МИНИСТЕРСТВО НИТЯНОЙ ПРОМЫНЛЕННОСТИ ВСЕСОЮЗНЫЙ НВВТЕГАЗОВЫй НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ( ВНИИ >

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА КИСЛОТ (СОЛЯНОЙ, ПЛАВИКОВОЙ, УКСУСНОЙ* ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН СКВАЖИН

РД 39-1- 438 -80

МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЯШЕЯНОСТИ ВСЯСОПЗНЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ НАУЧНО-ИЗСХШОВАТХДЬСКИй ИНСТИТУТ tBHJW)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель Министра нефтяной промышленности

Э.М. Климов 'У '/    ЫвОг.

МЕТОДИКА

РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА КИСЛОТ (СОЛЯНОЙ, ПЛАВИКОВОЙ, УКСУСНОЙ) ДЛЯ ОЕРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН СКВАХИН

РД 39-1- AJ8-80

1980г

склякатвкя (например, каолином и др.) т.е. объектом воздействия плавиковой кислоты {ЯР ) являются цементирующие силикатные разности - аморфная кремнекислота, глины и аргилиты.

3.2.4.    Образовавшийся в результате приведенных в пункте

3.2.2. реакций фтористый кремний реагируя с водой в свою очередь образует гидрат окиси кремния, который по мере снижения кислотности раствора превращается из золя в студнеобразный гель, прочно запечатывающий поровое пространство.

3.2.5.    Для предупреждения образования в поровом пространстве гел-.я кремниевой кислоты плавиковая кислота при обработке терригеиных коллекторов применяется только в смеси с соляной, при этом раствор соляной кислоты обеспечивает повышенную кислотность среда и предотвращает образование геля из гидрата окиси кремния, так как соляная кислота с соединениями кремния практически не реагирует.

3.2.6.    Дезагрегирование и разрушение терригенного коллектора в зоне обработки г линокислотов предупреждается подбором оптимальных концентрацией ЯР в смеси и удельного расхода смеси.

Удельный объем и состав глинокислоты подбирается опытным путем, при этом по совокупности исследований за оптимальное количество составных частей в глинокислоте считают: содержание HF - от 3 до Ъ% и содержание ЯСС - от в до 10£, а удельный объем для перничных обработок глинокислотой ограничивается 0,3-0,4 м³ на I м толщины (мощности) пласта.

3.2.7.    Качество технической плавиковой кислоты регламентируется техническими условиями ТУ 608-236-77 по следующим основным

показателям:

*    содержание фтористого водорода КМР ),%; не менее - 3Q0;

•    содержание кремнефторнстоводородной кислоты,%; не более -

8,0;

-    содержание серной кислоты,не более - 2,5.

3.3. Уксусная кислота.

3.3.1.    Уксусная кислота применяется как реагент замедленного действия для обработки карбонатных коллекторов, а также в качестве добавки к НСЕ для замедления скорости реакции соляной кислоты и как стабилизатор кислотных растворов, предупреждающий выпадение в поровом пространстве пласта объемистого осадка гидрата окиси железа.

3.3.2.    С карбонатами уксусная кислота взаимодействует по реакциям:

СаСО, >2 CU_S С ООН -Оа (СП, ООО), 'И_гО'00, > JUfCO_s ' 2CH_S СООП -<J2y (сн;СОо)_г ' Н,0 'СО, .

прк этом образуя хороню растворимые в воде соединения.

3.3.3.    Введение 1-52 от общего количества кислотной смеси уксусной кислоты в 4-4,5 раза замедляет скорость нейтрализации основной части хяслотного раствора карбонатной породы пласта.

3.3.4.    Дозировка уксусной кислоты для стабилизации кислотного раотвсра от выпадения железистых осадков определяется содержание»» железа в рабочем кислотном растворе к составляет:

- при 0.01 - 0,1* железа - 1,02 СН₃С00К:

- при 0Л - 0,32 железа — 1,5/5 СН₃С0СН;

-    при 0.3 - 0,52 железа - 2,0-3,02 СН^ОООИ.

