Статьи/Библиотека


Инновации в кислотных обработках: технологии группы компаний Zirax для интенсификации добычи нефти и газа


penokoslotka.jpg

С.А. Демахин, А.П. Меркулов, С.В. Малайко, А.И. Газизянов, К.Ю. Мироненко

Применение кислотных обработок является одним из наиболее широко применяемых способов интенсификации дебита нефтяных и газовых скважин. Принципы подбора кислотных составов в зависимости от физико-химических условий в скважине, а также факторы успешности хорошо изучены в профильной литературе [1, 2]. Вместе с тем в ряде случаев проведение эффективной кислотной обработки затруднено. Некоторыми осложняющими факторами для кислотных обработок могут быть:

  • наличие нескольких пропластков с разной проницаемостью;
  • ОПЗ на скважинах с неоднократно проведенными ранее кислотными обработками;
  • протяженный горизонтальный ствол скважины;
  • обводненность добываемой продукции;
  • высокие температуры;
  • зоны повышенной проницаемости и/или трещиноватости;
  • терригенные или карбонатные коллекторы с высокой глинистостью.

Для проведения успешных ОПЗ в таких условиях требуется применение более сложных технологий, специально подобранных кислотных составов и дополнительных реагентов. К примеру, одним из способов повышения эффективности повторных кислотных обработок, а также достижения успеха в условиях повышенной обводненности является применение кислотных составов с отклонителями на основе вязкоупругих ПАВ. Самоотклоняющяся кислотная система (СОКС) на основе смеси кислотного состава Флаксокор 210 и гелирующего агента Сурфогель марки А позволяет направить кислотный состав в нефтенасыщенные, ранее не охваченные воздействием интервалы. Гелирующий агент, представляющий собой ПАВ российского производства, придает кислотной системе способность увеличивать вязкость по мере протекания реакции кислоты с породой, в ходе которой повышается рН системы (рис. 1).

ris1-1811.jpg

Рис. 1. Внешний вид кислотного состава до и после нейтрализации

По мере увеличения вязкости системы дальнейшее проникновение кислотного состава в породу в данном интервале снижается и кислотный состав перенаправляется в другие интервалы продуктивного пласта, тем самым обеспечивая более равномерное воздействие на продуктивный интервал, и позволяет сформировать более разветвленную систему червоточин (рис. 2). Важным достоинством использования гелирующего агента Сурфогель А является отсутствие вторичной кольматации нефтенасыщенного коллектора. При контакте с углеводородами или при сильном истощении кислоты образовавшийся гель разрушается, быстро теряет свою вязкость и легко удаляется потоком флюидов (рис. 3).

ris2-1811.jpg

Рис. 2. Разветвленная система червоточин в коллекторе позволяет увеличить проницаемость ПЗП и дебит скважин

Кислотный состав Флаксокор 210 с гелирующим агентом Сурфогель А широко применяется на месторождениях России и СНГ для интенсификации дебита обводненных пластов, повышения приемистости нагнетательных скважин, а также при проведении большеобъемных кислотных обработок [3, 4]. К примеру, кислотная обработка, проведенная данными кислотными составами на нефтяном месторождении в Каспийском море, позволила значительно увеличить приемистость нагнетательных скважин (рис. 4). Водонагнетательные скважины с горизонтальным участком ствола до 1000 м длиной служат для поддержания пластового давления залежей путем закачки подтоварной воды в законтурную зону, и в процессе их эксплуатации происходит постепенная кольматация призабойной части пласта различными примесями, поступающими с закачиваемой подтоварной водой. Устранение техногенной кольматации по всей длине фильтровой части позволит эффективно эксплуатировать данную скважину в течение продолжительного времени без дополнительной очистки.

ris3-1811.jpg

Рис. 3. Изменение вязкости самоотклоняющейся кислотной системы по мере увеличения рН при реакции с карбонатом кальция


ris4-1811.jpg

Рис. 4. Результаты обработки нагнетательной скважины с целью увеличения приемистости

Для проведение кислотных обработок в горизонтальных скважинах наша компания рекомендует использовать отклоняющие системы на основе инвертных эмульсий. Основной проблемой при проведении ОПЗ в таких скважинах является неравномерное распределение кислотного состава, особенно в коллекторах с неоднородной проницаемостью. Закачка кислотного состава в горизонтальный ствол, как правило, приводит к химической обработке не всей его длины, а только наиболее проницаемых интервалов, чаще всего около башмака НКТ. Как правило, при обычной кислотной обработке воздействию подвергается не более 5–15 % длины горизонтального ствола. Увеличение объема кислоты и давлений закачки не приводит к успеху, наоборот, это обусловливает формирование каверн в наиболее проницаемых зонах. Как результат, значительные затраты на такие кислотные обработки не дают заметных результатов.

