RU2030570C1

RU2030570C1 - Method for treatment of bottom-hole oil formation zone

Info

Publication number: RU2030570C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Аннабаев; Т.-К. Хошанов; Т.-К. Кошаев
Original assignee: "Туркменгазтехнология"
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: oil producing industry. SUBSTANCE: method for treatment of bottom-hole oil formation zone consists in injection in formation of mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids which are produced by injection into formation through well of mixture of ammonium difluoride and polyvinyl chloride with subsequent thermal decomposition under the action of formation temperature. Mixture is injected with ammonium difluoride-polyvinyl chloride ratio of 1:(1.3-2.7). EFFECT: increased depth of chemical treatment, prevented corrosion of equipment and precluded formation of colloid sediments of iron hydroxide in bottom-hole formation zone.

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам кислотной обработки пластов. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods for acid treatment of formations.

Известен способ обработки призабойной зоны терригенного пласта, включающий применение глинокислоты, представляющей собой смесь соляной и плавиковой кислот [1]. Основным недостатком известного способа является то, что при высоких температурах (свыше 100^оС) глинокислота мгновенно реагирует с породой, что значительно снижает глубину воздействия. Кроме того, хранение и транспортировка применяемой для обработки плавиковой кислоты очень сложны: продукт пожарно- и взрывоопасен, токсичен, при попадании на кожу вызывает сильные ожоги, пары обладают раздражающим действием. Другим недостатком способа является резкое увеличение кислотной коррозии оборудования скважин.There is a method of processing the bottom-hole zone of a terrigenous formation, including the use of clay acid, which is a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids [1]. The main drawback of the known method is that at high temperatures (above 100 ^C) mud acid reacts immediately with the rock, which greatly reduces the exposure depth. In addition, the storage and transportation of hydrofluoric acid used for processing is very complex: the product is fire and explosive, toxic, causes severe burns on skin, fumes are irritating. Another disadvantage of this method is a sharp increase in acid corrosion of well equipment.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки призабойной зоны нефтяного пласта путем смеси соляной и плавиковой кислот через скважину [2]. Недостатками известного способа является незначительная глубина воздействия при высоких температурах, закачиваемая смесь обладает высокой коррозионной активностью. Closest to the proposed method in terms of technical nature and the achieved result is a method of processing the bottom-hole zone of an oil reservoir by a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids through a well [2]. The disadvantages of this method is the small depth of exposure at high temperatures, the injected mixture has a high corrosion activity.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки высокотемпературного пласта за счет увеличения глубины воздействия и снижения коррозионной активности смеси. The aim of the invention is to increase the processing efficiency of a high-temperature formation by increasing the depth of exposure and reducing the corrosivity of the mixture.

Достигается это тем, что в способе обработки нефтяного пласта путем нагнетания в пласт путем смеси соляной и плавиковой кислот через скважину смесь соляной и плавиковой кислот получают путем нагнетания в пласт через скважину смеси бифторида аммония и поливинилхлорида с последующим термическим разложением под действием температуры пласта, причем смесь нагнетают при соотношении бифторида аммония к поливинилхлориду 1:(1,3:2,7). This is achieved by the fact that in the method for treating an oil reservoir by injecting a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acid through a well into a reservoir, a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids is obtained by injecting a mixture of ammonium bifluoride and polyvinyl chloride into the reservoir through a well followed by thermal decomposition under the influence of the temperature of the reservoir, and the mixture injected at a ratio of ammonium bifluoride to polyvinyl chloride 1: (1.3: 2.7).

