10.3.1. Застосування пар

У разі проникнення водного фільтрату промивальної ріди­ни в нафтонасичений пласт у порових каналах виникає капілярний тиск, який сприяє просуванню фільтрату вглиб породи і заважає фільтрації наф­ти до свердловини. Капілярний тиск і, відповідно, ефект Жамена (див. під-розд. 9.1) можна зменшити, якщо знайти речовини для значного зниження поверхневого натягу на межі поділу фільтрат—вуглеводневе середовище, збільшення ефективного радіуса порових каналів скороченням товщини адсорбційних оболонок і плівок на поверхні породи, гідрофобізації цієї по­верхні з таким розрахунком, щоб довести крайовий кут змочування до ну­ля. Таким засобом є застосування ПАР.

ПАР, які вводять у промивальну рідину для розкриття продуктивного пласта, мають задовольняти таким вимогам:

• за малої концентрації значно зменшувати поверхневий натяг на межі поділу вода—вуглеводневе середовище;

• поліпшувати змочуваність породи нафтою в присутності водного фільт­ рату промивальної рідини;

• не утворювати нерозчинного осаду у разі контакту з пластовими во­ дами, а також солями та гірськими породами;

• не допускати диспергування і набухання глинистих частин, які є в пласті, за наявності водного фільтрату;

• найменшою мірою адсорбуватися на поверхні породи, тому що при адсорбції в значній кількості різко збільшуються витрачання ПАР і вартість обробки;

• не допускати утворення емульсії в пористому середовищі;

• перешкоджати утворенню на межі поділу фаз адсорбційних шарів ге- леподібної структури, оскільки такі шари створюють великий гідравлічний опір фільтрації пластової рідини у свердловині.

Для обробки промивальної рідини перед розкриттям продуктивного пласта можуть бути використані як водо-, так і нафторозчинні ПАР. Водо­розчинні ПАР, які сильно знижують поверхневий натяг і крайовий кут

змочування, сприяють збільшенню відносної проникності середовища для нафти, води і загальної проникності для них.

Нафторозчинні ПАР сильно знижують відносну проникність порис­того середовища для води, зумовлюють зменшення водонасиченості по­роди, товщини гідратних оболонок, гідрофобізують поверхню порових ка­налів.

За останні 15—20 років різні ПАР досить широко використовують для обробки промивальних рідин при розкритті продуктивних пластів. Застосо­вують як неіоногенні (дисольвен), так і іоногенні ПАР: аніонні (сульфанол, ізолят, сульфонатрієві солі СНС) і катіонні (катапін). У багатьох випадках одержано великий ефект від їх використання, збільшились дебіти, скоро­тився час освоєння свердловин.

Найбільше придатні для обробки промивальних рідин на водній осно­ві неіоногенні ПАР, тому що вони, по-перше, мало адсорбуються на по­верхні гірських порід (тому ефекту можна досягнути у разі використання невеликої кількості ПАР); по-друге, значно знижують поверхневий натяг на межі вода—нафта за малої концентрації. Такі компоненти цієї групи, як оксиетильовані феноли, повністю розчинні в прісній і мінералізованій воді, а оксиетильовані спирти — в прісній. Деякі із спиртів повністю роз­чиняються також у пластових водах. Уже за концентрації 0,25 % поверх­невий натяг на межі водний розчин ПАР — нафта знижується в середньо­му в 5 разів. Неіоногенні ПАР зберігають високу поверхневу активність у мінералізованих середовищах; вони є також високоефективними деемуль­гаторами.

Аніонні ПАР — "Новина", "Прогрес", сульфонат, сульфонол та ін., повністю розчиняються лише в прісній воді, практично не розчинні в гасі і дають осади в пластових водах.

Катіонні ПАР — аркводи, катамін А, катапін А, повністю розчиняють­ся у прісній та пластовій водах.

Іоногенні ПАР адсорбуються на поверхні гірських порід істотніше, ніж неіоногенні. Тому витрачання таких ПАР на обробку для одержання ефек­ту із зниженням поверхневого натягу на межі поділу вода—нафта в умовах пристовбурної зони продуктивного пласта набагато вищі, ніж неіоноген-них. Це — важливий фактор, якщо враховувати, що вартість ПАР досить висока.

На родовищах Дніпровсько-Донецької западини під час розкриття продуктивних пластів з промиванням водою, обробкою неіоногенним ПАР середня продуктивність у початковий період експлуатації виросла більше як удвічі, а при обробці аніокриловими ПАР, наприклад сульфанолом, зменшилась більше ніж на 40 % порівняно з середньою продуктивністю при промивці глинистим розчином. Такий характер впливу ПАР на ефек­тивність розкриття пласта, очевидно, пояснюється тим, що вони повністю розчиняються у мінералізованій пластовій воді, не утворюють нерозчинних осадів під час взаємодії з солями пластової води і практично повністю зберігають у цих умовах поверхневу активність.

