Разработка и исследование свойств кислотогенерирующих составов для интенсификации процессов нефтеизвлечения из карбонатных коллекторов с высокой температурой и низкой проницаемостью

• Автор: Мухин, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Оглавление
Введение
Г лава 1. Интенсификация добычи нефти в карбонатных коллекторах (литературный обзор)

1.1. Кислотная обработка как способ интенсификации работы скважин

1.2. Состав и строение карбонатных коллекторов

1.3. Кислотно-карбонатное взаимодействие и особенности применения кислот

1.3.1. Соляная кислота

1.3.2. Серная кислота

1.3.3. Азотная кислота

1.3.4. Ортофосфорная кислота

1.3.5. Карбоновые кислоты
1.3.6. Сульфаминовая кислота
1.4. Кислотогенерирующие составы
1.4.1. Реакции этсрификации и гидролиза карбоновых кислот и их
эфиров
1.4.2. Практические аспекты применения эфиров карбоновых кислот в качестве основы КГС
1.4.3. Хлорсодержащие реагенты
1.5. Повышение эффективности кислотных обработок путем введения модифицирующих добавок к кислотным составам
1.5.1. Поверхностно-активные вещества
1.5.2. Органические растворители
1.5.3. Ингибиторы реакции гидролиза солей металлов
1.6. Выводы по литературному обзору

Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Получение основы КГС реакцией этерификации и приготовление рабочего раствора
2.2. Определение компонентного состава смеси методом газожидкостной хроматографии
2.3. Определение растворяющей способности и скорости взаимодействия с карбонатной породой
2.4. Определение межфазного натяжения на границе с углеводородной фазой
2.5. Определение стабилизирующей способности по отношению к ионам трехвалентпого железа
2.6. Определение термической стабильности
2.7. Определение коррозионной активности
2.8. Определение совместимости с нефтью
2.9. Оценка нефтеотмывагощей способности при воздействии на нефтенасыщенные и водонасыщенные керны
2.10. Фильтрация рабочего раствора через пористую среду при термобарических условиях пласта
2.11. Выводы по Главе
Глава 3. Синтез и исследование свойств кислотогенерирующих составов
3.1. Выбор и характеристика исходных компонентов для создания КГС
3.2. Этерификация уксусной кислоты низкомолекулярными спиртами в присутствии алкилбензолсульфокислоты
3.3. Растворяющая способность по отношению к карбонатной породе
3.4. Коррозионная активность
3.5. Межфазное натяжение на границе с углеводородной фазой
и термическая стабильность кислотных составов с добавкой ПАВ
3.6. Осадкообразование в присутствии стабилизаторов
трехвалентного железа
3.7. Выводы по Главе

Глава 4. Кислотогенерирующие составы и технологии воздействия на продуктивный пласт с их применением
4.1. Интенсифицирующие составы для применения в высокотемпературных карбонатных коллекторах с низкой проницаемостью и терригенных коллекторах с высокой карбонатностыо
4.2. Совместимость кислотных составов с нефтью
4.3. Взаимодействие с нефтенасыщенными и водонасыщенными кернами
4.4. Фильтрация рабочего раствора КГС через пористую среду при термобарических условиях пласта
4.5. Технология воздействия на продуктивный пласт при помощи созданных интенсифицирующих составов
4.6. Результаты ОПЗ с применением разработанных составов
4.7. Выводы по Главе
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературных источников
ПРИЛОЖЕНИЕ

проницаемости по воде, а фазовая проницаемость по нефти практически не изменяется. Поэтому повышение эффективности кислотной обработки с применением КГС возможно за счет увеличения фазовой проницаемости по нефти и глубины обрабатываемой зоны низкопроницаемых коллекторов, для чего в субстрат предложено добавлять алифатические спирты, в качестве которых предлагаются метанол, этанол и изопропанол. Спирты удаляют воду, удерживаемую капиллярными силами, из пористой среды, и снижают водонасыщенность в низкопроницаемой части пласта, которая блокирует приток нефти. Соотношение головной фракции метил-, этил-, и/или бутилацетатного производства (субстрат) и алифатических спиртов составляет при этом 5,5-6:1, а в качестве катализатора применяют 16-24% раствор соляной кислоты в соотношении 1:10-15 с субстратом. При нагнетании в пласт добывающей скважины такой состав очищает обрабатываемые поры и каналы от пленочной нефти и АСПО, а также оказывает гидрофобизирующие действие на породу. В зависимости от условий обработки, время выдержки на реакцию составляет от 2 до 24 часов [41].
Интенсификация работы добывающих скважин с применением КГС на основе эфиров карбоновых кислот может приводить к многократному увеличению дебита нефти. Так, при обработке скважины месторождения ЫЬуа 4 Демократической Республики Конго дебит по нефти увеличился с 66 до 759 баррелей в день, причем эффект от обработки сохранялся более полугода. После закачки КГС, выдержка скважины на реакцию составила 48 часов [34].
Одним из препятствий для практического применения эфиров является их высокая летучесть до растворения в воде или водных растворах кислот, что указывает на предпочтительность работы с ними в зимнее время года [7].
Многотоннажным источником метилацетата являются отходы производства поливинилового спирта, включающие по 88,0 - 93,7 % масс, метилацетата, 1
2,5 % масс, альдегидов, 0,5 - 3,5 % масс, метанола, 0,1 - 0,3 % масс, уксусной кислоты и 4,5 — 5,7 % масс. воды. Данная метилацетатная фракция в смеси с водным раствором плавиковой кислоты была успешно испытана на терригенпых