3.3.5. Пр« кислотном воздействии используют кислоту уксусную ГОСТ / 6968-^6 /

4. НОРМИРОВАНИЕ РАСХОДА РЕАГЕНТОВ ПРИ КИСЛОТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

4.1.    Расчет норм расхода реагентов при кислотном воздействии производится для каждого конкретного случая отдельно в зависимости от вида кислотного воздействия, рецептурм кислотного состава, принятой технологии и геолого-промысловых условий.

4.2.    Оптимальная рецептура кислотного состава и технология работ по кислотному воздействии определяются на основании совокупных лабораторных и промыслово-экспериментальных исследований, включающих изучение до и после кислотного воздействия:

-    фильтрационных характеристик обработанных и необработанных образцов продуктивного коллектора;

-    прочностных характеристик породы;

-    совместимости кислотного состава с нефтью ж пластовой водой.

4.3.    Виды кислотного воздействия подразделяются на:

-    кислотные ванны;

-    внутржпластовые кислотные обработки;

-    поинтервальные кислотные обработки;

-    кислотный гпдроразрыв пласте?¹

-    кислотно-гидромониторное воздействие.

Кислотные обработки при давлениях образования искусственных или раскрытия естественных трещин в продуктивном пласте.

4.4.    Основными геолого-промысловыми условиями, определяющими норму расхода кислоты, являются динамическая пористость, толщина (эффективная мощность) обрабатываемой зоны и глубина (радиус) обработки пласта по его простиранию, конструкция фильтра скважины, забойная температура.

4.5.    Кислотные ванны проводятся в процессе первичного освоения скважин в период ввода их в эксплуатацию или при эксплуатации для удаления с фильтра скважины загрязняющих кислоторастворимых материалов.

4.6.    Кислотине ванны предпочтительно применяются для очистки необсаженных фильтров скважин, в случаях обработок скважин, фильтр которых перекрыт обсадными трубами, используются кислотные составы пониженной коррозионной активности.

4.7.    Потребность кислотного состава на кислотную ванну равна объему ствола скважины в интервале обработки ж определяется из соотношения:

Vj_c * 4 HS М^гсм -М    (I)

где: Уме - потребны# объем кислотного состава......ы³;

Д см - диаметр скважины или внутренний диаметр обсадной трубы.............м;

Я - толщина интервала обработки.......м.

4.8.    Зцутрипластовые кислотные обработки проводятся для повышения проницаемости всей толщи продуктивных коллекторов и удаления загрязнений из приствольной зоны.

4.9.    Потребный объем кислотного состава для внутряпласто-йой обработки определяется из соотношения:

v/c. -    (fits    -    ?/*)    (2)

где:    Vti.c.    - потребный объем кислотного состава.........м^э;

Н - толщина обрабатываемого интервала..........и;

т - пористость (эффективная) пород.........в долях

единиц;

- радиус (глубина) обработки..........м;

- радиус скважины.........м.

4.10.    Значение параметров М, т и Rof в формуле 2 определяется для каждого конкретного случая, при этом:

-    Н, принимается равно! эффективной толщине продуктивных отложений вскрытых данной скважиной и определяется по данным каротажа;

-    т , принимается равной величине эффективной пористости, значение которой для основных типов коллекторов изменяется в диапазоне 1C-32% для поровых коллекторов; 3-24% - для трещиноват о-поровых и 0,5-1,5% - для трещиноватых коллекторов;

-    f?oS. , определяется по данным геофизических и гидродинамических исследований и соответствует глубине по простирайте блокирующей зоны или задается по опыту работ.

4.11.    Поинтервальные кислотные обработки проводятся для ввода в разработку не охваченных отбором или закачкой участков продуктивной толщи.

4%12. Потребный объем реагентов для поинтервальной обработки определяется по формуле 2, однако значение "Н" принимается в этомрлучае равным толщине обрабатываемого пропластка, который при обработке отсекается от остальной части продуктивной толщи пакерами и механическими или насыпными пробками.

Временное руководства по освоению и повыше шею производительности скважин на нефтяных месторождениях БССР.

ной эмульсии при кислотном гидроразрыве'из (ЙоТНошештй

V#.c. ^а    $    за*.    (3)

Ум.с. “ Тс* ' $ ja*

где;

о

Vас. - потребный объем кислотного состава...........м    ;

Та* - время нейтрализации раствора..............мин;

Л    3    /

Ч за* - темп закачки реагента..................м    /мин;

Уме - потребный объем кислотной эмульсии..........м³;

Тс*. - время стабильности эмульсии..............мин.

