СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КОНТРОЛЯ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА
METHOD OF EFFICIENCY AND CONTROL ESTIMATION FOR CARBONATE FORMATION ACID TREATMENT

Изобретение относится к разработке нефтяных и газовых месторождений с применением кислотных методов воздействия на призабойную зону пласта и может быть использовано для оценки эффективности кислотной обработки и повышения результативности воздействия на призабойную зону продуктивного пласта.
Известен способ выделения в разрезе скважины интервалов для солянокислотной обработки, включающий отбор образцов керна, изготовление, экстракцию спиртобензольной смесью, кислотную обработку, промывку дистиллированной водой, с последующим расчетом количества растворившихся в кислоте компонентов породы-коллектора, с использованием данных магнитного каротажа (RU 2205951, МПК E21B 43/27, G01V 3/08, опубл. 2003 г.). Однако известный способ не позволяет получить полную информацию о распределении прореагировавшего кислотного состава в пространстве породы-коллектора, форме и характере образовавшихся каналов растворения, а также детальный числовой расчет площади и глубины проникновения кислотного состава. Кроме того, магнитная восприимчивость растворившихся в кислоте компонентов породы связана с присутствием в составе пород железистых хлоритов, что существенно ограничивает применение метода.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ контроля кислотной обработки продуктивного пласта, включающий отбор керна, изготовление образцов керна для фильтрационных исследований, прокачку через образцы керна химических реагентов различной концентрации с различными промежутками времени, изготовление шлифов из образцов керна, отбор шлифов с сохраненной структурой породы, определение отношения количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов к количеству пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов, определение оптимальной концентрации химических реагентов для обработки продуктивного пласта по максимальному отношению количества пор на шлифах. (RU 2057918, МПК E21B 43/27, опубл. 1996 г.). Известный способ недостаточно эффективен в связи с низкой визуальной информативностью об эффективности применения кислотного состава и длительностью подсчета, большой погрешностью расчета отношения количества пор на шлифах со стороны входа химических реагентов к количеству пор на шлифах со стороны выхода химических реагентов.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения точности определения растворяющих свойств кислотного состава, визуальной информативности способа и оценки эффективности кислотной обработки пласта.
Поставленная задача решается так, что в способе оценки и контроля кислотной обработки карбонатного пласта, включающем отбор керна, изготовление образцов керна, прокачку через образцы керна химического реагента, изготовление шлифов со стороны входа и выхода химреагента, до прокачки химреагента через изготовленные образцы керна предварительно проводят исследования их на сканирующем электронном микроскопе, а образцы керна после прокачки химреагента исследуют рентгеновским томографом, проводят сравнение изображений, выделяют наиболее эффективные формы каналов растворения, после чего проводят оценку эффективности кислотной обработки, рассчитывая коэффициент импакции путем компьютерной обработки изображений, и при минимальном значении коэффициента импакции делают вывод о наибольшей эффективности кислотной обработки.
Способ осуществляется следующим образом.
k
v
Производят отбор керна и изготовление образцов керна. Далее проводят исследование этих образцов на сканирующем электронном микроскопе. Осуществляют прокачку химреагента через образцы. Затем образцы керна после прокачки химреагента исследуют рентгеновским томографом путем сравнения изображений, и выделяют наиболее эффективные формы каналов растворения. Для оценки эффективности кислотной обработки, проводят определение коэффициента импакции (воздействия) методом компьютерной обработки изображений. Эффективным результатом применения кислотных реагентов является образование доминантной червоточины. Рассчитывают площадь распространения червоточины (S). На рис.4 представлено изображение площади распространения червоточин. На рис.5 выделена площадь влияния кислотного состава (S).
s
k
v
l
x
s
l
Определяют глубину проникновения состава (g) путем измерения ее на изображении (рис.9). Затем рассчитывают K - отношение площади распространения червоточины (S) к площади влияния кислотного состава (S). K - отношение глубины проникновения кислотного состава (g) к длине образца (1). Используя эти данные, рассчитывают коэффициент импакции K - отношение значений K к K для каждого структурно-генетического типа карбонатной породы. После этого проводят анализ полученных результатов и при минимальном значении коэффициента импакции, делают вывод о наибольшей эффективности кислотной обработки.
Исследования проводят на образцах керна месторождений Республики Татарстан. Для обработки образцов карбонатной толщи среднего карбона используют кислотные составы:
1. Соляная кислота (12%, ГОСТ 3118-77);
2. Соляная кислота + замедлитель СНПХ-8903А (10% по массе, ТУ 2458-314-05765670-2006 с изм.1);
3. Уксусная кислота (10%, ГОСТ 19814-74).
Прокачку кислотных составов производят на установке для фильтрации жидкости (УИПК-1М) через образец породы.
Приводим пример конкретного выполнения.
