Сборник - Нефтегазовые технологии

Подождите немного. Документ загружается.

195

Фрезерно-струйная мельница состоит из следующих основных узлов: лопаст-

ного ротора, приемного бункера, предохранительной шарнирной плиты, дисперги-

рующей рифленой плиты, ловушки и лотка для отвода готовой глинистой промы-

вочной жидкости.

Принцип работы ФСМ заключается в следующем. Глина и вода, подаваемые в

приемный бункер мельницы, захватываются лопастями ротора. При перемещении

вдоль диспергирующей плиты происходит первичное измельчение глины. Дополни-

тельное, более тонкое измельчение ее осуществляется при ударе струй, выбрасывае-

мых лопастями ротора, о выходную решетку, а также при последующем перемеще-

нии суспензии вдоль решетки и прохождении глинистой промывочной жидкости

через ее отверстия. Частицы, не успевшие измельчиться в мельнице, вследствие

циркуляции промывочной жидкости вновь попадают под лопасти ротора.

Непрерывная работа ФСМ может быть обеспечена только при наличии меха-

низированной загрузки исходных материалов.

К преимуществам ФСМ относятся: высокая производительность как по комо-

вым глинам, так и по глинопорошку; простота конструкции и небольшие габариты;

высокая экономичность. Недостатком является низкое качество раствора, так как он

содержит много нераспустившихся частиц глины.

При разведочном бурении нефтяных и газовых скважин в условиях автоном-

ного расположения буровых подчиненное значение имеет гидравлический способ

приготовления глинистых промывочных жидкостей, при котором для разрушения

части твердой фазы используется только кинетическая энергия струи. Устройства

для гидравлического способа приготовления глинистых промывочных жидкостей

получили название гидравлических смесителей или гидромешалок. Различают гид-

ромониторные и эжекторные гидросмесители.

Разновидности гидромониторных глиномешалок (ГСТ, ГВФТ, Папировского,

Резниченко и др.) используются при бурении глубоких скважин. Производитель-

ность таких гидромешалок – 40-120 м

/ч, давление жидкости перед насадками гид-

ромониторов – 4-10 МПа. В процессе приготовления суспензия несколько раз цир-

кулирует по замкнутому циклу буровой насос-смеситель-запасной резервуар-

буровой насос до полного диспергирования твердой фазы, так как за один цикл

нельзя получить высококачественную глинистую промывочную жидкость.

Производительность гидромониторного смесителя ГСТ – 40 м

/ч, объем резер-

вуара – 14 м

, рабочее давление при работе одного насоса – 4-5 МПа, двух насосов –

7,5-9,5 МПа, масса – 8390 кг.

Мешалки гидравлические эжекторного типа (гидроворонки) используются

для приготовления промывочной жидкости из глинопорошка. Это устройство не-

прерывного действия. В настоящее время наибольшее распространение имеет

гидравлическая мешалка МГ.

Имея относительно небольшие массу и габариты, гидроворонки отличаются

высокой производительностью. Так, производительность гидравлической мешалки

эжекторного типа МГ составляет по готовой промывочной жидкости 80 м

/ч при

объеме воронки 0,175 м

и объеме бака 1 м

. Масса гидроворонки – 1120 кг.

Качество глинистой промывочной жидкости, приготовленной в гидроворон-

ках, довольно низкое. Несмотря на тонкий помол, частицы глинопорошка в процессе

перемешивания с водой должны пройти дальнейшее диспергирование. Однако оно

протекает недостаточно интенсивно. За счет броуновского движения происходит

частичное диспергирование глины, но качество промывочной жидкости остается

хуже, чем при приготовлении в лопастных глиномешалках.

196

Качество промывочной жидкости может быть существенно улучшено за счет

ее многократного пропуска через гидроворонку без добавления твердой фазы.

Кроме описанных выше, имеются глиномешалки иных принципов действия:

вихревого типа (перемешивание осуществляется по принципу действия стиральной

машины); комбинированного типа (совмещены процесс предварительной пластиче-

ской деформации, измельчения глины и перемешивание ее с жидкостью) и др.

Наиболее простая технологическая схема приготовления буровых растворов

представлена на рис. 6.

