своєму складі карбонатні включення. Реакція карбонатних порід з соляною кислотою описується такими формулами:
Для вапняків: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2;
Для доломітів: CaCO3Mg CO3 + 4HCl CaCl2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO2;
CaCl2 і MgCl2 розчинні у воді, тому вони легко виводяться з пласта. Для обробки пісковиків з незначною кількістю карбонатних включень використовується глинокислота – це суміш соляної і фторводневої кислот (HCl + HF). Реакція соляної кислоти з деякими речовинами є екзотермічними. Наприклад, взаємодія HCl з Mg описується формулою:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 + mH2O + 110.2 ккал
На кожну молекулу магнію виділяється 110,2 ккал тепла. Властивість виділяти тепло при взаємодії речовин використовується для термохімічних методів впливу на пласт.
На ефективність соляно-кислотної обробки впливає багато факторів, серед яких основними є хімікомінералогічний склад породи, властивості рідин, які насичують породу, пластові температури і тиск, об’єм і концентрація кислотного розчину, час реагування кислоти з породою.
Хімікомінералогічний склад породи – головний фактор при виборі методу обробки і якості кислотного розчину. В той же час склад мінералів має різний вміст хімічних елементів. Все це впливає на ефективність обробки.
Соляноспиртопінокислотна обробка пласта.
В останній час для інтенсифікації припливу флюїду використовують соляноспиртокислотну обробку, в процесі якої в пласт закачують соляноспиртокислотний розчин з піноутворювачами.
Для приготування пінокислотних розчинів застосовують соляну кислоту з концентрацією 10-15% і 20-25% в залежності від типу колектора і його карбонатності. Чим вища карбонатність породи, тим більшу концентрацію кислоти необхідно застосовувати.
Спіненню піддають не тільки розчини соляної кислоти, але і суміші її з фторводневою кислотою. Для підвищення стійкості піни використовують стабілізатори. Із 10% розчину HCl найбільш стійку піну отримують при добавках 1% піноутворювача і 1,5% стабілізатора.
Для аерування кислотного розчину можна застосовувати повітря, азот, природний газ.
Для зниження корозійної активності кислоти застосовують або піноутворювачі, які і є інгібіторами, або спеціальні інгібітори.
При використанні невеликих об’ємів піни її закачують в свердловину при відкритому затрубному просторі, а потім продавлюють в пласт рідиною. Очищення від продуктів реакції з пласта є завершальною операцією процесу кислотної обробки. В залежності від пластового тиску продукти реакції можуть бути видалені самовиливом або із застосуванням механічних способів: свабуванням, компресором, глибинним струминним чи іншими насосами. Для кращої очистки каналів від продуктів реакції бажано створити максимально можливі депресії на пласт. Враховуючи при цьому здатність пластів до деформації.
Фізичні методи.
Фізичні методи переважно застосовуються на нафтових свердловинах. Суть методів полягає в розплавленні у ПЗП тяжко плавних структур шляхом прогріву і видалення їх із свердловини. До них відносять закачку нагрітого конденсату, води або обробка парою.
Механічні методи дії.
Механічні методи дії на ПЗП, направлені на порушення цілісності гірських порід за рахунок розширення існуючих або створення нових тріщин. Їх застосування найбільш ефективне в щільних, низькопроникних колекторах.
Основний метод механічної дії – гідравлічний розрив пласта. До них відноситься також гідропіскоструминна перфорація, торпедування, вібро-обробка.
Гідравлічний розрив пласта (ГРП).
ГРП – це метод утворення в пласті нових або збільшення існуючих тріщин. Для того, щоб новоутворені тріщини були хорошими провідниками флюїдів і мали велику проникність, вони заповнюються великим закріпляючим агентом, наприклад кварцевим піском, який подається в тріщину спеціальною рідиною-пісконосієм.
Рідина – пісконосій повинна бути сумісною із пластовими флюїдами, мати здатність утримувати пісок, погано фільтруватися через поверхню тріщини, не горіти, бути доступною і недорогою.Під дією гірничого тиску, заповнені кварцевим піском тріщини повністю не змикаються, завдяки чому збільшується фільтраційна поверхня свердловини. Іноді включаються в роботу зони з кращою проникністю. ГРП застосовують в будь-яких породах за виключенням сланців та глин. Цей метод служить не для відновлення природної проникності порід, а для їх значного збільшення.
Для здійснення ГРП із свердловини піднімають НКТ , шаблонують експлуатаційну колону, спускають НКТ разом з пакером, який встановлюють на 5-10 м вище верхніх отворів перфорації. Після встановлення пакера здійснюють опресовку НКТ і пакера.
Утворення нових тріщин або розкриття існуючих можливе при умові, що створений в пласті тиск при нагнітанні рідини з поверхні, повинен бути більшим від гірського тиску, а для створення нових тріщин – ще й міцності порід. При утворенні тріщин спостерігається різке зменшення тиску на гирлі свердловини.
Розкриття існуючих тріщин відбувається при незмінному тиску, або при його незначному збільшенні. В обох випадках спостерігається зростання коефіцієнта приймальності свердловини, який після ГРП повинен збільшитися не менше, ніж в 3-4 рази, що вважається критерієм закріплення тріщини піском.
Тріщини ГРП в неглибоких свердловинах мають горизонтальну орієнтацію, а в глибоких – вертикальну або похилу, близьку до вертикальної. Розвиток тріщини відбувається в такій площині, де є найменші сили опору або в тих місцях, де присутній найменший гірський тиск.
Тиск розриву пласта є найважливішим параметром ГРП. Досвідом встановлено, що його можна оцінити за величиною гірського тиску (0,8 Рр). Оскільки Рр залежить від напруженого стану порід, який визначається не лише глибиною залягання, тому його оцінка є надійною. Найкраще можна прогнозувати Рр методом, що ґрунтується на поєднанні промислового досвіду ГРП в свердловинах даного регіону, з дослідженням приймальності тієї свердловини, в якій передбачається розрив.
Для нагромадження промислового досвіду в кожній свердловині, де проводиться ГРП, необхідно визначати тиск на вибої.
Гідропіскоструминна перфорація.
Суть гідропіскоструминної перфорації полягає в тому, що на пласт, в якому необхідно одержати канал, через спеціальну насадку перфоратора з великою швидкістю направляється пісчано-рідинний струмінь. Останній, виходячи під високим тиском із вузького отвору (сопла) за рахунок абразивної і гідромонеторної дії на протязі декількох