В основе способа лежит внутрипластовое образование растворителя породы - глинокислоты из-за термической деструкции поливинилхлорида и бифторида аммония. При температурах свыше 126^оС эти продукты разлагаются с выделением хлористого и фтористого водорода:

___→

+ NH

___→ п.(-CH=CH-) +

Образующиеся в результате термического разложения поливинилхлорида и бифторида аммония соляная и плавиковая кислоты не содержат катионов железа, что исключает возможность образования и выпадения в призабойной зоне пласта коллоидных осадков типа гидроокиси железа Fe(OH)₃.The method is based on in-situ formation of a rock solvent - clay acid due to thermal destruction of polyvinyl chloride and ammonium bifluoride. At temperatures above 126 ^C. These products decomposed with liberation of hydrogen fluoride and chloride:

___ →

+ NH

___ → item (- CH = CH-) +

Hydrochloric and hydrofluoric acids resulting from the thermal decomposition of polyvinyl chloride and ammonium bifluoride do not contain iron cations, which excludes the possibility of formation and precipitation of colloidal sediments such as iron hydroxide Fe (OH) ₃ in the bottomhole formation zone.

Из уравнений реакции видно, что из единицы массы бифторида аммония выделяется 0,485 фтористого водорода

= 0,485

, а из единицы массы поливинилхлорида - 0,584 хлористого водорода

= 0,584

. Установлено, что наилучшей растворяющей способностью обладает смесь фтористого и хлористого водорода в массовом соотношении 1:(1,7-2,7). Учитывая этот факт, нетрудно найти оптимальное соотношение бифторида аммония и поливинилхлорида:

:

÷

2,06(2,74-5,65)
1: (1,3-2,7) Поливинилхлорид (ПВХ) - термопластичный материал аморфной структуры, выпускаемой промышленностью в виде порошка. Его плотность 1400 кг/м³. ПВХ имеет следующую структуру:
. . . -CH₂-

-CH₂-

- ... При температуре 140^оС медленно и при 170^оС быстрее начинается разложение полимера, сопровождающееся выделением хлористого водорода:
... -CH₂-CHCl-CH₂-

-CH₂-CHCl-CH₂-CHCl- ...From the reaction equations it is seen that 0.485 hydrogen fluoride is released from a unit mass of ammonium bifluoride

= 0.485

, and from a unit mass of polyvinyl chloride - 0.584 hydrogen chloride

= 0.584

. It has been established that the best solvent capacity is possessed by a mixture of hydrogen fluoride and chloride in a mass ratio of 1: (1.7-2.7). Given this fact, it is not difficult to find the optimal ratio of ammonium bifluoride and polyvinyl chloride:

:

÷

2.06 (2.74-5.65)
1: (1.3-2.7) Polyvinyl chloride (PVC) is a thermoplastic material of an amorphous structure produced by the industry in the form of a powder. Its density is 1400 kg / m ³ . PVC has the following structure:
. . . -CH ₂ -

-CH ₂ -

- ... At a temperature of 140 ^o C slowly and at 170 ^o C decomposition of the polymer begins faster, accompanied by the release of hydrogen chloride:
... -CH ₂ -CHCl-CH ₂ -

-CH ₂ -CHCl-CH ₂ -CHCl- ...

. . . -CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH-. . . Хлористый водород, растворяясь в пластовой воде, образует соляную кислоту. Бифторид аммония выпускается в твердом виде и представляет собой кристаллическую соль с содержанием 96-97% NH₄FHF плотностью 1010 кг/м³ при 25^оС. Бифторид аммония содержит в своем составе 34-35% HF. Он выпускается в полиэтиленовой упаковке и его безопасно транспортировать на удаленные участки и хранить длительное время. Бифторид аммония легко растворим в воде. Растворимость бифторида аммония при различных температурах следующая:
Температура, ^оС Растворимость, г/100 г
0 71,9
10 74,1
20 82,6
30 88,8
60 111
80 118
Бифторид аммония при 126^оС возгоняется и, термически разлагаясь, образует плавиковую кислоту. При температуре до 126^оС раствор бифторида не обладает химической активностью. Поэтому при использовании предлагаемого способа скважинное обоpудование не подвергается химическому воздействию.. . . -CH = CH-CH = CH-CH = CH-CH = CH-. . . Hydrogen chloride, dissolving in produced water, forms hydrochloric acid. Ammonium bifluoride is available in solid form and is a crystalline salt with the content of 96-97% NH ₄ FHF density of 1010 kg / m ³ at 25 ^° C contains ammonium bifluoride in its composition 34-35% HF. It is available in plastic packaging and can be safely transported to remote areas and stored for a long time. Ammonium bifluoride is readily soluble in water. The solubility of ammonium bifluoride at various temperatures is as follows:
Temperature, ^о С Solubility, g / 100 g
0 71.9
10 74.1
20 82.6
30 88.8
60 111
80 118
Ammonium bifluoride at 126 ^{° C} is sublimated and thermally decomposing forms hydrofluoric acid. At temperatures up to 126 ^C. bifluoride solution has no chemical activity. Therefore, when using the proposed method, the downhole equipment is not exposed to chemical attack.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что в новом способе рабочий агент - глинокислота - синтезируется непосредственно в пласте, т. е. в природном реакторе. Это позволяет полностью предотвратить разрушение нефтегазопромыслового оборудования от кислотной коррозии и исключает возможность протекания в обрабатываемой зоне нежелательных вторичных реакций (образование коллоидных осадков гидроокиси железа). A distinctive feature of the proposed method is that in the new method, the working agent - clay acid - is synthesized directly in the reservoir, i.e., in a natural reactor. This allows you to completely prevent the destruction of oil and gas equipment from acid corrosion and eliminates the possibility of undesirable secondary reactions (formation of colloidal precipitation of iron hydroxide) in the treated zone.