Рис. 6. Простейшая схема приготовления бурового раствора

В емкость 1 заливают расчетное количество дисперсионной среды и с помощью

насоса 2 по нагнетательной линии с задвижкой 3 подают ее через гидроэжекторный

смеситель 4 по замкнутому циклу. Мешок с порошкообразным материалом подают к

воронке, откуда он с помощью гидровакуума подается в камеру гидроэжекторного сме-

сителя, где происходит смешивание. Суспензия сливается в емкость, где перемешивает-

ся перемешивателем. Круговая циркуляция прекращается тогда, когда смешано расчет-

ное количество компонентов и раствор имеет требуемые параметры.

Утяжеление наполнителями и обработка порошкообразными химическими

реагентами бурового раствора осуществляется по той же схеме после приготовления

порции исходной коллоидной системы.

Недостаток данной технологии: слабая механизация работ, неравномерная по-

дача компонентов, слабый контроль за процессом. Максимальная скорость приго-

товления раствора по этой технологии – 40 м

/ч.

В настоящее время широко используется технология приготовления бурового

раствора с использованием блока приготовления бурового раствора (БПР), выносно-

го гидроэжекторного смесителя, гидравлического диспергатора, емкости ЦС, меха-

нических и гидравлических перемешивателей, поршневого насоса.

Наиболее широко применяется БПР Хадыженского машзавода (рис. 7). Блок

включает два бункера с разгрузочными пневматическими устройствами, резинотка-

невыми гофрированными рукавами и воздушными фильтрами. В комплект БПР вхо-

дит выносной гидроэжекторный смеситель, который монтируется непосредственно

на емкости ЦС и соединяется с бункером при помощи гофрированного рукава. Бун-

керы предназначены для приема, хранения и подачи порошкообразных материалов в

камеру гидроэжекторного смесителя.

197

Порошкообразный материал загружается в силосы 1 пневмотранспортом при

помощи компрессора (рис. 8). При этом материал отделяется от воздуха, и воздух

выходит в атмосферу через фильтр 2. При необходимости подачи порошка в гидро-

эжекторный смеситель сначала аэрируют материал в силосе, чтобы исключить его

зависание на стенках при опорожнении силоса, затем открывают заслонку для обес-

печения подачи материала в подводящий гофрированный шланг. Жидкость, прока-

чиваемая насосом через штуцер гидросмесителя, создает в камере смесителя разря-

жение, а так как в силосе поддерживается атмосферное давление, то на концах гоф-

рированного шланга создается перепад давления, под действием которого порошок

перемещается в камеру гидросмесителя, где смешивается с жидкостью.

Рис. 7. Схема БПР Хадыженского машзавода:

1 – бункер; 2 – воздушный фильтр, 3 – резинотканевые гофрированные рукава;

4 – гидроэжекторный смеситель; 5 – рама; 6 – стойки; 7 – разгрузочное пневматическое устройство

Рис. 8. Схема работы блока БПР:

1 – силос; 2 – фильтр; 3 – загрузочная труба; 4 – разгрузочное устройство;

5 – система аэрирования; 6 – аэродорожка; 7 – подводящий шланг; 8 – гидросмеситель

Воронка гидросмесителя служит для подачи материала в зону смешивания

вручную.

198

Блок БПР-70 оборудован гидравлическим измерителем массы порошкообраз-

ного материала ГИВ-М. На неподвижной части силоса смонтировано разгрузочное

устройство, включающее тарельчатый питатель, пневматический эжектор и гидрав-

лический смеситель, который может устанавливаться как на площадке блока, так и

на емкости ЦС буровой установки. В последнем случае применяется шиберный за-

твор с аэратором в верхней его части. Подача порошкообразного материала регули-

руется изменением положения специального ножа, входящего в комплект питателя.

Приготовление глинистых промывочных жидкостей в рассмотренных выше уст-

ройствах не обеспечивает полного диспергирования твердой фазы. Увеличение времени

перемешивания оказывается неэффективным, так как при этом резко падает производи-

тельность глиномешалок. Поэтому при необходимости глинистые промывочные жидко-

сти подвергают дополнительной обработке, пропуская их через специальные устройства

— диспергаторы (иногда их называют также активаторами, дезинтеграторами). Ме-

тоды диспергирования делятся на гидродинамические и механико-гидравлические.