4.Т5. Кислотно-гидромониторное воздействие применяется для очистки поверхности фильтра от цементной и глинистой корок и инициирования поинтервального воздействия или кислотного гидроразрыве ,

4.16. Потребность в объеме кислотного состава при кнглогно-гидромонзгторр.оы воздействии определяется из соотношения:

Уме * Г п    (J)

где:

Vac - тстрббк;й объем кислотного состава..........v³;

Т - время хпадетгю-гжяромоынторного воздействия.......мик;

- расход nepes наседку,«³/мнн;

П - число одновременно работающих насадок.

4.17.    Основой для расчета потребности товарных кислот являются табл.1,2,3, в которых приведены основные физико-химические свойства соляной (тасл.1), плавиковой (табл.2), и уксусной (табд.З) кислот.

4.18.    Потребный объем товарной кислоты в литрах на приготовление I м^а кислотного состава заданной концентрации определяется по формуле:

Vr    (6)

где:    Vr - объем товарной кислоты, л/м⁹;

йз - заданная концентрация кислоты в составе

-    плотность раствора кислоты заданной концентрации, г/см³;

А - концентрация товарной кислоты, кг/л.

4.19.    Потребный объем товарной хислоты на I обработку определяется век произведение потребного объеме товарной кислоты

на I ы³ состава и оптимального объема состава на I обработку, т.е.

\^Гго,_я * К ^    (7)

где:1г^.- потребный объем товарной кислоты за I обработку, л;

- потребный объем товаркой кислоты на I м³ составе, л/м³;

jV - оптимальный объем составе яа I обработку, м³.

Параметры    ,    -7    определены    "Зременной    инструкцией    по    *тщх>-

пес ко струйному методу пер4орации и вскрытию пласта", Мссквг ,В/Фй

1967г.

Габлша I.

Плотность растворов соляной кислоты разлмчннх концентраций при 20°С.

Тайлхп» 2

Плотность фториотглодороднв! молоты различных коипентрвцжД

И работе приведены расчетные зависимости и порядок проведения расчетов при нормировании расхода кислот для обработки призабойной зоны скважин* Расчеты иллюстрируются примерами* Кроми того в работе даются краткие сведения по назначению кио-лотного воздействия, свойствам и требованиям к кислотам и реагентам на их основе.

Методика разработала во Всесоюзном нефтегазовом научно-исследовательском институте.

ГугакдяиД-донпвд

ЫЕТОДИКА РАСЧЕТА НОРМ РАСХОДА КИСЛОТ (СОЛЯНОЙ. МАВИТОВОЯ, УКСУСНОЙ) ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРИЗАБОЙНЫХ ЗОН СКВАЛИР

РЛ 39-1-*38- 80.

Вводятся впервые

Приказом Министерства нефтявоЛ прощленяостя

* *80 от 26.00.80 г.

Срок ввеленяя установлей с IS-II-60 г.

I. НАЗНАЧЕНИЕ ЮЕЛОТН0ГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

1.1.    Обработка прнзабоЛноЛ зоны в нефтедобываюиит я водо-нагнетательнжх скввжжнах в перяод жх освоения нля ввода в эксплуатации.

1.2.    Обработка призабоЛноЛ зоны в нефтедобнвапяих я водо-нв гнетя тельных скважинах для повышения (интенсификации) их про-яз воджтельнос тя.

1.3.    Очистка фильтра я призабоЛноЛ зоны скважин от образований, обусловленных проиесгамя добычи нефтя я закачкя воды.

1.4.    Очистке фяльтра в прязабоЛноЛ зоне сквалян от образование, вызванных процессами ремонта скважжя.

1.5.    Удаление образований на обсадных колоннах я в подземном оборудования, обусловленных процессами зксплуатации скважин.

1.6. Инициирование других методов воздействия кв призабойную зону пласта.

2. РЕАГЕНТЫ. ПРШЕНЯЙЫЕ ЩИ ЮСЛОТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1.    Базов»*реагентами, используемыми при кислотном воздействии являются соляная (хлористоводородная - ЛСЕ ), плавиковая (фтористоводородная - MF) кислоты.

