м3 на 1 м толщины пласта.
Для первичных обработок трещиноватых пород рекомендуемые объемы более значительны — 0,75—1,0 м3 на 1 м толщины пласта. Закачанная глинокислота выдерживается в пласте в течение 8—12 ч. Объем продавочной жидкости обычно равен объемам НКТ и забойной части скважины (до верхней границы перфорации).
Как правило, терригенные породы содержат мало карбонатов (девонский пласт в Туймазинском месторождении около 2 %, месторождения Усть-Балык от 1 до 5 %). Поэтому применяют двухступенчатую кислотную обработку. Сначала обрабатывают ПЗС обычным раствором HC1 (обычно 12—15 % состава), а затем закачивают глинокислоту. Соляная кислота растворяет карбонаты в ПЗС, что предотвращает при последующей закачке раствора НF образование в порах пласта осадков фтористого кальция и других фторидов, осложняющих процесс, и сохраняет довольно большое количество HF для растворения глин, аргиллитов, слюд и других породообразующих силикатных компонентов. Кроме того, удаление карбонатов из ПЗС позволяет сохранить на нужном уровне кислотность отреагированного раствора HF для предупреждения образования студнеобразного геля кремниевой кислоты, закупоривающего пласт.
Количество карбонатов в пласте, подлежащее растворению за первый этап обработки, определяется следующим образом:
, кг
где R — намечаемый радиус обрабатываемой зоны; r с — радиус скважины; ρ — плотность горной породы, кг/м3; δ — содержание карбонатов (в пересчете на СаСО3) в породе пласта в долях единицы; h — обрабатываемая толщина пласта. Необходимое для обработки количество 15%-ного раствора будет равно
Количество глинокислоты определяется объемом пор в пределах намеченного радиуса обработки R, а именно
где т — пористость.
Для предотвращения смешивания нейтрализованной HC1 со следующей за ней глинокислотой и образования осадка количество соляной кислоты берется на 0,2—0,8 м3 больше расчетного для сохранения кислотности раствора.
В пласты кислоты закачивают медленно для лучшего выщелачивания карбонатов и наибольшего растворения силикатных компонентов. Продавочной жидкостью обычно служит пресная вода с добавками ПАВ.
Дата публикования: 2015-01-23; Прочитано: 486 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!