Механизм снижения проницаемости и методы воздействия на породу в пзп

Начальная или базовая проницаемость коллектора, характеризуемая структурой капиллярных каналов, может быть нарушена при проводке скважин в процессе бурения, крепления и освоения, а также при ремонте скважин, когда происходит загрязнение от проникновения соответствующих рабочих жидкостей, а также физико-химическое и механическое нарушения. Причем, ввод механических примесей в ПЗП в наибольшей степени относится к категории нагнетательных скважин, когда в пласт нагнетается пресная или сточная воды без достаточной степени очистки, представленная остаточной окисленной загущенной продуктами коррозии или мехпримесями нефтью. Воздействие на ПЗП с целью повысить продуктивность пласта предусматривает только восстановление или увеличение проницаемости коллектора. Применительно к скелету породы восстановление и увеличение проницаемости К проводят в большей степени путем кислотного воздействия. Механизм кислотного воздействия на ПЗП основан на вступлении в реакцию определенной части скелета с кислотой, в результате чего происходит растворение или разрушение породы.

Наибольшее распространение имеют воздействия на ПЗП соляной НСL и фтористоводородной HF кислотами. Кроме них применяются уксусная СН3СООН, серная H2S04, сульфаминовая NH2SO3H кислоты, а также смеси органических и неорганических кислот.

Многообразие всех пород, слагающих нефтеносные коллекторы, может быть охарактеризовано тремя наиболее представительными горными породами: известняком, доломитом и песчаниками. Наиболее распространенными сопутствующими породами являются мергели, глины, аргиллиты и алевролиты. Некоторые часто встречающиеся сочетания пород, слагающие продуктивные пласты, приведены в табл. 1. Поэтому метод и эффективность воздействия на горные породы определяются, в основном, типом и литологической характеристикой пород. Причем, надо иметь в виду, что каждая порода реагирует с кислотой избирательно.

Воздействие кислот на наиболее распространенные горные породы приведено в табл. 2.

Соляная кислота хорошо реагирует с породами, имеющими в своем составе ионы Са, Mg, Na. При воздействии с известняком образует растворимые в воде соли, водную фазу и углекислый газ. Выделяющийся при этом CO2 оказывает положительное влияние на ПЗП, особенно на режимах с температурой в пласте выше критической (более 31,2 °С), при которой СО2 находится в газовой фазе. В момент пуска скважины в работу и ее освоения СО2 способствует растворению асфальтосмоло-нарафиновых отложений (АСПО) вблизи ПЗП и более интенсивному выносу продуктов реакции. Реакция соляной кислоты с глинами и глинистыми компонентами пород протекает с растворением окислов щелочных и щелочноземельных металлов, однако при этом происходит гелеобразование, которое усиливается с ростом содержания НСL в рабочем растворе и является процессом нежелательным.

Фтористоводородная кислота взаимодействует с окислами кремния и его соединениями, например, с кварцевым песком, алюмосиликатом (см. табл. 2). Реакция фтористоводородной кислоты с окислом кремния протекает медленно с образованием растворимого твердого осадка в воде. Быстротечная реакция проходит при взаимодействии HF с алюмосиликатами.

Уксусная кислота взаимодействует достаточно хорошо с известняком, доломитом, сидеритом с образованием растворимых в воде продуктов реакции. С глинистыми составляющими породы практически не вступает в реакцию, однако при взаимодействии высококонцентрированной (более 60%) уксусной кислоты с высокоминералированной водой хлоркальциевого типа происходит выпадение солей в осадок.

Таблица 1.

Коллекторские свойства нефтегазоносных горизонтов Пермской области

Таблица 2.

Типовые характеристики взаимодействия горных пород с кислотами

Серная кислота. Концентрированная серная кислота достаточно эффективно вступает в реакцию с карбонатными составляющими горной породы, однако, при этом выпадают кристаллы солей в осадок, что приводит к закупорке пор и трещин. При взаимодействии с породой в среде с пластовыми флюидами выделяется значительное количество тепла, генерируются поверхностно-активные вещества от реакции H2S04 с большинством компонентов нефти. Эти свойства серной кислоты положительно сказываются в большей степени при использовании ее для целей повышения нефтеотдачи пластов.