RU2124122C1

RU2124122C1 - Reagent for destruction of sedimentating clayey formations in bottom-hole zone of bed after drilling or overhaul of well

Info

Publication number: RU2124122C1
Application number: RU97104327A
Authority: RU
Inventors: М.Ф. Каримов; А.Г. Латыпов; А.Е. Арутюнов; Ф.Г. Тухбатуллин; Ф.А. Сахипов; В.И. Родин; А.А. Баранов
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет; Предприятие "Баштрансгаз"
Priority date: 1997-02-25
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 1998-12-27

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: this relates to oil and gas production industry and to underground storage of gas in porous beds, and particularly to reagents for destruction of CLAYEY formations in bottom-hole zone of bed with purpose of restoring natural productivity of wells after their drilling or overhaul. Used as destructing reagent is waste from production of synthetic fatty acids at stage of flushing products from liquid-phase oxidation of hydrocarbons. Reagent is injected through well into bottom-hole zone of bed and retained there during period of 10-20 h. Application of aforesaid reagent improves efficiency of destructing structure of CLAYEY formations with resulted restoration of natural productivity of well. EFFECT: higher efficiency. 3 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и подземному хранению газа в пористых пластах, в частности к реагентам для разглинизации призабойной зоны пласта и, как следствие, восстановления естественной продуктивности скважин после их бурения или капитального ремонта. The invention relates to the oil and gas industry and underground storage of gas in porous formations, in particular, to reagents for wedging the bottom-hole formation zone and, as a result, restoring the natural productivity of wells after drilling or overhaul.

Известно, что глинистый раствор, который используют при бурении или капитальном ремонте, частично остается в призабойной зоне пласта после освоения скважины и оказывает отрицательное влияние на эксплуатационные характеристики последней - снижает естественную продуктивность скважины вследствие создания фильтрационных сопротивлений притоку флюидов из продуктивного пласта. Загрязнение (кольматация) призабойной зоны объясняется способностью глинистых минералов в водной среде образовывать тиксотропные коагуляционные структуры, которые придают глинистому раствору свойство геля и затрудняют его транспортировку из призабойной зоны пласта при освоении скважины гидродинамическим способом [1]. It is known that clay mud, which is used during drilling or overhaul, partially remains in the bottom-hole zone of the formation after well development and has a negative impact on the operational characteristics of the latter - it reduces the natural productivity of the well due to the creation of filtration resistances to the influx of fluids from the reservoir. The contamination (colmatation) of the bottom-hole zone is explained by the ability of clay minerals to form thixotropic coagulation structures in the aquatic environment, which give the clay the property of a gel and make it difficult to transport it from the bottom-hole formation zone when developing a well by a hydrodynamic method [1].

Согласно современным представлениям о природе глинистых растворов, последние являются высококонцентрированными суспензиями глинистых минералов в водной среде, причем физико-химические свойства таких систем определяются условиями взаимодействия поверхности кристаллической решетки глинистых минералов с водой и находящимися в ней электролитами, примесями [2]. Глинистые минералы, особенно монтморилонитового типа, обладают хорошей способностью к интенсивному ионному обмену при контакте с водной фазой, благодаря чему происходит гидратация структурных элементов и, как следствие, набухание глин, приводящее к усилению тиксотропных (твердообразных) свойств глинистого раствора. Установлено, что плоские грани в структуре частиц химически активных глин являются отрицательно заряженными и для компенсации заряда в этих местах обычно адсорбируются ионы натрия и кальция, обладающие высокой плотностью заряда и способностью к сильной гидратации. Вода адсорбируется на глинистых минералах и представлена ориентированными молекулами, которые прочно связаны водородными связями с гидратированной поверхностью глинистых минералов [3-5]. According to modern ideas about the nature of clay solutions, the latter are highly concentrated suspensions of clay minerals in an aqueous medium, and the physicochemical properties of such systems are determined by the conditions of interaction of the surface of the crystal lattice of clay minerals with water and impurities contained in it [2]. Clay minerals, especially the montmorilonite type, have good ability to intensive ion exchange in contact with the aqueous phase, due to which hydration of structural elements and, as a result, clay swelling, leading to an increase in the thixotropic (solid) properties of the clay solution. It has been established that flat faces in the structure of particles of chemically active clays are negatively charged and sodium and calcium ions with a high charge density and the ability to strongly hydrate are usually adsorbed in these places. Water is adsorbed on clay minerals and is represented by oriented molecules, which are strongly bonded by hydrogen bonds to the hydrated surface of clay minerals [3-5].