Гидродинамическое воздействие обусловлено комплексом эффектов, из которых

в качестве основных можно отметить энергию пульсирующих давлений в жидкости,

взаимодействие ударных волн, гидравлическое перетирание слоев промывочной жидко-

сти с твердой фазой, соударение частичек твердой фазы. Основной фактор измельчения

частиц при гидродинамическом воздействии — кавитационный эффект, возникающий в

поле переменного давления потока жидкости. Гидродинамическое воздействие реализу-

ется гидравлическим, гидроакустическим и электрогидравлическим методами.

Механико-гидравлические методы воздействия осуществляются за счет энер-

гии движущихся элементов механических устройств. Такие элементы могут быть

либо свободно движущимися телами, либо жесткозакрепленными.

В настоящее время разработаны и применяются диспергаторы частиц твердой

фазы глинистых промывочных жидкостей различных конструкций. Примером гид-

равлического диспергатора является устройство, принцип действия которого осно-

ван на соударении двух струй жидкости, направленных навстречу друг другу –

струйный диспергатор.

Гидродинамический шаровой диспергатор представляет собой патрубок, за-

полненный стальными шарами, которые фиксируются с обеих сторон решетками.

Диспергирование происходит за счет создания сдвиговых напряжений в результате

соударения частиц твердой фазы с шарами, а также вследствие кавитации.

Вихревой диспергатор ИГВ представляет собой ультразвуковой излучатель.

Устройство состоит из корпуса, в который с помощью фасонного стакана вмонтиро-

вана улитка с многоходовой винтовой канавкой и осевым соплом. Промывочная

жидкость под давлением поступает одновременно через осевое сопло и по канавкам

улитки, попадая в вихревую камеру. Закручиваясь в ней, струи жидкости образуют

вихревой слой, в котором генерируется мощное акустическое поле, усиливаемое

диафрагмой. При встрече осевого потока и вихревого слоя за счет кинетической

энергии встречных затопленных струй создается кавитационный эффект.

Механизм электрогидравлического диспергирования основан на разрушаю-

щем действии первичных и вторичных ударных волн, взаимодействии высокоскоро-

стных потоков (несущих частицы), кавитации.

Процесс высоковольтного разряда в промывочной жидкости сопровождается

формированием канала сквозной проводимости с образованием парогазовой полости

высокого давления и ударной волны. Внутренняя энергия полости и кинетическая

энергия жидкости обусловливают радиальные колебания пузырька с нарушением

сплошности жидкости и развитием кавитационных явлений.

199

Устройства, реализующие механико-гидравлические методы воздействия,

представляют собой в основном аппараты с жесткозакрепленными мелющими эле-

ментами. К ним относятся диспергаторы, в которых разрушающие усилия развива-

ются в результате турбулентности движения потоков, ударных и истирающих дейст-

вий. Наиболее компактные устройства из группы диспергаторов с жесткозакреплен-

ными рабочими органами – дисковые машины, измельчитель которых имеет значи-

тельно меньшие габариты, чем электродвигатель.

Для каждого диспергатора существует определенная длительность процесса,

увеличение которой уже не приводит к дальнейшему диспергированию твердых час-

тиц. Наоборот, увеличение времени воздействия на глинистые промывочные жидко-

сти, особенно при ультразвуковой обработке, вызывает обратный процесс, т.е. агре-

гирование частиц дисперсной фазы. Оптимальное время обработки зависит от типа

глины и колеблется от 8,5 мин (для монтмориллонита) до 4,5 мин (для каолина).

Диспергаторы можно устанавливать в нагнетательной линии циркуляционной

системы скважин; на буровой установке в качестве самостоятельного аппарата с ин-

дивидуальным приводом или приводом от бурового насоса. Они могут входить в

качестве узла в состав комбинированных установок для приготовления глинистых

промывочных жидкостей, в том числе совместно с гидромониторным смесителем.

Для приготовления аэрированных промывочных жидкостей в буровой практи-

ке применяются три способа аэрации: механический (компрессорный); бескомпрес-

сорный с использованием ПАВ и устройств эжекторного типа; комбинированный.

Компрессорный способ аэрации характерен тем, что в нагнетательную линию

вводят сжатый воздух от компрессора через специальные устройства (тройники,

смесители, аэраторы), снабженные, как правило, обратным клапаном (шаровым,

пластинчатым). Эти устройства, с одной стороны, способствуют барботированию

воздуха в промывочную жидкость, а с другой – предотвращают попадание промы-

вочной жидкости в ресивер компрессора при резком повышении гидравлических

сопротивлений в колонне бурильных труб.

