Сухокислотный состав для обработки призабойной зоны скважин и удаления солеотложений
DRY-ACID COMPOSITION FOR BOTTOMHOLE WELL ZONE TREATMENT AND SCALE REMOVAL

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в кислотных обработках призабойной зоны скважин, разглинизации пласта и удалении солеотложений.
Известен состав для обработки призабойной зоны скважин карбонатного пласта, содержащий в масс. %: 7-8 раствора уксусной кислоты 20%-ной концентрации, 65-70 легкую пиролизную смолу и 22-28 раствора соляной кислоты 98%-ной концентрации (RU №2269563, С09K 8/72, 2006 г.).
Недостатком состава является опасность образования железистых осадков при температурах выше 60°C, что снижает эффективность кислотной обработки.
Известен кислотный состав, содержащий соляную кислоту, бифторид аммония или плавиковую кислоту, алифатический спирт и кубовый остаток производства бутиловых спиртов методом оксосинтеза (RU 2013528 C1, 03.07.1991).
Известен состав для обработки терригенных коллекторов с карбонатными включениями в призабойной зоне для освоения скважин при следующем соотношении компонентов, масс. %: галоидоводородная кислота 8-75, ингибитор коррозии 0,5-2,0, фосфоновая кислота и/или неионогенное оксиэтилированное поверхностно-активное вещество 0,5-2,0, растворитель - остальное (RU 2100578 E21В 43/27, 27.12.1997).
Недостатком этих составов является то, что рабочие составляющие компоненты состава - жидкости, что неудобно при его хранении и транспортировке на труднодоступные скважины.
Известен кислотный состав, содержащий бифторид аммония и сульфаминовую кислоту (В.П. Шалинов и др. Физико-химические методы повышения производительности скважин. Тематический научно-технический обзор.- М.: ВНИИОЭНГ, 1974, с. 36-37).
Недостатком данного состава является опасность вторичного осадкообразования, возникающая вследствие гидролиза сульфаминовой кислоты при температуре выше 60°C, что снижает эффективность кислотного воздействия.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сухокислотный состав для обработки терригенных коллекторов и разглинизации призабойной зоны скважин, содержащий фторид аммония или бифторид аммония, или бифторид-фторид аммония, сульфаминовую кислоту, фосфороросодержащий комплексон - производное фосфоновой кислоты и хлористый аммоний при следующем их количестве в водном растворе сухокислотного состава, масс. %:
фторид аммония
0,56-18,50
бифторид аммония
0,43-14,25
бифторид-фторид аммония
0,51-17,00
сульфаминовая кислота
в эквимолекулярном соотношении
указанный фосфоросодержащий комплексон
0,01-2,0
хлористый аммоний
0,1-3,0
вода
остальное
(RU 2272904 Е21В 43/27, 27.03.2006).
При таком соотношении компонентов в результате химической реакции в воде образуется фтористоводородная кислота, растворяющая терригенную породу. Достаточное содержание комплексонов, низкое значение рН раствора на протяжении действия состава и отсутствие сульфаминовой кислоты в свободном состоянии позволяют применять композицию при повышенных температурах без опасности выпадения сульфатных осадков.
Недостатками данного состава являются быстрый расход кислоты и высокая коррозионная активность, в результате чего состав имеет ограниченную область применения.
Целью настоящего изобретения является повышение эффективности кислотной обработки скважин за счет улучшения реологических свойств кислотного состава и снижения его коррозионной активности.
Поставленная цель достигается тем, что сухокислотный состав для обработки призабойной зоны скважин и удаления солеотложений, содержащий фторид аммония или бифторид аммония, сульфаминовую кислоту, фосфоросодержащий комплексон - оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), хлористый аммоний, отличается тем, что дополнительно содержит водорастворимый полимер-гидролизованный полиакриламид и ингибитор коррозии - аммоний роданистый, при следующем соотношении, масс. %:
фторид аммония
33,3-39,4
или бифторид аммония
33,3-39,4
хлористый аммоний
1,00-1,10
указанный фосфоросодержащий комплексон
0,10-0,11
указанный водорастворимый полимер
3,00-3,34
указанный ингибитор коррозии
5,00-5,55
сульфаминовая кислота
остальное
Кристаллическая форма всех входящих в состав компонентов позволяет позиционировать его как сухую кислотную смесь. Такая форма состава повышает его технологичность, оптимизирует условия хранения и транспортировки, особенно для труднодоступных скважин. Кроме того, такой состав можно прессовать в стержни - кислотные шашки или таблетировать.