Адсорбированная на поверхности глинистых минералов вода по своим физическим свойствам отличается от обычной воды прежде всего тем, что имеет аномальные реологические свойства, сходные с твердообразными телами [3]. По мере удаления от поверхности глинистых минералов аномальная адсорбционная вода постепенно переходит в свободную (паровую) воду. В высококонцентрированных глинистых суспензиях взаимодействие глинистых минералов происходит в рамках адсорбционных слоев воды с аномальными реологическими свойствами. При этом наблюдаемые кооперативные эффекты подобного взаимодействия определяют структурно-механические свойства глинистой суспензии (глинистого раствора), например пластичность [4] . Толщина адсорбционного слоя воды с аномальными свойствами зависит от вида глинистых минералов, характера гидратации их поверхности, определяемого типом адсорбированного иона в обменных местах кристаллической решетки глинистых минералов. The water adsorbed on the surface of clay minerals in its physical properties differs from ordinary water primarily in that it has anomalous rheological properties similar to solid bodies [3]. As you move away from the surface of clay minerals, abnormal adsorption water gradually passes into free (steam) water. In highly concentrated clay suspensions, the interaction of clay minerals occurs within the framework of adsorption layers of water with abnormal rheological properties. Moreover, the observed cooperative effects of such an interaction determine the structural and mechanical properties of a clay suspension (clay solution), for example plasticity [4]. The thickness of the adsorption layer of water with anomalous properties depends on the type of clay minerals, the nature of hydration of their surface, determined by the type of adsorbed ion in the exchange sites of the crystal lattice of clay minerals.

Теория устойчивости дисперсных систем позволяет предложить эффективные реагентные способы регулирования реологических свойств глинистых суспензий путем воздействия как на структуру адсорбционных слоев, так и на характер их взаимодействия между собой в глинистых минералах. The stability theory of disperse systems allows us to propose effective reagent methods for controlling the rheological properties of clay suspensions by affecting both the structure of the adsorption layers and the nature of their interaction with each other in clay minerals.

Известно применение для разглинизации призабойной зоны пласта полиэлектролитов, что приводит к тому, что глинистые минералы сорбируют определенный тип катионов благодаря большему сродству их строения к обменным местам в структуре минералов. В процессе такого обмена происходит частичное удаление адсорбционной воды из кристаллической решетки глинистых минералов и замещение ионов натрия и кальция на более предпочтительные, находящиеся в окружающем растворе [4, с.47-53]. Последние, обладая значительно меньшей энергией гидратации, легче теряют слой адсорбированной воды, в результате интенсивность взаимодействия глинистых минералов между собой снижается, что приводит к разжижению глинистой суспензии. Согласно [2, с.9-15] предпочтительный ряд катионов по их взаимному вытеснению из кристаллической решетки глинистых минералов выглядит следующим образом:
H⁺ _→ NH $\binom{+}{4}$ _→ Mg⁺⁺ _→ K⁺ _→ Na⁺,
где катион водорода обладает самой высокой вытесняющей способностью и наименьшей гидратацией.It is known to use polyelectrolytes for mudding the bottom of the formation, which leads to the fact that clay minerals adsorb a certain type of cation due to the greater affinity of their structure for exchange sites in the structure of minerals. In the process of such an exchange, partial adsorption water is removed from the crystal lattice of clay minerals and sodium and calcium ions are replaced by more preferred ones in the surrounding solution [4, pp. 47-53]. The latter, having much lower hydration energy, more easily lose the layer of adsorbed water, as a result, the intensity of the interaction of clay minerals with each other decreases, which leads to a thinning of the clay suspension. According to [2, pp. 9-15], the preferred series of cations for their mutual displacement from the crystal lattice of clay minerals is as follows:
H ⁺ _ → NH $\binom{+}{4}$ _ → Mg ⁺⁺ _ → K ⁺ _ → Na ⁺ ,
where the hydrogen cation has the highest displacement ability and the least hydration.

Известно применение поверхностно-активных веществ (ПАВ), адсорбирующихся на гидратированной поверхности глинистых минералов, что приводит к созданию расклинивающего давления между глинистыми частицами и, как следствие, способствует ослаблению структурно-механических свойств глинистой суспензии [6] . It is known to use surface-active substances (surfactants) adsorbed on the hydrated surface of clay minerals, which leads to the creation of proppant pressure between clay particles and, as a result, helps to weaken the structural and mechanical properties of the clay suspension [6].

Использование реагентного воздействия на структурно-механические свойства глинистых образований различной консистенции основано на регулировании условий взаимодействия глинистых минералов согласно приведенных выше феноменологических схем поведения таких дисперсных систем. The use of a reagent effect on the structural and mechanical properties of clay formations of various consistencies is based on the regulation of the conditions of interaction of clay minerals according to the above phenomenological patterns of behavior of such dispersed systems.