В практике бурения для получения аэрированных растворов используются пе-

редвижные компрессоры, развивающие, как правило, давление до 18-30 МПа (КПУ-

180 и др.). Однако применение компрессорного способа аэрации ограничивается

глубиной скважин, на которой потери напора при циркуляции промывочной жидко-

сти не превышают давления, развиваемого компрессором.

Основные недостатки компрессорного способа аэрации: необходимость в соз-

дании компрессорного хозяйства; высокая стоимость приготовления 1 м

промывоч-

ной жидкости; повышенная коррозия бурильных труб и оборудования.

Бескомпрессорный способ аэрации характеризуется тем, что при бескомпрес-

сорном приготовлении аэрированные глинистые промывочные жидкости получают

или непосредственно в нагнетательной линии в процессе бурения или промывки

скважины, или путем предварительной аэрации. Предварительная аэрация глини-

стой промывочной жидкости осуществляется посредством перемешивающих уст-

ройств горизонтального типа или с помощью бурового насоса. В первом случае ем-

кость заполняют глинистой промывочной жидкостью с таким расчетом, чтобы лопа-

сти мешалки выступали над ней не менее чем на 0,20-0,25 м, затем добавляют пено-

образователь (при необходимости и структурообразователь), и смесь в течение 10-

15 мин перемешивается. Глинистая промывочная жидкость аэрируется за счет захва-

та воздуха лопастями глиномешалки.

Аэрированную промывочную жидкость с помощью бурового насоса приготов-

ляют следующим образом. В отстойник, заполненный на 3/4 глинистой промывоч-

ной жидкостью, заливают пено– и структурообразователь и вручную перемешивают.

200

Затем включают буровой насос, и через отводной шланг промывочная жидкость

сбрасывается в этот же отстойник.

При предварительном приготовлении аэрированных жидкостей время пере-

мешивания и их стабильная плотность зависят от вида и количества пенообразовате-

ля. Предварительная аэрация проста в исполнении, не требует специальных техниче-

ских средств, однако при этом не совсем надежно регулируется плотность глинистой

промывочной жидкости (воздухосодержание). Бескомпрессорная аэрация глинистой

промывочной жидкости непосредственно в нагнетательной линии осуществляется с

помощью специального смесителя эжекторного типа.

При бескомпрессорном способе невозможно получить высокую степень аэрации.

При предварительной аэрации это обусловлено конструктивными особенностями буро-

вых насосов, при использовании смесителей – ограниченными техническими возможно-

стями их принципиальной схемы. При компрессорном способе аэрации промывочной

жидкости с высокими структурно-механическими свойствами ухудшение работы насо-

сов также может быть фактором, ограничивающим степень аэрации.

Ухудшение работы насосов обусловлено наличием в них пространства, при-

мыкающего к рабочему объему цилиндров. В цикле нагнетания происходит сначала

сжатие воздушной фазы и лишь затем промывочной жидкости; в цикле всасывания

сначала расширяется воздушная фаза в объеме, примыкающем к цилиндру, и лишь

при падении давления ниже атмосферного начинается процесс всасывания. При оп-

ределенном содержании воздуха подача насоса может вообще прекратиться.

Из всех рассмотренных выше способов наиболее эффективным является ком-

прессорный способ аэрации при использовании воды и других ньютоновских про-

мывочных жидкостей.

Комбинированный способ приготовления аэрированных глинистых промы-

вочных жидкостей является разновидностью компрессорного способа. При этом ис-

пользуются смесители эжекторного типа. Сжатый воздух от компрессора подается в

камеру смешения, что позволяет повысить степень аэрации и использовать компрес-

соры при больших глубинах скважин. Известен также способ аэрации буровой про-

мывочной жидкости путем последовательного соединения буровых насосов с про-

межуточным вводом воздуха от компрессора с невысоким рабочим давлением.

Приготовление полимерных и эмульсионных промывочных жидкостей требу-

ет дополнительных усилий.