Пример 1. Отбирают керн, из него изготавливают пять образцов керна. При помощи алмазного круга вырезают образцы с обеих торцевых поверхностей кернов, из которых затем изготавливают прозрачные шлифы. Далее осуществляют визуальное исследование на сканирующем электронном микроскопе для установления особенностей пустотно-порового пространства, определения принадлежности к определенному структурно-генетическому типу карбонатной породы. На фотографиях (рис.1а, ИБЗ-1 - известняк биокластово-зоогенный первого типа; б, ИБЗ-2 - известняк биокластово-зоогенный второго типа; в, ИП - пелитоморфный; г, ИС - строматолитовый, д, ИЛ - литокластовый) прослеживаются различия в структурно-генетических типах карбонатной породы, что является необходимым для дальнейшего исследования на томографе.
раб
обж
Затем проводят прокачку 12% соляной кислоты через выбранные образцы керна на установке УИПК-1М, с рабочим давлением Р=4-6 атм, давлением обжима Р=8 атм. Далее керн исследуют на рентгеновском томографе, изучая полученные изображения (томограммы) каналов растворения (рис.2). Повторяют те же операции с другими образцами.
Проводят сравнение томограмм каждого образца, выделяют наиболее эффективные формы каналов растворения. Для оценки эффективности кислотной обработки, проводят оценку эффективности кислотного воздействия методом компьютерной обработки изображений.
k
v
k
v
2
2
Расчет проводят следующим образом: полученное с помощью рентгеновского томографа изображение помещают в графический редактор CorelDRAW (рис.3), обводят контур червоточины таким образом, чтобы начальная и конечная точки образовывали замкнутую линию - это будет площадь распространения червоточины, S (рис.4). Далее проводится замкнутая линия по крайним точкам канала растворения - это площадь влияния кислотного состава, S (рис.5). Затем выполняют следующие действия - в меню выбирается панель «Инструменты» → «Запустить макрос» → «Макросы» → SanM_CurveInfo (рис.6). Следующим действием компьютер рассчитывает площадь распространения червоточины, S=17,01222 см (рис.7), площадь влияния кислотного состава, S=21,427057 см (рис.8), также определяют длину образца, l=3 см и глубину проникновения кислотного раствора, g, в данном случае l=g=3 см (рис.9). Расчет приведен для известняка биокластово-зоогенного первого типа. Таким образом,
k
2
площадь распространения червоточины - S=17,01222 см (рис.7),
v
2
площадь влияния кислотного состава - S=21,427057 см (рис.8),
глубина проникновения кислотного состава - g=3,0 см (рис.9),
длина образца - l=3,0 см.
s
Отношение площади распространения червоточины к площади влияния кислотного состава -
, K=0,7976,
l
Отношение глубины проникновения кислотного состава к длине образца -
K=0,8313,
Коэффициент импакции -
.
Аналогично рассчитываются все показатели для остальных четырех структурно-генетических типов известняков после воздействия на них соляной кислотой.
Пример 2-3 выполняют аналогично примеру 1, меняя тип кислотного реагента. Состав №2 - HCl + замедлитель СНПХ-8903А, состав №3 - уксусная кислота).
После прокачки кислотного состава №2 через образцы керна исследуют их на рентгеновском томографе, сравнивают изображения и проводят оценку эффективности кислотной обработки с помощью расчетов методом компьютерной обработки изображений.
Расчет для состава №2 (рис.10):
k
2
Площадь распространения червоточины - S=14,003984 см,
v
2
Площадь влияния кислотного состава - S=32,720104 см,
Глубина проникновения кислотного состава - g=3,0 см,
Длина образца - l=3,0 см,
s
Отношение площади распространения червоточины к площади влияния кислотного состава -
, K=0,42799,
l
Отношение глубины проникновения кислотного состава к длине образца -
K=0,8738,
Коэффициент импакции -
.
Расчет для состава №3 (рис.11):
k
2
Площадь распространения червоточины - S=15,33754 см,
v
2
Площадь влияния кислотного состава - S=26,83441 см,
Глубина проникновения кислотного состава - g=3,0 см,
Длина образца - l=3,0 см,
s
Отношение площади распространения червоточины к площади влияния кислотного состава -
, K=0,4993,
l
Отношение глубины проникновения кислотного состава к длине образца -
K=1,
Коэффициент импакции -
.
x
Кислотный состав по полученным данным считают оптимальным, при минимальном коэффициенте импакции K.
x
Расчеты коэффициента импакции K для всех структурно-генетических типов известняков показали, что наиболее эффективным кислотным составом оказался HCl+СНПХ-8903-А (состав №2).
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет определить и визуализировать степень изменения перового пространства пород-коллекторов, слагающих продуктивную часть разреза в зоне проведения кислотного воздействия с целью повышения продуктивности скважин. При сопоставлении всех результатов исследований, ранжировании каналов фильтрации, получают объективную визуальную и численную характеристику распределения кислотного состава в прискваженной зоне с учетом структурно-генетических особенностей продуктивного пласта-коллектора.
Данное изобретение решает задачу повышения точности определения растворяющих свойств кислотного состава, визуальной информативности способа и оценки эффективности кислотной обработки пласта.