Известно [7], что для повышения продуктивности скважины за счет разглинизации призабойной зоны пласта (очистки от кольматирующих глинистых образований) в призабойную зону через скважину нагнетают 12,4-6209 литров соляной кислоты и 12,4-6209 литров мицеллярной дисперсии из расчета на 1 м толщины пласта. После выдержки указанного состава в пласте в течение 6 часов осуществляют освоение скважины. Благодаря диспергированию глинистых частиц при взаимодействии состава с кольматирующими образованиями происходит удаление последних из призабойной зоны пласта при освоении скважины и, как следствие, повышение ее продуктивности. It is known [7] that in order to increase well productivity due to wedging of the bottom-hole formation zone (cleaning from mudding clay formations), 12.4–6209 liters of hydrochloric acid and 12.4–6209 liters of micellar dispersion per 1 are injected into the bottom-hole zone m formation thickness. After holding the specified composition in the reservoir for 6 hours, a well is developed. Due to the dispersion of clay particles during the interaction of the composition with clogging formations, the latter are removed from the bottom-hole formation zone during well development and, as a result, its productivity is increased.

Известно [8] использование двухфазной пены, содержащей кислоту (например, соляную), которой промывают кольматированную глинистым раствором призабойную зону пласта с целью очистки последней. It is known [8] to use a biphasic foam containing acid (for example, hydrochloric), which is used to wash the bottomhole zone of the formation, which is clogged with clay mud, in order to clean the latter.

В приведенных аналогах используется свойство кислот при диссоциации образовывать катион водорода (H⁺), который, адсорбируясь на обменных местах в структуре глинистых минералов, снижает толщину слоя адсорбционно связанной воды по причине своей низкой способности к гидратации и, как следствие, уменьшает прочность структуры кольматирующих глинистых образований. Наличие в составе используемых реагентов сильной кислоты (соляной ) обусловливает активное коррозионное воздействие на элементы конструкции скважины и забойного оборудования, что является нежелательным.In the given analogs, the property of acids to dissociate to form a hydrogen cation (H ⁺ ) is used, which, adsorbed on exchange sites in the structure of clay minerals, reduces the thickness of the layer of adsorption-bound water due to its low ability to hydrate and, as a result, reduces the strength of the structure of clayed clay formations. The presence of a strong acid (hydrochloric) in the composition of the used reagents causes an active corrosion effect on the structural elements of the well and downhole equipment, which is undesirable.

Известно применение для разрушения глинистых образований в призабойной зоне пласта [9-11] реагентов, содержащих во всех перечисленных случаях в своем составе катионы аммония (NH⁺). Последние, согласно ранее приведенному ряду активности катионов, обладают низкой энергией гидратации и при адсорбции на поверхности глинистых минералов снижают толщину слоя адсорбционно связанной воды, ослабляя при этом прочность структуры глинистых образований, что приводит к облегчению удаления их из призабойной зоны и повышению продуктивности скважины.It is known that reagents containing ammonium cations (NH ⁺ ) in all of the above cases are used to destroy clay formations in the bottomhole formation zone [9-11]. The latter, according to the previously cited activity of cations, have low hydration energy and, upon adsorption on the surface of clay minerals, reduce the thickness of the layer of adsorption-bound water, while weakening the strength of the structure of clay formations, which makes it easier to remove them from the bottom-hole zone and increase well productivity.

Известно также применение для повышения продуктивности скважины с кольматированной глинистым раствором призабойной зоной состава [12], представляющего собой водный раствор анионоактивного ПАВ (типа алкиларилсульфоната) с неионогенным ПАВ (типа оксиэтилированного алкилфенола), который нагнетают в призабойную зону пласта через скважину. После выдержки составов в призабойной зоне в течение не менее 24 часов (для обеспечения адсорбции поверхностно-активных компонентов на глинистых минералах) скважину осваивают с целью удаления кольматанта из призабойной зоны. Применение указанных составов основано на способности содержащихся в них поверхностно-активных веществ адсорбироваться на гидратированной поверхности глинистых минералов, создавая расклинивающее давление между глинистыми частицами и благодаря этому ослаблять прочность структуры глинистых образований. It is also known to use the composition [12], which is an aqueous solution of an anionic surfactant (such as alkylaryl sulfonate) with a nonionic surfactant (such as ethoxylated alkyl phenol), which is injected into the bottomhole formation zone through the well to increase the productivity of a well with a mudded clay mud by a bottomhole zone [12]. After the compositions are kept in the bottom-hole zone for at least 24 hours (to ensure the adsorption of surface-active components on clay minerals), the well is developed in order to remove the mud from the bottom-hole zone. The use of these compositions is based on the ability of the surfactants contained in them to adsorb on the hydrated surface of clay minerals, creating proppant pressure between clay particles and thereby weaken the structural strength of clay formations.

