Глинокислотная обработка пласта

Для обработки пластов-коллекторов, представленных песчано-алевритовыми отложениями, применяются кислотные смеси (HCE + HF +CH₃COOH), получившие название глинокислот или «грязевых» кислот. Содержание фтористоводородной кислоты колеблется от 1,5 до 3 % и в некоторых случаях даже до 5%. Глинокислота, проникая в призабойную зону пласта, активно действует на карбонатные и глинистые минералы и отчасти на кварцевые зерна. За счет их растворения обеспечивается очистка стенок скважины от глинистой корки, а также расчистка и увеличение дренажных каналов пласта. Смесь соляной (HCE) и плавиковой (HF) кислот активно действует на глины.

Сущность глинокислотной обработки терригенных коллекторов и

состоит в учете особенностей их строения. При контакте глиняной кислоты с терригенными породами небольшое количество карбонатного материала, реагируя с солянокислотной частью раствора, растворяется, а фтористо-водородная кислота, медленно реагирующая с кварцем и алюмосиликатами, достаточно глубоко проникает в ПЗС, повышая эффективность обработки.

Растворимость глин в глинокислоте намного выше растворимости их в соляной кислоте. Наряду с этим в составе глинокислоты участвует уксусная кислота, которая служит в качестве замедлителя реакции. При планировании процесса кислотной обработки песчано-глинистых коллекторов необходимо учитывать влияние различных кислот, их смесей и концентраций на набухание глин. При использовании «грязевой» кислоты желательна во всех случаях добавка ПАВ, которые улучшают условия смачивания. Наряду с обработкой песчано-глинистых пластов солянофтористоводородная кислота применяется для очистки забоя от остатков глинистого раствора и глины в процессе заканчивания скважины, причем HF в этом случае – наиболее активная составляющая, растворяющая твердые частицы.

Смесь соляной и фтористой кислот применяется также для удаления глинистой корки со стенок скважины, для очистки перфорационных отверстий и фильтра от остатков глинистого раствора. При этом обычно закачиваются малые объемы кислоты (от 0.9 до 4.0 м³). Причем желательно, чтобы некоторое время кислота оставалась на забое и, таким образом, впитывалась в породу. Если не соблюдать этого условия, то большая часть нагнетаемой в пласт кислоты по образующимся трещинам может уйти в пласт и не очистит перфорационных отверстий. Плавиковую кислоту (HF) нецелесообразно применять для обработки песчаников при высоких темпах нагнетания, поскольку, скорость реакции с кварцем и силикатами очень низка и при этих условиях не будет происходить разъедания трещин, а кислота отфильтруется в пласт.

В известняках или известковистых песчаниках применять эту кислоту с целью очистки забоя; как правило, противопоказано. Большие затраты на нее при обработке известняков не оправдываются.

Фтористая кислота при взаимодействии с породой немедленно вступает в реакцию с карбонатами кальция. В результате реакции образуется фторид кальция, а содержание HF в смеси кислот очень быстро убывает и через сравнительно короткое время частицы глины или остатки глинистого

раствора перестают растворяться. При использовании плавиковой кислоты для обработок пластов, сложенных доломитами, имеется опасность резкого снижения проницаемости. Если пластовая вода (или фильтрат бурового раствора) содержит менее 0.1 % растворенного кальция, нагнетание солянофтористой кислоты не вызывает значительного снижения проницаемости. Если же содержание кальция в пластовой воде достигает 0.1 % и более, проницаемость пласта резко снижается. Так как практически все доломиты имеют пластовую воду, содержащую по крайней мере 0.1 % кальция, то применять кислоты с добавкой HF в этих породах не рекомендуется. Солянофтористую кислоту желательно применять для обработки пластов, проницаемость которых уменьшалась за счет разбухания глин в результате контактирования последней с пресной водой (фильтратом) промывочной жидкости или с вторгшейся в пласт пресной или слабоминерализованной водой. Если разбухшая глина, содержащаяся в пласте, хорошо контактирует с кислотой, то загрязнение может быть полностью ликвидировано за счет растворяющего действия глинокислоты.

Другие кислоты, применяемые в промышленности для этой цели, значительно менее эффективны, чем глинокислота. На практике применяется глинокислота различных концентраций в зависимости от химико-минералогического состава обрабатываемых пород и их коллекторских свойств. Рекомендуются следующие удельные объемы расхода кислотных растворов на 1м мощности пласта в зависимости от проницаемости обрабатываемых пород. Технология проведения глинокислотных обработок такая же, как и соляно-кислотных обработок и включает три основных элемента: подготовку скважины под обработку, закачку кислоты в скважину с продавкой ее в пласт, удаление продуктов реакции из пласта.

Подготовка скважины к обработке заключается, главным образом, в очистке забоя от грязи и песчаной пробки, а также поверхности ствола скважины – от глинистой корки и т.д. Для очистки поверхности ствола

скважины от глинистой корки устанавливают на забое кислотную ванну. При высоком содержании карбонатных веществ в глинистой корке для производства кислотной ванны применяют соляную кислоту 10-15%-ной концентрации. Если есть основания предполагать, что на стенках скважины сохранились остатки цемента, в соляную кислоту целесообразно добавлять 1-1,5%-ную HF для ускорения растворения цемента и предупреждения

образования геля кремниевой кислоты. Добавки 1,5-3,0% HF к общему объему кислотной смеси полезны также для более интенсивного растворения глинистой корки с незначительным содержанием карбонатов (менее 2-3%). При содержании карбонатных веществ в обрабатываемой породе (более 3-4%) глинокислотной обработке должен предшествовать этап обработки соляной кислотой с целью предварительной расчистки поровых каналов пласта за счет растворения карбонатного цемента, а также для предупреждения выпадения трудно растворимых фтористых соединений кальция и магния при последующей обработке скважины глинокислотой. Целесообразно производить двухступенчатую обработку карбонатных песчаников путем закачки сначала соляной кислоты, а вслед за ней глинокислоты. Обработка глинокислотой требует интенсивного удаления с забоя и призабойной зоны продуктов химической реакции, без чего этот способ может даже ухудшить проницаемость нефтяных и газовых пластов.