Оценка эффективности применения кислотной обработки пласта

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ ПЛАСТА Вивдич К.В.1, Хайруллин А.А.2

'Вивдич Ксения Викторовна — магистрант, кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений;

2Хайруллин Амир Атауллович — доцент, кандидат физико-математических наук, Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень

Аннотация: в статье анализируется применение кислотных обработок пластов, оценивается их эффективность применения на скважинах.

Ключевые слова: кислотная обработка, пласт, скважина, дебит, проницаемость, призабойная зона.

УДК 622.276

В настоящее время кислотное воздействие на пласт является одним из наиболее распространенных способов увеличения нефтеотдачи пластов, и тем самым производительности скважин, в связи с простотой механизма и небольших затрат на данный процесс.

Необходимость проведения кислотных обработок вызывается целым рядом причин. Процессы кольматации, происходящие в ПЗП на протяжении всего периода эксплуатации скважины, приводят к снижению дебитов по нефти и жидкости, из-за чего снижается проницаемость призабойной зоны пласта.

Главными причинами уменьшения проницаемости ПЗП являются:

• несовершенная технология бурения, цементирования и вторичного вскрытия продуктивных пластов, когда задавливается значительное количество фильтрата бурового раствора, цемента и других технологических жидкостей;

• глушение скважин некачественными технологическими жидкостями и рассолами;

• выпадение в призабойной зоне твердых компонентов нефти, солей сложного химического состава;

• засорение перфорационных отверстий;

• в условиях недостаточной подготовки закачиваемой в пласт воды, в ПЗП нагнетательной скважины поступает значительное количество илистых и глинистых частиц (при закачке пресной воды), остаточной нефти (при закачке подтоварной воды). В последнее время все меньше производится защита водоводов от процессов коррозии, благодаря чему закачиваемая в пласт вода насыщается окислами железа. В результате в ПЗП как в фильтре откладывается значительное количество загрязнителей.

Производительность скважины, т.е. ее дебит, может быть увеличена за счет повышения проницаемости пород призабойной зоны. Для этого необходимо искусственно увеличить число и размеры каналов фильтрации, повысить трещиноватость пород, а также очистить стенки поровых каналов от грязи, смол, парафинов, асфальтенов и т.д.

Процесс соляно-кислотной обработки скважины заключается в нагнетании в пласт раствора соляной кислоты насосом или самотеком, если пластовое давление низкое [3, с. 187].

Технология проведения кислотных обработок неодинакова, и может изменяться в зависимости от физических свойств пласта, его мощности и прочих условий.

Верный подбор параметров процесса кислотной обработки, к числу которых можно отнести скорость закачки и объем кислоты, тип реакции в пласте и концентрация, приводят к повышению эффективности данного метода воздействия. На сегодняшний день существует множество различных способов прогнозирования получаемого эффекта от кислотных обработок, в основу которых положены многочисленные исследования.

Исследования кислотных обработок образцов породы выявили некоторые явления, которые могут оказывать большое влияние на эффективность и понимание процесса кислотного воздействия.

Одним из таких явлений являются большие поры, увеличивающиеся в размерах при кислотном воздействии гораздо быстрее, чем малые. Это приводит к образованию каналов, по которым фильтруется кислота, так называемые «каналы растворения». Образование «каналов растворения» имеет практическую сторону: при кислотной обработке, поврежденная призабойная зона пласта из-за образования каналов растворения может быть обойдена и тем

самым эффективно обработана зона значительно больше, чем при обработке терригенных коллекторов.

Исходя из этого, расчеты прогнозируемого дебита скважины будут проводиться с применением формулы Дюпюи (1) [1, с. 24] и уравнения Даккорда-Ленорманда (1 - 4) [2, с. 10]:

- _ 2jrfch(PnJ1-P3a6) ...

V м1п

где k - коэффициент проницаемости, Д; h - мощность пласта, м; Рпл и Рзаб - пластовое и забойное давление соответственно, МПа; Rj^ и гс - радиусы контура питания и скважины, м; ^ -вязкость жидкости, Па-с; Q - дебит скважины, м3/сек. Общий скин-фактор вычисляется по формуле:

5 « —-—1 n V

^фрактал

где V - объем кислоты, закачанной в пласт, м3; Лфрактал - фрактальная величина, (= 1,6 при конвекционно-ограниченной кинетике и =2 при поверхностно-ограниченной кинетике, при радиальной фильтрации. Большое количество экспериментальных исследований на различных системах порода-кислота привели к следующему эмпирическому уравнению:

5 = ~ ~Т~ 1 n

^фрактал n-h-m-rc2P

где Ac - число насыщенности кислоты; dфракmал - фрактальная величина; S -общий скин-фактор, д.е.; Pe - число Пеклета, для радиальной фильтрации определяется как:

р е = _2shl.

D hэф v >

где q^ - скорость закачки, м3/сек; h^ - эффективная толщина пласта, м; D - константа диффузии кислоты, м2 сек"1; гскв - радиус скважин, м; b - константа, равная 1,7  104.

По данному уравнению следует, что уменьшение скин-эффекта зависит от объема закачанного кислотного раствора. Тем самым, регулируя объем закачки, можно снизить скин-эффект, и после рассчитать дебит добывающей скважины.

Таким образом, данная последовательность при расчете и верный подбор параметров кислотного воздействия позволяет правильно проанализировать процесс кислотной обработки и выявить все факторы, влияющие на успешность проведения процесса, что в дальнейшем позволит правильно оценить эффективность применения кислотной обработки на пласт.

Список литературы

1. Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. М: М71 ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003. 816 с.

2. СургучевМ.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. М.: Недра, 1985. 308с.

3. Амелин И.Д., Андриасов Р.С. и др. Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. М: Недра, 1978. 356 с.