К недостатку всех приведенных составов относится незначительная адсорбция содержащихся в них поверхностно-активных веществ и обменных катионов на глинистых минералах вследствие блокирования поверхности последних органическими соединениями, присутствующими в глинистых образованиях. По этой причине прочность структуры кольматанта снижается недостаточно для эффективного удаления его из призабойной зоны пласта при освоении скважины. Обоснование возможности блокирования адсорбционных процессов органическими веществами на поверхности глинистых минералов будет рассмотрено ниже. The disadvantage of all of the compositions is a slight adsorption of the surfactants and exchange cations contained therein on clay minerals due to the blocking of the surface of the latter by organic compounds present in clay formations. For this reason, the strength of the colmatant structure is not reduced sufficiently to effectively remove it from the bottomhole formation zone during well development. The justification for the possibility of blocking adsorption processes by organic substances on the surface of clay minerals will be discussed below.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является использование состава [13], содержащего: соляную кислоту - 1-5% (вес.), аммонийсодержащее вещество - 5-50% (вес. ) и воду - остальное, который нагнетают в кольматированную глинистыми образованиями призабойную зону пласта через скважину. При этом за счет адсорбции на глинистых минералах катионов водорода (H⁺) и аммония (NH $\binom{+}{4}$ ), содержащихся в указанном составе, происходит снижение толщины слоя адсорбционно связанной воды на глинистых минералах, что приводит к ослаблению прочности структуры глинистых образований и, как следствие, последние удаляются из призабойной зоны при последующем освоении скважины.The closest in technical essence and the achieved positive effect to the claimed invention is the use of the composition [13], containing: hydrochloric acid - 1-5% (wt.), Ammonium-containing substance - 5-50% (wt.) And water - the rest, which injected into the bottomhole zone of the formation, which is matted with clay formations, through the well. Moreover, due to adsorption on clay minerals of cations of hydrogen (H ⁺ ) and ammonium (NH $\binom{+}{4}$ ) contained in the specified composition, there is a decrease in the thickness of the layer of adsorption-bound water on clay minerals, which leads to a weakening of the strength of the structure of clay formations and, as a result, the latter are removed from the bottomhole zone during the subsequent development of the well.

Помимо присутствия сильной коррозионно-активной соляной кислоты указанный состав имеет другой существенный недостаток, который распространяется и на составы, приведенные в описании аналогов изобретения. Рассмотрим более подробно природу и проявление этого недостатка. In addition to the presence of strong corrosive hydrochloric acid, this composition has another significant drawback, which applies to the compositions described in the description of analogues of the invention. Let us consider in more detail the nature and manifestation of this shortcoming.

Установлено, что в составе глин, которые сложены из чрезвычайно мелких кристаллических частиц небольшой группы минералов, получивших название глинистых минералов, присутствуют молекулы органических соединений, адсорбированные на поверхности минералов [4, с.15]. Кроме этого, органические соединения могут дополнительно адсорбироваться на глинистых минералах при попадании глинистого раствора в призабойную зону пласта, насыщенную углеводородами, а также за счет введения в глинистый раствор различных химических добавок для регулирования процесса бурения или капитального ремонта скважины. Глинистые минералы, обладая значительной емкостью адсорбции различных органических молекул [4, с.351], могут образовывать органоглинистые комплексы [4, с. 342], которые характеризуются высокой степенью коагуляции [4, с. 381] , т.е. способностью формирования прочных конгломератов глинистых минералов. В этих условиях приведение в контакт с глинистыми образованиями составов, содержащих катионы водорода (H⁺) и аммония (NH $\binom{+}{4}$ ), которые способны при адсорбции в обменных местах глинистых минералов привести к уменьшению толщины слоя адсорбционно-связанной воды и тем самым снизить прочность структуры глинистых образований, будет неэффективным, т.к. условия внедрения указанных катионов в обменные места глинистых минералов ограничены блокирующим слоем органических молекул. По этой же причине возможно затруднение адсорбции из используемых составов поверхностно-активных веществ, которые могут создавать расклинивающее давление в структуре глинистых образований.It was established that in the composition of clays, which are composed of extremely small crystalline particles of a small group of minerals, called clay minerals, there are molecules of organic compounds adsorbed on the surface of minerals [4, p.15]. In addition, organic compounds can be additionally adsorbed on clay minerals when a clay solution enters the bottomhole formation zone saturated with hydrocarbons, as well as by introducing various chemical additives into the clay solution to regulate the drilling process or overhaul of the well. Clay minerals, having a significant adsorption capacity of various organic molecules [4, p. 351], can form organic clay complexes [4, p. 342], which are characterized by a high degree of coagulation [4, p. 381], ie the ability to form strong conglomerates of clay minerals. Under these conditions, contacting clay formations of compositions containing hydrogen (H ⁺ ) and ammonium (NH) cations $\binom{+}{4}$ ), which are capable of adsorbing clay minerals in exchange places to reduce the thickness of the layer of adsorption-bound water and thereby reduce the structural strength of clay formations, it will be ineffective, because The conditions for the introduction of these cations into the exchange sites of clay minerals are limited by a blocking layer of organic molecules. For the same reason, it may be difficult to adsorb surfactants from the compositions used, which can create proppant pressure in the structure of clay formations.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности снижения прочности структуры глинистых образований, кольматирующих призабойную зону пласта для обеспечения ее очистки (разглинизации) и восстановления естественной продуктивности скважины. The aim of the invention is to increase the efficiency of reducing the strength of the structure of clay formations that clog the bottomhole formation zone to ensure its cleaning (wining) and restore the natural productivity of the well.