Способ осуществляется следующим образом. Вначале скважину подготавливают для обработки, т.е. снижают температуру на забое путем промывки низкотемпературной жидкостью. Затем смешивают бифторид аммония и поливинилхлорид в нужном соотношении и добавляют полученную смесь в призабойную зону скважины. В период задавки смесь не успевает нагреться до высоких температур (свыше 126^оС), т.е. не вступает в реакцию с породой до достижения необходимой глубины, определяемое объемом закачиваемой смеси, что позволяет увеличить глубину химического воздействия. Закачанная смесь, нагреваясь до пластовой температуры (свыше 126^оС), разлагается с выделением соляной и плавиковой кислот. Смесь этих кислот растворяет глину и карбонаты, что приводит к увеличению проницаемости пласта.The method is as follows. First, the well is prepared for processing, i.e. reduce the temperature at the bottom by rinsing with a low-temperature liquid. Then, ammonium bifluoride and polyvinyl chloride are mixed in the desired ratio and the resulting mixture is added to the bottomhole zone of the well. Between zadavki mixture has no time to warm up to high temperatures (over 126 ° ^C), i.e. does not react with the rock until the required depth is reached, determined by the volume of the injected mixture, which allows to increase the depth of the chemical effect. To download the mixture is heated to the reservoir temperature (over 126 ° ^C), decomposes with separation of hydrochloric and hydrofluoric acids. A mixture of these acids dissolves clay and carbonates, which leads to an increase in the permeability of the formation.

При использовании предлагаемого способа скорость коррозии нефтепромыслового оборудования не превышает величины 0,015 г/м² ˙ ч. Это достигается тем, что в предлагаемом способе полностью исключается непосредственный контакт агрессивной кислоты с металлом.When using the proposed method, the corrosion rate of oilfield equipment does not exceed the value of 0.015 g / m ² ˙ h. This is achieved by the fact that the proposed method completely eliminates direct contact of aggressive acid with metal.

Экономический эффект обеспечивается увеличением дебитов скважин за счет увеличения глубины химического воздействия и снижения коррозии скважинного оборудования. The economic effect is ensured by an increase in the flow rate of wells by increasing the depth of the chemical effect and reducing the corrosion of downhole equipment.

Claims

METHOD FOR PROCESSING THE BOTTOM ZONE OF THE OIL LAYER by injecting a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids into the formation through a well, characterized in that, in order to increase the efficiency of processing high-temperature formations by increasing the depth of exposure and reducing the corrosivity of the mixture, a mixture of hydrochloric and hydrofluoric acids is obtained by injection into formation through a well of a mixture of ammonium bifluoride and polyvinyl chloride, followed by thermal decomposition under the influence of temperature of the formation, and the mixture is injected at a ratio ammonium bifluoride to polyvinyl chloride 1: (1.3 - 2.7).