Для равномерного распределения кислотного состава по стволу горизонтальной скважины применяют поинтервальные обработки с гибкими НКТ (ГНКТ), пакерные системы и кислотные составы с отклонителями. Группа компаний Zirax предлагает использовать эмульсионные отклонители Экс-Эм (температура применения до 60 0С) и Эмитрит (температура применения до 100 0С). Особенностью таких эмульсий является селективность действия, т.к. при контакте с нефтью они разжижаются и выносятся из пласта, а при контакте с пластовой водой, напротив, резко увеличивают вязкость и структурные показатели, тем самым создавая нарастающее сопротивление для фильтрации последующих объемов кислотного состава. Обработка кислотным составом трех горизонтальных скважин в Восточной Сибири с отклонителем Экс-Эм позволила обеспечить равномерное распределение кислотного состава по стволу горизонтальной скважины и перенаправить закачиваемый состав в ранее не охваченные воздействием интервалы. На рис. 5 показаны результаты данной обработки скважины, на которой стандартные кислотные обработки не давали результата.

 

ris5-1811.jpg

Рис. 5. Результаты обработки горизонтальной скважины кислотным составом с отклонителем Экс-Эм

Еще одной инновационной технологией является проведение пенокислотных обработок с использованием CO2. Преимущества применения вспененного кислотного состава перед обычной кислотной обработкой давно и хорошо известны [5]:

  • замедляется растворение карбонатного материала, что способствует более глубокому проникновению активной кислоты в пласт; в результате этого приобщаются к дренированию удаленные от скважины участки пласта, ранее недостаточно или совершенно не охваченные процессом фильтрации;
  • малая плотность кислотных пен (400–800 кг/м3) и их повышенная вязкость создают в зонах высокой проницаемости и/или трещиноватости эффект отклонения. Благодаря этому существенно увеличивается охват кислотным воздействием всей вскрытой продуктивной мощности пласта. Это особенно важно при больших продуктивных мощностях пласта и пониженных пластовых давлениях;
  • газовый пенный состав улучшает эффективность проникновения червоточин в породу, уменьшает степень разветвленности червоточин (рис. 6), при этом обеспечивая снижение до 25–30 % общего объема закачиваемой кислоты;
  • улучшаются условия очистки призабойной зоны пласта от продуктов реакции: присутствие поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение как активной, так и отреагировавшей кислоты на границе с нефтью, а наличие пузырьков газа в отреагировавшем растворе улучшает условия и качество освоения.

ris6-1811.jpg

Рис. 6. Сравнение червоточин при классической обработке (А) и при пенной газовой обработке (В)

Данный метод кислотных обработок был улучшен ООО «Зиракс-нефтесервис» совместно с ООО «Праксэа Рус» (входит в группу компаний Linde PLC). Linde PLC является крупнейшим в мире производителем промышленных газов, на территории России компания Linde PLC также оказывает услуги по интенсификации добычи нефти и газа с использованием собственных технологий, производимых газов и оборудования.

Компания ООО «Зиракс-нефтесервис» и ООО «Праксэа Рус» оптимизировали пенокислотную обработку путем использования в качестве вспенивающего агента двуокиси углерода (СО2), находящегося в сверхкритическом состоянии (рис. 7).

ris7-1811.jpg

Рис. 7. Диаграмма состояния CO2

В таком состоянии исчезает различие между жидкой и газовой фазами [6]. Обладая высокой плотностью, свойственной жидкостям, и низкими значениями поверхностного натяжения и вязкости, характерными для газов, сверхкритический CO2 способен более легко по сравнению с жидкостями проникать в пористые среды. Его высокая растворяющая способность позволяет снижать как вязкость нефти в пластовых условиях, так и межфазное натяжение. Все это резко повышает эффективность пенокислотной обработки и обеспечивает увеличение притока углеводородов к скважине. Помимо этого следует отметить, что применение СО2 обеспечивает снижение общего расхода кислотного состава до 30 %, а также предотвращает набухание глин.

Проведенные в 2019 г. по данной технологии две обработки скважин в Волгоградской области показали очень хорошие результаты. Накопленная дополнительная добыча нефти только за шесть месяцев составила 2 и 6 тысяч тонн нефти.

 

Список литературы

  1. Paccaloni G., Tambini M., SPE 20623 Advances in Matrix Stimulation Technology.

  2. Томас.Р., Кроуи К. Тенденции в кислотной обработке матрицы // Нефтяное обозрение. – 1996.

  3. Мокрушин А.А., Шипилов А.И. Повышение эффективности кислотных обработок в условиях поздней стадии разработки месторождений с карбонатным коллектором (самоотклоняющаяся кислота, большеобъемные обработки призабойной зоны пласта с применением гелей на основе ПАВ) // Нефть. Газ. Новации. – 2010. – № 7. – С. 43–45

  4. Мокрушин А.А., Шмидт А.А., Солодов А.Н. Применение самоотклоняющейся системы при проведении большеобъемных кислотных обработок на объектах ОАО «Самаранефте-газ» // Сб. науч. трудов СамараНИПИнефть. – Вып. 2. – С. 169–176.

  5. Применение пенных систем в нефтегазодобыче: учеб. пособ. для сред. ПТУ / В.А. Амиян и др. – М.: Недра, 1987.

  6. Филенко Д.Г., Дадашев М.Н., Винокуров В.А. Исследование влияния термобарических условий на вытеснении нефти диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии // Науч.-техн. сборник «Вести газовой науки» – 2012. – № 3. – С. 371–382.
Решения для нефтегазовой отрасли / Промышленные решения / Пищевые добавки / Пылеподавление Контакты
Zirax - официальный партнер гандбольного клуба Каустик