Указанная цель достигается применением в качестве реагента для разглинизации призабойной зоны пласта отхода производства синтетических жирных кислот (СЖК) на стадии промывки водой продуктов жидкофазного окисления углеводородов. This goal is achieved by using as a reagent for mudding the bottomhole formation zone a waste of production of synthetic fatty acids (FFA) at the stage of water washing products of liquid-phase oxidation of hydrocarbons.

Процесс производства СЖК освоен отечественной химической и нефтехимической промышленностью в широком масштабе. На промежуточной стадии получения СЖК методом жидкофазного окисления углеводородов (газового бензина) осуществляют промывку окисленной реагентной смеси водой с целью разделения основного продукта производства (СЖК) и побочных продуктов. Полученные при этом промывочные воды, которые являются отходом производства, содержат в своем составе монокарбоновые кислоты, органические растворители (метилэтилкетон, ацетон, метанол, этанол) и воду. The production process of FFA is mastered by the domestic chemical and petrochemical industry on a large scale. At the intermediate stage of obtaining FFA by liquid-phase oxidation of hydrocarbons (gas gasoline), the oxidized reagent mixture is washed with water in order to separate the main production product (FFA) and by-products. The resulting wash water, which is a waste product, contains monocarboxylic acids, organic solvents (methyl ethyl ketone, acetone, methanol, ethanol) and water.

В табл. 1 приведен компонентный состав промывочных вод, являющихся отходом процесса производства СЖК в АО "Уфанефтехим". In the table. 1 shows the composition of the wash water, which is a waste of the production process of FFA in JSC "Ufaneftekhim".

Как видно из представленных данных, реагент, являющийся отходом производства СЖК, содержит в своем составе смесь слабых органических кислот, способных к диссоциации с образованием катиона водорода (H⁺) и обладающих поверхностно-активными свойствами, а также синергетическую смесь органических растворителей. Плотность отхода производства СЖК (при 20^oC) составляет 1020 кг/м³, вязкость (при 20^oC) - 2,5 мПа с, водородный показатель - 4 ед., температура замерзания - (-15^oC).As can be seen from the data presented, the reagent, which is a waste product of FFA, contains a mixture of weak organic acids capable of dissociation with the formation of a hydrogen cation (H ⁺ ) and with surface-active properties, as well as a synergistic mixture of organic solvents. The density of the waste product of FFA (at 20 ^o C) is 1020 kg / m ³ , the viscosity (at 20 ^o C) is 2.5 MPa s, the pH is 4 units, and the freezing temperature is (-15 ^o C).

Механизм воздействия данного реагента на глинистые образования, кольматирующие призабойную зону пласта, представляется следующим образом. The mechanism of the effect of this reagent on clay formations that clog the bottomhole formation zone is as follows.

При контакте предлагаемого реагента со структурированной дисперсной системой, содержащей глинистые минералы, органические растворители, входящие в состав реагента, связывают органические соединения, адсорбированные на поверхности глинистых минералов, и переводят их в окружающую глинистые минералы дисперсионную среду. При этом катионы водорода (H⁺), образовавшиеся при диссоциации монокарбоновых кислот из данного реагента, получают возможность занять обменные места на деблокированной от органических соединений поверхности глинистых минералов и обеспечить ее дегидратацию (снижение толщины слоя адсорбционно удерживаемой воды), что в конечном счете приводит к снижению прочности структуры глинистых образований по механизму, который описан ранее.Upon contact of the proposed reagent with a structured dispersed system containing clay minerals, the organic solvents that make up the reagent bind the organic compounds adsorbed on the surface of the clay minerals and transfer them into the dispersion medium surrounding the clay minerals. At the same time, hydrogen cations (H ⁺ ) formed during the dissociation of monocarboxylic acids from this reagent are able to occupy exchange sites on the surface of clay minerals unlocked from organic compounds and ensure its dehydration (decrease in the layer thickness of adsorption-retained water), which ultimately leads to reducing the strength of the structure of clay formations by the mechanism described previously.

Положительный эффект использования предлагаемого реагента для разглинизации призабойной зоны объясняется комплексным воздействием его компонентов на состояние структуры глинистых образований: органические растворители обеспечивают деблокирование поверхности глинистых минералов от органических соединений и переводят последние в дисперсионную среду; монокарбоновые кислоты в результате диссоциации образуют катионы водорода, которые, адсорбируясь на поверхности глинистых минералов, обеспечивают ее частичную дегидратацию и, как следствие, снижение прочности структуры глинистых образований. The positive effect of using the proposed reagent for mudding the bottomhole zone is explained by the complex effect of its components on the state of the structure of clay formations: organic solvents provide the release of the surface of clay minerals from organic compounds and transfer the latter into a dispersion medium; monocarboxylic acids as a result of dissociation form hydrogen cations, which, adsorbed on the surface of clay minerals, provide its partial dehydration and, as a result, decrease in the structural strength of clay formations.

