Новая технология кислотной обработки карбонатных коллекторов: образование на месте вспененной кислоты CO2 и ее самоотвод

Новая технология кислотной обработки карбонатных коллекторов: образование на месте вспененной кислоты CO2 и ее самоотвод

1. Введение

Кислотная обработка является одной из ключевых технологий повышения продуктивности нефтеносных коллекторов [1–3]. Для глубоких и сверхглубоких карбонатных коллекторов эти пласты характеризуются глубоким залеганием, большой мощностью, серьезной неоднородностью, высокой чистотой карбонатов в матрице и низкой естественной продуктивностью [4,5]. Эти особенности плохо влияют на всю кислотную обработку [6,7]. Эффективное распределение кислоты в коллекторе такого типа является ключом к эффекту кислотной обработки материнской породы [8,9]. Для неоднородных коллекторов с явной разницей в проницаемости отвод кислоты необходим для улучшения результатов кислотных обработок. Несколько технологий были внедрены в лаборатории и применены в полевых условиях, такие как отвод пакера, отвод уплотняющего шара, отвод твердых частиц, отвод пены, отвод сшитого полимерного геля, для повышения отвода кислоты во время матричных кислотных обработок в сильно неоднородных карбонатных коллекторах [10–13].

Вспененная кислота может отводить кислоту в зону низкой проницаемости и обеспечивать равномерную обработку всего коллектора за счет временного блокирования зоны высокой проницаемости [14,15]. Применение вспененной кислоты обеспечивает расход кислоты в первичных каналах и позволяет более глубокое проникновение с меньшим объемом кислоты, чем при обычной кислотной обработке, что снижает себестоимость продукции при том же приросте производительности. К сожалению, спецтехника, используемая в качестве газотранспортных и насосных установок, усложнит и удорожит строительные работы [16,17].

Здесь мы сообщаем о новой технологии кислотной обработки с отводом и использованием микропены на месте для решения проблемы серьезного образования перебоев и плохого обратного потока кислой жидкости, существующих при применении отклоняющей кислотной технологии в неоднородных пластах. Эта технология основана на химической реакции между обычными кислотными и карбонатными кернами с образованием CO2 в сверхкритическом состоянии. Под действием смеси пенообразователя и стабилизатора СО2 на месте образуется пенообразующая жидкость, которая будет играть отклоняющую роль в операциях кислотной обработки карбонатной породы. В этой работе образование на месте сверхкритического резервуара микропены CO2 было засвидетельствовано экспериментами по пенообразованию, проведенными с помощью видимого устройства моделирования реакции кислых пород и самодельного пеногенератора высокой температуры и давления. Была проведена серия испытаний по заводнению активной зоны для проверки эффективности отвода пенокислоты. Наконец, мы определили механизмы этой новой технологии кислотной обработки с отводом.

 2. Экспериментальный

2.1. Химикаты

Концентрированную HCl (36,8%) приобретали на Сианьской фабрике химических реагентов. Деионизированная вода была поставлена медицинским факультетом Сианьского университета Цзяотун с проводимостью < 1 мк Сименс см−1. Поверхностноактивным веществом, выбранным для проведения экспериментов, был додецилбензолсульфонат натрия (SDBS) с молекулярной массой 248 г/моль, предоставленный Сианьской фабрикой химических реагентов. Другие добавки, такие как карбоксиметилцеллюлоза натрия (КМЦ, молекулярная масса 242) и коммерческий ингибитор коррозии ADH-1 (основные компоненты: метанол, алифатический амид и соединения четвертичного аммония), все использовались в том виде, в котором они были поставлены, без дополнительной очистки. Использованные все керны из известняка были взяты с нефтяного месторождения в бассейне Загрос.