2.2.    При освоении скважин и интенсификации притоков и за

качки находят применение также я другие органические и неорганические кислоты - уксусная (СН3СООН), сульфаминовая    ,

серная ^M₂tSO^) кислоты, а также смеси органических и неорганических кислот - глино кисло та ( ЯСЕ + ЯР ), оксида т. Однако из-за ограниченного производства сульфаминовой, уксусной, лимонной кислот, а также из-за недоработок по регламентам, областям и условиям применения некоторых композиций практически применение на промыслах Советского Союза нашли соляная и глино-кислоты и модифицированные составы на их основе.

2.3.    Для защиты металла наземного и подземного оборудования, фильтра скважины, обсадных и насосно-компрессорных труб от кислотной коррозии используют ингибиторы кислотной коррозии. В частности, для соляной кислоты в качестве ингибиторов используют редгенты формалин, катапин, уротропин, уникод, ПБ-5, ингибитор И-1-А и др.

2.4.    Для повышения охвата воздействием по толщине и простиранию продуктивных пластов применяют замедлители скорости реакции кислот с породой, загустители, загущенные реагенты, временно блокирующие материалы и гидрофобные эмульсии или кислотные

пены.

2.5.    Для повышения фильтрующей способности кислотного раствора, составов на кислотной основе и федупреждения блокировки призабойной зоны продуктами реакции используют присадки, снижающие поверхностное натяжение на границе фаз (кислота-порода -нефть) ₆ в качестве которых используют поверхностно-активные вещества (ПАВ).

2.6.    Выпадение из отрвотированных растворов гелеобразных соединен..й железа и перекрытие ими проточных каналов предупреждается стабилизаторами кислотных растворов, например, уксусной или лимонной кислотами.

2.7.    Образование гипсов при взаимодействии соляной кислоты с сульфатосодержашми карбонатными разностями предотвращается присадкой хлористого натрия, хлористого кальция или затворени-ем кислотного состава на пластовой воде хлоркаль паевого типа.

2.8. Дисперсионной средой для приготовления микроэмульсий являются сирые нефти или дизтопливо. Стабильность и термостабнлъ-ность гидрофобных эмульсий повышается эмульгаторами, например, присадкой битума или вмжносоединений, а снижается - деэмульгаторами _t например, поверхностно-активными веществами нежногенного тточ ОПс

3. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ТРЕБОВАНИЯ К КИСЛОТАМ И РЕАГЕНТАМ НА ИХ ОСНОВЕ

3.1.    Соляная (хлористоводородная) кислота.

3.1.1.    Соляная кислота используется для повышения проницаемости карбонатных разностей нефтегазовых коллекторов.

3.1.2.    Основными химическими реакциями при солянокнслотной обработке карбонатных коллекторов являются:

С а С0₅ +2МСЕ * CciCti +MgO +СО_г (для известняков) CaJHylCO^MCt ^хСаС8_е +<Му С1₂ +2MiO*2C0^wl доломитов)

3.1.3.    В соляной кислоте, используемой при вс действии на призабойную зону скважин должны отсутствовать или содержаться в допустимых количествах примеси соединений железа, серной, фтористоводородной и фосфорной кислот, наличие которых при взаимодействии кислоты с породой приводит к образованию осадков в норовом пространстве коллектора.

3.1.4.    Соединения железа, которые могут находиться в рабочем растворе по технологическим причинам производства кислоты или в результате коррозии емкостей для транспорта и хранения, подземного и наземного оборудования, в виде FeCE₃ » после нейтрализации соляной кислоты в проточных каналах породы дс величины остаточной кислотности с PH с 3,5, преобразовываются в объемный осадок гидрата окиси железа (OMJ₃ зли основных эго солей.

Поэтому содержание железа в кислоте ограничено ГОСТом 857-78 до 0.0Т5* а по ТУ 8-01-714-77 - 0.03*.

3.1.5.    Соляная кислота техническая синтетическая ГОСТ. 857-78, содержит до 0.03Я сульфатов в пересчете на S0₄ .