Другим положительным свойством предлагаемого реагента по сравнению с известными составами, предусматривающими использование сильных кислот (соляной, серной), является его низкая коррозионная активность. Например, по результатам испытаний на обсадных трубах, выполненных из стали марки "Д", коррозионная активность предлагаемого реагента для металла на 70% ниже, чем для состава, содержащего соляную кислоту, который используется для разглинизации призабойной зоны [13]. Кроме того, присутствующие в предлагаемом реагенте монокарбоновые кислоты и спирты обладают поверхностно-активными свойствами [14], что способствует усилению капиллярной пропитки составом кольматированной пористой среды при выполнении процесса разглинизации призабойной зоны. Another positive property of the proposed reagent in comparison with the known compositions involving the use of strong acids (hydrochloric, sulfuric) is its low corrosivity. For example, according to the results of tests on casing pipes made of steel of grade "D", the corrosion activity of the proposed reagent for the metal is 70% lower than for the composition containing hydrochloric acid, which is used to clay out the bottom hole [13]. In addition, the monocarboxylic acids and alcohols present in the proposed reagent have surface-active properties [14], which contributes to the enhancement of capillary impregnation with the composition of the clogged porous medium during the process of mudding of the bottom-hole zone.

С целью оценки способности реагентов к разрушению структуры глинистых образований проводили сравнительные экспериментальные исследования на специальной установке, основу которой составляют торсионные весы Фигуровского [15] , имеющие перфорированную посадочную площадку для испытываемых образцов глин, которую вместе с образцами помещали в различные среды (реагенты для разглинизации). Перфорация посадочной площадки предназначена для обеспечения удаления продуктов разрушения структуры (разглинизации) испытываемых образцов в процессе проведения исследований. In order to assess the ability of reagents to destroy the structure of clay formations, comparative experimental studies were carried out on a special installation, the basis of which is Figurovsky's torsion balance [15], which has a perforated landing pad for clay samples to be tested, which, together with the samples, were placed in various media (reagents for claying) . Perforation of the landing pad is designed to ensure the removal of the products of the destruction of the structure (wedging) of the tested samples during the research process.

В качестве критерия прочности структуры глинистых образований, по которому проводили оценку воздействия исследуемых сред, использовали гравиметрически фиксируемый показатель потери веса испытываемых образцов на перфорированной площадке весов Фигуровского. Проведенная предварительно оценка и воспроизведение опытов показали на устойчивую корреляцию потери веса испытываемых образцов на весах Фигуровского и кинетики их разрушения при контакте с различными средами. As a criterion for the strength of the structure of clay formations, according to which the impact of the studied media was evaluated, a gravimetrically recorded indicator of the weight loss of the tested samples on the perforated platform of Figurovsky's scales was used. The preliminary assessment and reproduction of the experiments showed a stable correlation of the weight loss of the tested samples on the Figurovsky balance and the kinetics of their destruction upon contact with various media.

В экспериментах исследовались худшие условия кольматации призабойной зоны пласта глинистыми образованиями, когда последние получали путем уплотнения под давлением глинистого теста. Уплотненные образцы глин получали из глинистого раствора, используемого при капитальном ремонте газовых скважин одного из месторождений Республики Башкортостан и состоящего из воды и глинопорошка аскангель, в котором в основном (до 75%) содержатся глинистые минералы монтморилонитовой группы. После частичного обезвоживания глинистого раствора до консистенции глинистого теста с помощью специального приспособления осуществляли заливку пресс-форм глинистым тестом и последующее уплотнение его при давлении 0,5 МПа в течение 2 часов. Подготовленные указанным способом образцы после высвобождения их из пресс-форм имели во всех случаях размер 2 см х 2 см х 2 см и водосодержание 20%. Далее образцы устанавливали на перфорированную площадку весов Фигуровского, которые помещали в исследуемые среды, способные оказывать эффект разглинизации. В качестве исследуемых сред использовали предлагаемый в данном изобретении реагент, являющийся отходом производства СЖК, а также составы, описанные в аналогах и прототипе данного изобретения. Дополнительно проводили контрольный опыт с инертной средой (дистиллированная вода). При проведении исследований в статических условиях контакта образцов с различными средами фиксировали потерю веса испытываемых образцов за счет разрушения их структуры (разглинизации). In experiments, the worst conditions for the mudding of the bottom-hole formation zone by clay formations were studied, when the latter were obtained by compaction of clay dough under pressure. Compacted clay samples were obtained from a clay solution used in the overhaul of gas wells in one of the fields of the Republic of Bashkortostan and consisting of ascangel water and clay powder, which mainly (up to 75%) contains clay minerals of the montmorilonite group. After partial dehydration of the clay solution to the consistency of the clay dough using a special device, molds were filled with clay dough and then compacted at a pressure of 0.5 MPa for 2 hours. The samples prepared by this method after releasing them from the molds in all cases had a size of 2 cm x 2 cm x 2 cm and a water content of 20%. Next, the samples were installed on the perforated platform of the Figurovsky balance, which was placed in the studied medium, capable of exerting a wedging effect. As the studied media used in the present invention, the reagent, which is a waste product of FFA, as well as the compositions described in the analogues and prototype of this invention. Additionally, a control experiment was performed with an inert medium (distilled water). When conducting studies under static conditions of contact of samples with various media, we recorded the weight loss of the tested samples due to the destruction of their structure (wedging).

