Файл: Метод повышения коэффициента продуктивности газовых скважин.pdf

Метод повышения коэффициента продуктивности газовых скважин
Шестерикова А.А., Шестерикова Р.Е.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь, Россия
Вскрытие пластов или проведение ремонтно-восстановительных работ (РВР) на скважинах с применением в качестве промывочной жидкости глинистых растворов приводит к внедрению в призабойную зону жидких и твердых компонентов, составляющих раствор, что вызывает ухудшение проницаемости, пористости, структуры пористой породы и других физических свойств С уменьшением проницаемости продуктивного пласта снижается дебит скважин. Для интенсификации притока газа послеремонтных работ на предприятиях ПАО «Газпром» используется
8 % водный раствор бисульфата натрия.
При обработке призабойной зоны скважины водным раствором бисульфата натрия (NaHSO4) раствор фильтруется в призабойную зону. Как известно в продукции скважин присутствует минерализованная пластовая жидкость, содержащая ионы С, HCO3-, CO3-2, SO4-2, С а 2, M g 2, Na+ + K+. Процесс эксплуатации скважин характеризуется установившимся солевым равновесием. Обработка призабойной зоны скважины водным раствором бисульфата натрия неизбежно приводит к нарушению установившегося солевого равновесия за счет повышения концентрации ионов SO4-2, Na+ и Н. В результате нарушения равновесия в осадок начинают выпадать труднорастворимые сульфаты кальция, попросту говоря, будет происходить загипсовывание призабойной зоны. Образование гипса в призабойной зоне скважины отрицательно сказывается на ее производительности из-за вторичной кольматации порового пространства породы. При обработке карбонатных коллекторов будут происходить аналогичные процессы образования гипса.
В результате углекислотной или биокоррозии в призабойной зоне скважин присутствуют ионы S-2, F e 2, HSO3- и др, являющиеся восстановителями. Бисульфат натрия являясь сильным окислителем может вступать сними в окислительно-восстановительные реакции с образованием твердой фазы, кольматирующей призабойную зону [2]. Термодинамический анализ показывает, что в призабойной зоне при введении в нее бисульфата натрия возможны следующие химические превращения [3].
273

Fe0
+ H
+
= Fe+2
+ H
-
AG = -22,05 ккал Н-
+ Н+
= Н 20
HSO4
-
+ 2H
-
= HSO3
-
+ H 2O AG = -2,37 ккал
(2)
HSO4
"
+ 3H
-
= SO2
+
2H2O AG = -4,79 ккал
(3)
SO2
+ 2S-2
+ 4H
+
= 3S
o
| +
2H2O AG = -82,5 ккал
(4)
Fe+2
+ S-2
= FeS j
(5)
Ca+2
+ SO4"2
= CaSO4
j Как следует из приведенных реакций, в продуктах химических реакций появляется твердая фаза - сера, сульфид железа, гипс. Появление серы в продукции скважин при наличии FeS создает условия для образования пожароопасных пирофорных отложений в скважинном оборудовании [4]. Заметного влияния над е­
бит скважины одноразовая обработка может и не оказывать, но при повторных обработках, когда будет происходить процесс накопления серы в призабойной зоне или FeS, возможно заметное снижение дебита скважины по газу.
Для подтверждения результатов термодинамического анализа были выполнены экспериментальные исследования. Раствором бисульфата натрия (8 %) обрабатывался шлам со скважины, который представлен обломками глинистых пород, песчаников, цементного камня и рыхлых слабосцементированных агрегатов. В результате после обработки был обнаружен продукт преобразования карбонатов кальция в труднорастворимый гипс (сульфат кальция, который выпадает на поверхности шлама ив порах его агрегатов. Рыхлые агрегаты шлама после обработки становятся более плотными и лучше сцементированными, при этом зафиксировано увеличение массы на 28 Полученные результаты подтверждают, что использование
NaHSO4 для интенсификации притока газа вызывает вторичную кольматацию призабойной зоны за счет химических превращений. Выполненные исследования позволяют сделать некоторые выводы. В целях избежания отрицательных последствий использования бисульфатных ванн необходимо проводить проверку совместимости пластовой жидкости и продуктивного пласта с раствором бисульфата натрия перед обработкой призабойной зоны скважины бисульфатом натрия.
Кроме того, использование бисульфата натрия для обработки призабойной зоны скважин повышает коррозионную опасность