Некоторые полимеры трудно растворяются в воде, поэтому приготовление про-

мывочной жидкости сводится к постепенному уменьшению их концентрации. Так, при

использовании ПАА сначала исходный 8%-ный реагент разбавляют до 1%-ной концен-

трации, а затем вновь добавляют до заданной концентрации. Такая же последователь-

ность используется при приготовлении промывочных жидкостей из порошкообразных

полимерных материалов (KEM-PAS, POLY-KEM D, Полицелл ПАЦ-Н и др.). Для меха-

низации процесса приготовления применяют различного рода устройства, объединяю-

щие в себе перемешивающие и нагревательные конструктивные элементы.

На буровых установках полимерная промывочная жидкость может быть при-

готовлена в процессе циркуляции промывочной жидкости. Для этого в горячей воде

растворяют расчетное количество полимера и тонкой струйкой выливают получен-

ный раствор полимера в желобную систему на выходе промывочной жидкости из

скважины или через специальное дозировочное устройство (капельницу). Концен-

трированный водный раствор полимера вводится непосредственно во всасывающее

устройство бурового насоса. Полностью полимер перемешивается в процессе мно-

гократной циркуляции в системе манифольд-буровой инструмент-долото-скважина-

желобная система-буровой насос-манифольд.

Эмульсионная промывочная жидкость может быть приготовлена посредством

омыления концентратов эмульсий (эмульсолов) каустической NaOH или кальцини-

201

рованной Na

содой, синтетическими моющими средствами (разновидности

ПАВ) или механическим способом при помощи ультразвуковой установки. Принцип

работы используемого в установке ультразвукового генератора заключается в сле-

дующем. Смесь исходной промывочной жидкости с эмульгируемым составом нагне-

тается насосом под давлением 0,6-0,8 МПа и поступает в зазор между насадкой и

отражателем. Выходя из зазора веерообразной струей, жидкость ударяется о пласти-

ны, закрепленные в дисках, и претерпевает мощные сдвиговые напряжения. Упругие

колебания, образующиеся в результате завихрений жидкости, усиливаются резо-

нансными колебаниями пластин и передаются в окружающую среду.

Изменяя величину зазора между насадкой и отражателем, можно получить

разную толщину выходящей струи гомогенизированной смеси – эмульсии – и на-

строить излучатель на оптимальный режим работы.

УДК 622.276

ПРИМЕНЕНИЕ ЭМУЛЬСИОННЫХ СОСТАВОВ

ПРИ ГЛУШЕНИИ И СТИМУЛЯЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

ПЕРЕД ПОДЗЕМНЫМ РЕМОНТОМ

Д.В. Мардашов, М.К. Рогачев, А.Р. Мавлиев

Проведены лабораторные исследования по обоснованию оптимальной рецептуры при-

готовления новых технологических жидкостей для глушения и стимуляции нефтяных

скважин. Приведены результаты исследования влияния разработанных составов на

фильтрационные характеристики пород-коллекторов. Показан анализ области эф-

фективного применения разработанных составов.

Согласно опыту разработки нефтяных месторождений, ухудшение коллектор-

ских свойств призабойной зоны пласта (ПЗП) происходит вследствие отрицательно-

го влияния технологических жидкостей, используемых в процессах вскрытия про-

дуктивного пласта, подземного ремонта и эксплуатации нефтяных скважин. Приме-

нение традиционно используемых составов технологических жидкостей на водной

основе приводит к значительному снижению проницаемости продуктивного пласта

по углеводородной фазе и, как следствие, снижению темпов добычи нефти. В связи с

этим исследования, связанные с разработкой новых гидрофобизирующих составов

жидкостей глушения и стимуляции скважин, а также технологий их применения для

сохранения, восстановления и улучшения фильтрационных характеристик ПЗП при

подземном ремонте, считаются актуальными в нефтегазовой отрасли [1, 4].

При разработке новых составов технологических жидкостей в качестве исход-

ных химических реагентов использовали неионогенные синтезированные поверхно-

стно-активные вещества (ПАВ), предоставленные ООО «Синтез-ТНП» (г. Уфа, Рес-

публика Башкортостан):

- продукт реакции полиэтиленполиамина (ПЭПА) с легкой фракцией таллово-

го масла (ЛТМ);

- продукт реакции триэтаноламина (ТЭА) с жирными кислотами таллового

масла (ЖКТМ).