Большее содержание сульфатов приводит к образование недопустимого количества гипса или безводного сульфата кальция, которые образуется при взаимодействии сульфатов с карбонатами кальция.

3.1.6.    В соляной кислоте изготовленной из абгазов (ТУ-6--01-714-77) содержится фтористый водород (марка Б, сорт 2),который при реагировании с карбонатами образует в соровом пространстве слаборастворимый осадок фтористого кальция ( Са Pg'* Поэтому для обработки карбонатных коллекторов используется абгазовая кислота Марки А и Марки Б 1-го сорта, а кислота абгазовая Марки Б 2-го сорта пригодна лишь для глинокислотных обработок.

3.1.7.    По содержание хлора (концентрации) кислота соляная ингибированная должна удовлетворять требованиям:

-    по ГОСТ 857-78    -    не    менее    35$    марка    А    и не менее 31,5$

марка Б первый сорт;

-    по ТУ 6-01-714-77 - не менее 22$ марка А; и не менее 20$

марка Б.

3.1.8.    Соляная кислота ингибируется ингибиторами ПБ-5; В-1; В-2, катапином и другими ингибиторами по согласованию с потребителем.

3.1.9.    Каждая поставляемая партия соляной кислоты сопровож

дается документом, удостоверяющим ее качество и соответствие

требованиям ГОСТа или ТУ.

Документ содержит:

-    наименование или товарный знак заводе-изготовителя;

-    название и марку продукта;

-    номер партии;

-    дату выпуска;

-    вес нетто; количество мест;

-    результаты проведенных испытаний, подтверждающие соответствие качества требованиям ГОСТа или ТУ;

-    номер технических условий или ГОСТа.

3.1.10. Приемка кислоты хнмбазой нефтяных предприятий должна проводиться в соответствии с правилами, которые вг то чают отбор и анализ проб.

3.1. II. Пробоотборником производится отбор проб из каждой железнодорожкой цистерны или контейнера со дна, и? середины и сверху, а при поставках кислоты в бутылях отбор проб производится из Ъ% бутылей партии, но не менее чем из 3 бутылей при малых партиях.

3.1.12.    В качестве пробоотборника для отбора проб из контейнеров или бутылей используют стеклянную, винипластовую или фторопластовую трубку с грушей из резины. Из железнодорожных цистерн пробу отбирают при помощи пробоотборника с узким горлом, медленно погружая его до дна цистерны.

3.1.13.    Отобранные пробы соединяют вместе, тщательно перемети на ют’, а •среднюю’* пробу в количестве 500 мл помещают в чистую сухую стеклянную банку с притертой пробкой.

На банку наклеивают этикетку с указанием завода-изготовителя, названия продукта, литера партии, даты и места отбора пробы.

рд-39-:-Ш-ео стр.9

Бекку передают в лабораторию для проведения анализа.

3.I.I4. Анализ проб в лаборатории проводится по всем регламентируемом ГОСТом или Техническими условиями показателям по методикам контроля содержания компонента в кислоте.

3.IJ5 . При получении неудовлетворительных результатов анализа хотя бы по одному из показателей, проводят повторные испытания пробы, взятой из удвоенного количества мест той хе партии.

Результаты повторных испытаний являются окончательными и основаниг-1 для рекламации.

3.1.16. Срок хранения ингибированной соляной кислоты в железной таре с момента ее изготовления не более одного месяца. После чего требуется дополнительное введение ингибитора.

3.2..    Плавиковая кислота.

3.2.1.    Плавиковая кислота применяется для растворения частиц силикатного материала цементирующего и скелетного вещества терригекных продуктивных коллекторов, поглощенных в процессе бурения или ремонтов глинистого или цементного растворов, а также материалов загрязняющих поверхность забоя в виде глинистой иди цементной корки.

3.2.2.    Взаимодействие плавиковой кислоты с силикатными материалами, кварцем и каолином происходит по реакциях::

SiO_£ * 4HF * 2Х_го    ;

M'MeSifi'jWF    +2<SiF,    *9    Mg    О    -

3.2.3.    Реакция с кварцем протекает медленно, а наиболее существенную роль при воздействии Фтсрис*! эгодсродяой кгслоты на терригенные коллекторы оказывоет ее взаимодействие с алдгт/о-