Аніонний сульфанол у разі контакту, наприклад, з мінералізованою пластовою водою вуглеводненосного горизонту значною мірою втрачає по-

верхневу активність (зі збільшенням концентрації цієї води на контакті з розчином ПАР поверхневий натяг зростає) і утворює осади, які частково закупорюють порові канали і зменшують проникність пласта.

Із наведеного не слід робити висновок, що сульфанол та інші іоноген-ні ПАР не придатні для обробки промивальних рідин з метою поліпшення якості розкриття продуктивних пластів. Позитивні результати одержані при використанні аніонного сульфанолу, катіонного алкамону ОС-2 та інших іоногенних ПАР в інших геологічних районах (наприклад, в Азербайджані, Росії (Татарстан) та ін.). За відсутності неіоногенних ПАР у багатьох ви­падках можна використовувати іоногенні ПАР, але конкретний вид ПАР і рецептуру обробки завжди треба вибирати з урахуванням ступеня мінералі­зації (та сольового складу) пластової води і водної основи промивальної рідини, температури в пласті, що розкривається, ступеня адсорбції ПАР на поверхні гірської породи. Концентрація ПАР у фільтраті після адсорбції його частини на поверхні породи має бути достатньою для ефективного зниження поверхневого натягу на межі поділу вода — вуглеводневе середо­вище.

Експлуатація свердловин Свідницького родовища в Передкарпатсько-му прогині супроводжується запливанням вибою і насосно-компресорних труб в'язкою піщано-глинистою сумішшю, що є наслідком руйнування привибійної зони газоносних горизонтів і призводить до постійного зни­ження продуктивності та періодичних ремонтів свердловин.

Причиною руйнування привибійних зон газоносних пластів є набухан­ня глинистої речовини цементу колекторів, головний компонент якого — високонабухаючий монтморилоніт. Набухання глинистої речовини, спри­чинене надходженням води у привибійну зону газоносного пласта, зумов­лює зниження його фільтраційних властивостей (проникності) внаслідок зменшення розмірів пор і з'єднувальних каналів, зростання ролі капіляр­них сил, водної "блокади" субкапілярних пор тощо, а також зменшення міцності цементу колектору.

На основі проведених лабораторних досліджень було рекомендовано проводити обробку привибійних зон газоносних горизонтів у свердловинах Свідницького родовища 5%-ми розчинами поліетиленполіефіру (ПЕПА) у комбінації з 10%-м розчином їдкого калію (КОН) або 5%-м розчином СаС1₂, які максимально зменшують гідратацію глинистої речовини колек­торів. Як показали дослідження, глиниста речовина при взаємодії з цими хімічними реагентами стає менш гідрофільною і міцнішою.

При виборі рецептури і об'ємів закачки робочого розчину для обробки рекомендується дотримуватися таких вимог:

• об'єм робочого розчину (суміш 5%-го розчину ПЕПА і 10%-го роз­ чину КОН — 0,5 м³ на 1 м погонної довжини перфорованого інтервалу за співвідношення компонентів у суміші 1:1;

• загальну кількість робочого розчину для обробки розраховувати за­ лежно від ефективної (або перфорованої) товщини відкритої пористості та потрібної глибини (радіуса) обробки зони пласта;

• об'єм буферного метанолу вибирати за співвідношенням 0,5:1 від об'єму робочого розчину;

• для обробки у проміжку між метанольним буфером і робочим розчи­ном необхідно створювати буфер із газоподібного азоту з розрахунку 0,5 м³ рідкого азоту на 10 м³ робочого розчину, а також проводити аерацію робо­чого розчину газоподібним азотом за ступеня аерації 1:40.

Слід пам'ятати, що пластові тиски у газоносних горизонтах Свідниць-кого родовища внаслідок тривалої розробки значно знизились, тому для успішного освоєння свердловин і найповнішого очищення привибійної зони від відреагованого робочого розчину у процесі обробки потрібно вво­дити у пласт додаткову енергію (буферний об'єм стисненого азоту), здійсню­вати аерацію буферного метанолу і робочого розчину газоподібним азотом (або сумішшю азоту і повітря). Для аерації метанолу і робочого розчину можна також застосовувати твердий СО₂ ("сухий лід"). Для аерації азотом використовують азотну установку АГУ-8к, для аерації сумішшю повітря і азоту до нагнітальної лінії — паралельне підключення азотної установки і компресора.