Лабораторные исследования, проводимые совместно с ООО «ОТО»

(г. Самара), были направлены на разработку обратно-эмульсионных и гидрофобизи-

рующих составов на основе данных ПАВ, а именно:

202

- блокирующего состава обратной водонефтяной эмульсии (ОВНЭ), стабили-

зированного продуктом реакции ПЭПА и ЛТМ (с целью сохранения фильтрацион-

ных характеристик терригенных пород-коллекторов);

- интенсифицирующего состава обратной кислотонефтяной эмульсии (ОКНЭ),

стабилизированного продуктом реакции ПЭПА и ЛТМ (с целью улучшения фильт-

рационных характеристик карбонатных пород-коллекторов);

- гидрофобизирующего водного состава (ВГС) в виде водной дисперсии про-

дукта реакции ТЭА и ЖКТМ (с целью восстановления фильтрационных характери-

стик терригенных пород-коллекторов).

Первоочередной задачей при разработке рецептур новых составов технологи-

ческих жидкостей являлось определение оптимальной концентрации ПАВ (табл. 1).

Результаты проведенных исследований выявили способность реагента на основе

ПЭПА и ЛТМ к образованию агрегативно устойчивых систем не только на основе

водных растворов солей, но и кислот. Таким образом, использование ПАВ данного

типа возможно в качестве реагента-эмульгатора в технологиях как сохранения, так и

улучшения фильтрационных характеристик ПЗП с терригенными (применение

ОВНЭ) и карбонатными (применение ОКНЭ) коллекторами. Следует также отме-

тить, что составы обратных эмульсий, стабилизированные реагентом-эмульгатором

на основе ПЭПА и ЛТМ, обладают высокой термостабильностью, т.е. 100%-ной аг-

регативной устойчивостью при 80 ºС, что позволяет рекомендовать данный тип ПАВ

для использования в условиях повышенных пластовых температур, в частности на

месторождениях Западной Сибири [3].

Таблица 1

Состав и технологические параметры обратных эмульсий, стабилизированных

эмульгатором на основе ПЭПА и ЛТМ

Состав обратной эмульсии, % об.

Характеристика

дисперсной фазы

Плотность,

г/см

Термоста-

бильность

при 80 °С, сут.

эмульгатор

дизельное

топливо

дисперсная

фаза

концен-

трация, %

Тип

раствора

CaCl

1,165

CaCl

1,278

HCl

0,940

HCl

1,060

Для исследования влияния состава ОВНЭ, стабилизированного реагентом-

эмульгатором (на основе ПЭПА и ЛТМ), на фильтрационные характеристики пород-

коллекторов были проведены лабораторные испытания с моделированием процесса

«глушения-освоения» скважины в термобарических условиях с использованием ес-

тественного керна терригенных отложений на установке оценки качества поврежде-

ния пласта FDES-645 компании Coretest Systems Corporation (рис. 1).

Согласно результатам экспериментальных исследований состав ОВНЭ, стабили-

зированный реагентом-эмульгатором (на основе ПЭПА и ЛТМ), при попадании в по-

ристую среду породы-коллектора проявил гидрофобизирующие свойства, что вырази-

лось в сохранении проницаемости по углеводородной фазе (коэффициент восстановле-

ния проницаемости (К

ВП

) составил 80-100%) и увеличении фильтрационных сопротив-

лений по отношению к водной фазе (К

ВП

при этом составил в среднем 50%).

203

5 10 15 20 25 30 35 40 45

Содержание СаСl

в водном растворе, % мас.

100

120

45 50 55 60 65 70 75 80 85

Содержание водной фазы в составе ОВНЭ, % об.

ВП

, %

Рис. 1. Динамика изменения коэффициента восстановления проницаемости

при моделировании операции «глушения-освоения» скважины:

1 – влияние ОВНЭ на нефтенасыщенный керн; 2 – влияние ОВНЭ на водонасыщенный керн;

3 – влияние водного раствора СаСl

на нефтенасыщенный керн

Логично предположить, что использование данного эмульсионного состава в

качестве ЖГС перед подземным ремонтом обеспечит сохранение дебитов скважин

по нефти и снижение обводненности добываемой продукции.

Влияние состава ОКНЭ, стабилизированного реагентом-эмульгатором на основе

ПЭПА и ЛТМ, на пористую среду породы-коллектора оценивалось по результатам

фильтрационных исследований при его взаимодействии c насыпной моделью карбонат-

ной породы. Результаты исследований показали, что разработанный состав в сравнении

с традиционно используемым водным раствором HCl способствует замедлению скоро-

стей взаимодействия его дисперсной фазы (водный раствор HCl) с углеводородо– и во-

донасыщенными образцами пород-коллекторов в 2-3 раза (рис. 2).