Результаты экспериментов приведены в табл.2. The experimental results are shown in table.2.

Как видно из представленных в табл. 2 данных, предлагаемый в изобретении реагент оказывает лучшее действие по разглинизации испытываемых образцов по сравнению с другими исследуемыми средами, что подтверждает изложенную в данном изобретении модель физико-химического воздействия отхода производства СЖК на прочность структуры глинистых образцов. As can be seen from the table. 2 data, the reagent proposed in the invention exerts a better effect on the claying out of the test samples in comparison with other test media, which confirms the model of physicochemical effect of FFA production waste on the strength of the structure of clay samples described in this invention.

По результатам проведенных экспериментов продолжительность выдержки предлагаемого в изобретении реагента при контакте с кольматирующим глинистым материалом для достижения наилучшего эффекта разглинизации должна составлять 10-20 час, что связано с протеканием в дисперсной системе процессов растворения органических соединений и адсорбции обменных катионов. According to the results of the experiments, the exposure time of the reagent proposed in the invention in contact with the clogging clay material in order to achieve the best wining effect should be 10-20 hours, which is associated with the dissolution of organic compounds and adsorption of exchangeable cations in the dispersed system.

Разглинизацию призабойной зоны пласта предлагаемым реагентом осуществляют путем нагнетания его через скважину в пласт в объеме, достаточном для заполнения кольматированной глинистыми образованиями области пласта, выдерживаний реагента в пласте для физико-химического взаимодействия с кольматантом в течение 10-20 час и освоения скважины для удаления продуктов разглинизации. The bottom hole formation zone is proposed by the reagent to be injected through the well into the formation in an amount sufficient to fill the area of the formation that is clogged with clay formations, maintain the reagent in the formation for physicochemical interaction with colmatant for 10-20 hours and develop the well to remove the clay products .

Помимо лабораторных экспериментов дополнительно была осуществлена проверка предлагаемого реагента для разглинизации призабойной зоны пласта в промысловых условиях Канчуринского подземного хранилища газа. В качестве объектов для испытания были выбраны газовые скважины NN 333 и 348, введенные в эксплуатацию после консервации, вызванной проведением капитального ремонта с использованием глинистого раствора. Проведенные после освоения скважин по обычной технологии контрольные замеры их производительности по газу имели низкие значения в сравнении с производительностью близлежащих на структуре скважин, которые находятся в идентичных геологических условиях (по данным анализа разреза скважин геофизическими методами). Отработка скважин на отбор газа в течение 6 месяцев не привела к изменению их продуктивных характеристик, что можно было бы в противном случае объяснить самоочисткой призабойной зоны от кольматирующего глинистого материала. Шаблонирование скважин показало на присутствие на забое значительного количества уплотненного глинистого материала, что позволило высказать предположение о возможности нахождения последнего и в призабойной зоне. С целью улучшения продуктивности скважин на них был проведен комплекс мероприятий по реагентной разглинизации призабойной зоны. Первоначально скважина N 333 была подвергнута физико-химической обработке с использованием состава, приведенного в аналоге предлагаемого изобретения [12] . Проведенные впоследствии контрольные замеры производительности не показали на улучшение продуктивности скважины. В дальнейшем на скважинах NN 333 и 348 были проведены мероприятия по разглинизации призабойной зоны с использованием предлагаемого в данном изобретении реагента - отхода производства СЖК. В указанные скважины было закачано по 10 м³ отхода производства СЖК, которые были продавлены в призабойную зону пласта водой. После выдержки реагента в течение 20 часов скважины освоили и отработали до сухого газа. При освоении скважин наблюдали интенсивный вынос кольматирующего материала, представленного глинистыми частицами. Проведенные в дальнейшем контрольные замеры производительности скважин диафрагменным измерителем критического течения и сравнение их с замерами, осуществленными на одинаковых режимах исследования (по диаметру диафрагмы) до использования предлагаемого реагента, показали на существенное улучшение производительности скважин после физико-химической обработки (табл.3).In addition to laboratory experiments, the proposed reagent was additionally tested to mud out the bottom-hole formation zone in the field conditions of the Kanchurinsky underground gas storage. As objects for testing, gas wells NN 333 and 348 were selected, put into operation after conservation, caused by overhaul using clay mud. After the development of the wells using conventional technology, control measurements of their gas productivity were low in comparison with the productivity of wells nearby on the structure, which are in identical geological conditions (according to analysis of the well section by geophysical methods). The development of gas sampling wells for 6 months did not lead to a change in their productive characteristics, which could otherwise be explained by self-cleaning of the bottom-hole zone from clogging clay material. Well patterning revealed the presence of a significant amount of compacted clay material at the bottom, which made it possible to suggest the possibility of the latter being in the bottomhole zone. In order to improve the productivity of wells, a set of measures was taken on them for the reagent claying of the bottom-hole zone. Initially, well N 333 was subjected to physico-chemical treatment using the composition shown in the analogue of the invention [12]. Subsequent control measurements of productivity did not show an improvement in well productivity. In the future, at wells NN 333 and 348, measures were taken to mud the bottom-hole zone using the reagent proposed in this invention — waste from the production of FLC. Each of these wells was pumped with 10 m ^{3 of} waste from the production of FFA, which were pushed into the bottomhole formation zone with water. After holding the reagent for 20 hours, the wells were mastered and worked out to dry gas. During well development, an intensive removal of the clogging material, represented by clay particles, was observed. The subsequent control measurements of the productivity of the wells with a critical flow diaphragm meter and their comparison with the measurements carried out at the same research modes (according to the diameter of the diaphragm) before using the proposed reagent showed a significant improvement in the productivity of the wells after physicochemical treatment (Table 3).