Известно, что скорость взаимодействия кислотного состава с породой определяет глубину проникновения состава в пласт, а следовательно, и радиус его действия. Замедление скорости реакции кислотного состава с породой - одно из приоритетных направлений по оптимизации его свойств.
Один из способов замедления реакционной способности кислотного раствора - загущение, повышение его вязкости. Для повышения реологических свойств в предлагаемый состав вводится водорастворимый полимер-гидролизованный полиакриламид, в качестве которого можно применять доступные полиакриламиды разной молекулярной массы отечественного и импортного производства.
Для снижения коррозионной активности в предлагаемый состав вводится аммоний роданистый - кристаллическое вещество, которое способствует снижению коррозионной активности в кислой среде.
Для подтверждения возможности осуществления предлагаемого изобретения в лабораторных условиях были проведены исследования коррозионной активности и скорости реакции кислотного состава с породой. Для приготовления состава по заявляемому способу применяли следующие реагенты:
- фторид аммония (ГОСТ 4518-75),
- бифторид аммония (ГОСТ 9546-75),
- сульфаминовая кислота (ТУ 2121-400-05763441-2002),
- хлорид аммония (ГОСТ 3773-72),
- оксиэтилендифосфоновая кислота (ТУ 2439-363-05763441-2002, изм. 1,2),
- полиакриламиды марок DP 9-8177 (ТУ 2458-001-82330939-2008) со степенью гидролиза 3,4%, АК-642 (ТУ 6-02-00209912-65-99, г. Саратов) со степенью гидролиза 6,6%, Alcoflood 955 (Германия) со степенью гидролиза 12,1%,
- аммоний роданистый (ГОСТ 27067-86).
При приготовлении кислотных составов по заявляемому способу могут быть использованы водорастворимые полиакриламиды со степенью гидролиза 1-15%, по свойствам сопоставимые с исследованными.
Для испытаний все компоненты состава тщательно перемешали, отобрали смесь и растворили в воде. Масса сухой смеси выбиралась таким образом, чтобы содержание фтористоводородной кислоты (HF) в исследуемых растворах было одинаковым с прототипом и составляло 2,1% (масс.).
Скорость взаимодействия кислотного состава с породой определяли по количеству растворенной модельной породы за 0,5 часа при комнатной температуре.
Состав модельной породы: 80% кварцевый песок, 7% карбонат, 13% глина.
Коррозионная активность водных растворов составов проверялась по стандартной методике на металлических пластинках (сталь 3) при температуре 20 и 80°C и атмосферном давлении. Результаты исследований представлены в табл. 1.
Анализ таблицы 1 позволяет сделать вывод о том, что коррозионная активность заявляемого состава значительно меньше по сравнению с прототипом, а загущенная форма раствора позволяет замедлить скорость реакции кислоты с породой. Загущенный кислотный состав проникает глубоко в пласт, увеличивая радиус кислотного воздействия и повышая эффективность технологии.
Смеси фторидов и сульфаминовой кислоты обладают более низкими значениями коррозионной активности в сравнении с традиционно применяемыми растворами соляной и плавиковой кислот. Дополнительное введение кристаллического и водорастворимого ингибитора коррозии обеспечивает минимальное негативное воздействие на насосно-компрессорное оборудование.
Содержания водорастворимого полимера и ингибитора коррозии подобрано оптимально и изменяется в зависимости от содержания и соотношения фтористой соли и сульфаминовой кислоты. Снижение содержания ингибитора коррозии и полимера полностью минимизирует их влияние на свойства состава, а увеличение их содержания приводит к необоснованному удорожанию состава и увеличению вязкости раствора, что затрудняет его закачку стандартным оборудованием.
Рабочий раствор предлагаемого состава обладает оптимальными реологическими свойствами для закачки в пласт, пониженной скоростью реакции с породой и низкой коррозионной активностью. Все входящие в состав компоненты - кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Это позволяет рекомендовать состав для обработки труднодоступных скважин, состав можно прессовать в кислотные стержни и таблетировать. Состав содержит достаточное количество комплексонов и кислотогенерирующих веществ, что позволяет дополнительно рекомендовать его для удаления и ингибирования солеотложений в скважинах.
Технический результат - повышение эффективности кислотной обработки за счет оптимизации кислотного состава, улучшения его реологических свойств и снижения коррозионной активности.
БФА - бифторид аммония,
ФА - фторид аммония,
СК - сульфаминовая кислота,
ХА - хлорид аммония,
ОЭДФ - оксиэтилидендифосфоновая кислота,
АР - аммоний роданистый
ВП - водорастворимый полимер - полиакриламид