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

t, с

см

Рис. 2. Динамика изменения объема выделившегося СО

при взаимодействии кислотного состава с моделью карбонатной породы:

1, 2 – 20%-ный водный раствор HCl при взаимодействии с водо- и углеводородонасыщенной пористой средой;

3, 4 – ОКНЭ (эмульгатор – 1% об., дизельное топливо – 49% об., 20%-ный водный раствор HCl – 50% об.)

при взаимодействии с водо– и углеводородонасыщенной пористой средой

204

Таким образом, применение ОКНЭ в качестве интенсифицирующей технологиче-

ской жидкости позволит увеличить глубину обработки ПЗП активной кислотой, обеспе-

чивая равномерное проникновение эмульсионного состава в продуктивный коллектор.

Одним из основных преимуществ разработанных эмульсионных составов пе-

ред традиционно используемыми технологическими жидкостями на водной основе

является возможность регулирования их технологических свойств за счет изменения

количества и типа их дисперсной (водной) фазы. Так плотность ОВНЭ является ре-

гулируемой величиной и может изменяться в достаточно широких пределах (0,950-

1,420 г/см

). Составы ОВНЭ и ОКНЭ представляют собой жидкости с неньютонов-

ским характером течения. Динамическая вязкость в таких системах зависит от на-

пряжения сдвига и является функцией скорости сдвига. При изменении содержания

дисперсной фазы в составах от 50 до 70% об. вязкость эмульсий варьируется в ши-

роком диапазоне (200-3000 мПа·с при скоростях сдвига 14,6-73,2 с

-1

), что позволяет

регулировать степень их проникновения в пласт в зависимости от целей обработки.

Исследования коррозионной активности разработанных составов ОВНЭ и

ОКНЭ показали их высокие защитные свойства по отношению к металлам в сравне-

нии с традиционно применяемыми технологическими жидкостями на водной основе.

Согласно анализу результатов лабораторных испытаний (табл. 2) эмульсионные со-

ставы обладают меньшей скоростью коррозии в сравнении с водными растворами

CaCl

и HCl (ОВНЭ – в 3 раза и ОКНЭ – в 30 раз). Подобный эффект объясняется

тем, что дисперсионной средой этих составов является углеводородная жидкость

(нефть), которая, соприкасаясь с металлической поверхностью, снижает степень

взаимодействия дисперсной фазы эмульсии (водного раствора CaCl

или HCl) с ме-

таллом. Защитное действие составов при этом усиливается за счет присутствия в них

ПАВ на основе ПЭПА и ЛТМ.

Таблица 2

Коррозионная активность обратных эмульсий в сравнении

с водными растворами солей и кислот при 80 °С

Исследуемый состав

Скорость коррозии, г/м

·час

ОВНЭ

0,136

Водный раствор СаС

(30%)

0,418

ОКНЭ

1,107

Водный раствор

(

12%

)

,010

Для месторождений, находящихся на поздней стадии разработки, с высокой об-

водненностью скважинной продукции применение гидрофобно-эмульсионных составов

малоэффективно, так как в данном случае необходимо снизить обводненность и улуч-

шить условия притока нефти к забою скважины, т.е. произвести восстановление фильт-

рационных характеристик ПЗП. Для решения данной задачи были проведены исследо-

вания по разработке гидрофобизирующего состава на водной основе, представляющего

собой водную дисперсию ПАВ (продукта реакции ТЭА с ЖКТМ). Исследование меха-

низма влияния разработанного состава на пористую среду породы-коллектора произво-

дили путем измерения капиллярного давления в порах естественного керна терригенных

отложений на системе измерения капиллярного давления гравиметрическим методом

TGC-764 компании Coretest Systems Corporation.

Согласно результатам исследований капиллярное давление водонасыщенного

образца керна после обработки составом возросло в 1,5-2,0 раза, что свидетельствует

об увеличении фильтрационного сопротивления по отношению к водной фазе. По-

лученный эффект объясняется процессом гидрофобизации коллектора, в частности

изменением характера смачиваемости пористой среды керна под действием реаген-