Термокислотна обробка пласта

Щільний малопроникний доломіт і деякі інші породи погано розчиняються холодним кислотним розчином. Взаємодії кислоти з породою часто заважають відкладення на забої свердловини парафіну, смол і асфальтенів. Тому для підвищення ефективності обробки свердловин застосовують нагрівання кислотного розчину. Подібний процес проводиться хімічним шляхом, тобто, за рахунок екзотермічної реакції взаємодії соляної кислоти з реагентами, завантажуваними в спеціальний реакційний наконечник, який опускається на трубах в свердловину.

Кращий реагент для термокислотних обробок – магній, при розчиненні якого в соляній кислоті виділяється велика кількість теплоти (19, 1 МДжабо 4662, 5 Ккал на 1 кг Мg), а продукти реакції добре розчиняються у воді.

На промислах застосовують два технологічні варіанти обробки свердловин нагрітою кислотою.

За першим варіантом кількість кислоти і магнію беруть у співвідношенні, яке забезпечує (за умови повного розчинення металу) нагрівання усієї соляної кислоти до оптимальної температури. Таку обробку називають термохімічною. Її застосовують для розплавлення парафіну і асфальтових відкладень на забої свердловини і обробки пристволової частини пласта, оскільки унаслідок високої активності кислота нейтралізується в привибійній зоні поблизу стовбура свердловини.

За другим варіантом беруть значно більше кислоти, ніж її потрібно для розчинення магнію. Свердловину оброблюють у дві стадії, які проходять, безпосередньо, одна за одною. Перша стадія – термічна обробка, друга – звичайна кислотна обробка. Після дії нагрітою кислотою вибій свердловини очищається, тому холодна кислота активно впливає на породу. Таку обробку прийнято називати термокислотною.

Рисунок 2.6.5 – Реакційний наконечник 1 – муфта; 2 – перевідник; 3 – верхня трубка; 4 – грати; 5 – воронка-газовідбійник; 6 – нижня трубка; 7 – ніпелі; 8 – реєструючий термометр

Для проведення термокислотних і термохімічних обробок застосовують спеціальні наконечники (рис. 2.6.5). Магнієві стрижні поміщають у верхню частину наконечника – в трубку 3, яка сполучена перевідником 2 і муфтою 1 з насосно-компресорними трубами. В цій трубі відбувається взаємодія магнію з кислотою. Нагріта кислота, пройшовши через грати 4, потрапляє в нижню трубу 6, яка служить для викидання кислоти через ніпелі 7, розміщені попарно в шаховому порядку. Для видалення водню, що виділяється, в накінечнику встановлюють воронку-газовідбійник 5, а у верхній частині нижньої труби просвердлюють отвори. Нижній кінець нижньої труби наглухо закривають пробкою. В нижній трубі на розтягнутих пружинах встановлюють реєструючий термометр 8 в захисному кожусі.

Під час термічної обробки важливо встановити вірний режим закачування кислоти в свердловину. При швидкій подачі кислота не встигає реагувати з магнієм і температура її не підвищується до необхідної величини. Режим нагнітання кислоти, котрий відповідає кількості магнію і необхідній температурі нагрівання кислоти, можна підібрати шляхом стендових випробувань або розрахунковим способом. Кількість 15%-кової кислоти звичайно беруть з розрахунку 100 дм³ на 1 кг магнію. При цьому температура розчинення кислоти із залишковою концентрацією НС1, рівною 11-12%, підвищується на 60-70° С.

Слід зазначити, що на одну обробку витрачається декілька десятків кілограмів магнію.

Ефективність термохімічної обробки привибійних зон свердловин можна підвищити, якщо екзотермічна реакція відбуватиметься не в свердловині, а в пласті. Це досягається шляхом попереднього уведення порошкового магнію в пористе середовище з подальшим нагнітанням в пласт кислоти. Транспортування його в пласт проводиться за допомогою носія магнію, в якості якого використовується рідина на крохмальній основі (з концентрацією технічного крохмалю 1-2% в 2%-му розчині NaOH і КОН. В цій рідині порошок магнію залишається в зваженому стані. Ця рідина заздалегідь нагнітається в пласт як подушка, яка відтісняє нафту від вибою і закриваючої дреновану частину пласта. Нафту видаляють, щоб уникнути забруднення нею поверхні частинок магнію, перешкоджаючого повному розвитку екзотермічної реакції при нагнітанні в пласт соляної кислоти.