Предлагаемый в изобретении реагент для разглинизации призабойной зоны пласта, помимо своей технологической эффективности, является недорогостоящим отходом производства по сравнению с реагентами, описанными в аналогах и прототипе данного изобретения, которые представляют собой достаточно сложные конечные продукты органического и неорганического синтеза. Предлагаемый реагент включает в себя малотоксичные химические соединения, относящиеся к III-IV классу опасности вредных веществ. In addition to its technological efficiency, the reagent for wedging the bottomhole formation zone of the invention is an inexpensive production waste compared to the reagents described in the analogues and prototype of the present invention, which are rather complex end products of organic and inorganic synthesis. The proposed reagent includes low toxic chemical compounds belonging to the III-IV hazard class of harmful substances.

Источники информации:
1. Тиксотропия и реопексия глинистых суспензий. Науч.- тем. обзор. Сер. Бурение. М.: ЦНИИНЕФТЕГАЗ, 1965, с. 6-18
2. Жуховицкий С. Ю. Регулирование параметров глинистых растворов. М., Гостоптехиздат, 1960, с. 9-15.Sources of information:
1. Thixotropy and reopexy of clay suspensions. Scientific. overview. Ser. Drilling. M .: TsNIINEFTEGAZ, 1965, p. 6-18
2. Zhukhovitsky S. Yu. Regulation of clay solution parameters. M., Gostoptekhizdat, 1960, p. 9-15.

3. Злочевская P. И. Связанная вода в глинистых грунтах, М.: Из-во МГУ, 1969, с. 14-33. 3. Zlochevskaya P. I. Bound water in clay soils, M.: From Moscow State University, 1969, p. 14-33.

4. Грим Р. Э. Минералогия и практическое использование глин. М.: Из-во "Мир", 1967. 4. Grim R. E. Mineralogy and the practical use of clays. M .: Because of the "Mir", 1967.

5. Дерягин Б.В. Чураев Н.В. Овчаренко Ф.Д. Вода в дисперсных системах. М.: Химия, 1989, с. 31-45. 5. Deryagin B.V. Churaev N.V. Ovcharenko F.D. Water in dispersed systems. M .: Chemistry, 1989, p. 31-45.

6. Ребиндер П.А. Адсорбционные слои и их влияние на свойства дисперсных систем. Изв. АН СССР, ОМЕН, сер. хим. N 5 т. 639, 1936. 6. Rebinder P.A. Adsorption layers and their influence on the properties of disperse systems. Izv. USSR Academy of Sciences, OMEN, ser. Chem. N 5 t. 639, 1936.

7. Патент США N 3572416. 7. US patent N 3572416.

8. Патент США N 3572440,
9. Авторское свидетельство СССР N 1838367 "Состав для реагентной разглинизации скважин".8. US patent N 3572440,
9. USSR author's certificate N 1838367 "Composition for reagent wedging of wells."

10. Патент США N 4089787. 10. U.S. Patent No. 4,089,787.

11. Патент США N 4090563. 11. US patent N 4090563.

12. Патент США N 2580765. 12. U.S. Patent No. 2,580,765.

13. Авторское свидетельство СССР N 1792483 "Способ разглинизации призабойной зоны пласта". 13. Copyright certificate of the USSR N 1792483 "Method for claying bottom-hole formation zone."

14. Абрамзон А.А. Поверхностно-активные вещества. М., Химия, 1975. 14. Abramzon A.A. Surfactants. M., Chemistry, 1975.

15. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. М. Химия, 1976. 15. Voyutsky S.S. The course of colloid chemistry. M. Chemistry, 1976.

Claims

The use of synthetic fatty acid production wastes at the stage of washing products of liquid-phase oxidation of hydrocarbons as a reagent for the destruction of clogging clay formations in the bottom-hole formation zone after drilling or overhaul of a well.