Увеличение продуктивности скважин за счет изменения смачиваемости коллектора

Изменение смачиваемости коллектора призабойной зоны скважины может стать довольно перспективным методом по­вышения продуктивности газоконденсатных скважин. Как уже отмечалось выше, процесс накопления ретроградного конден­сата у забоя скважин и изменение скорости фильтрации газа в значительной мере зависят от вида фазовых проницаемостей. Фазовые проницаемости в призабойной зоне скважин могут изменяться обработкой этой зоны растворами ПАВ и других химических веществ, которые разрушают адсорбированную на поверхности породы пленку конденсата и гидрофилизируют породу. Приходится признать, что в настоящее время проблема изменения смачиваемости коллектора в прискважинной зоне пласта изучена еще в недостаточной мере. Одной из немногих работ, посвященной решению данной проблемы, является ра­бота Р. М. Кондрата [3], в которой в качестве растворов ПАВ для воздействия на смачиваемость породы пласта пред­лагаются растворы блоксополимеров окисей этилена и про­пилена ГДПЭ-108.

Перечисленные ПАВ были рекомендованы в [3] на основе широкого комплекса лабораторных исследований их адсорбци­онных и смачивающих свойств. Исследования адсорбции блок­сополимеров из воды и растворов различных химических ве­ществ проводили на экстрагированном и обработанном конден­сатом кварцевом песке в статических и динамических условиях. В качестве растворителей использовали дистиллированную во­ду, метанол, 12 %-ный раствор соляной кислоты и 10 %-ный раствор хлористого кальция. Массовая доля блоксополимера (ГДПЭ-108) в растворителе составляла 0,0625; 0,125; 0,25; 0,5; 1 и 2 %. При изучении адсорбции блоксополимеров в статических условиях в пробирку засыпали 10 г экстрагированного кварцевого песка и заливали 20 г исследуемого раствора. Рас­твор выдерживали в контакте с песком при периодическом перемешивании в течение 2, 8, 24 и 48 ч. После этого раствор сливали и определяли поверхностное натяжение его на границе с воздухом и по натяжению, используя тарировочную кривую, находили концентрацию ПАВ в растворе. Количество адсорби­рованного ПАВ вычисляли по разности содержания его в рас­творе по адсорбции и после нее. В опытах по изучению адсорб­ции ПАВ из растворов на кварцевом песке в динамических условиях через кернодержатель с навеской 10 г песка (экстраги­рованного или обработанного конденсатом) пропускали с по­стоянной скоростью исследуемый раствор ПАВ. После прохож­дения определенного объема раствора через песок замеряли концентрацию в нем ПАВ. Опыты по десорбции ПАВ проводи­ли путем прокачки через песок дистиллированной воды и угле­водородного конденсата.

Полученные в [3] экспериментальные данные указывают на возможность периодической обработки прискважинных зон газоконденсатных пластов растворами ПАВ для изменения их смачиваемости. Достаточно хорошая адсорбция этих веществ на поверхности некоторых типов пород хорошо видна из рис. 4, на котором представлены изотермы адсорбции блок- сополимера ГДПЭ-108 из некоторых растворителей соответст­венно на экстрагированном песке в статических условиях. Для всех исследованных растворов количество адсорбированного вещества увеличивается с ростом содержания его в растворе и времени адсорбции. Наибольшее количество ПАВ адсорбиру­ется из раствора 12 %-ной соляной кислоты. Затем в порядке уменьшения адсорбции располагаются метанол, вода и 10 %-ный раствор хлористого кальция. В зависимости от типа рас­творителя оптимальная массовая доля ГДПЭ-108 в нем состав­ляет 0,8—1,2 %.

Опыты по адсорбции ПАВ в динамических условиях прово­дились автором работы [3] с растворами ГДПЭ-108 в воде (экстрагированный песок) и метаноле (обработанный конденса­том песок) с массовой долей 0,0625; 0,125; 0,25; 0,5; 1 % при различной скорости фильтрации их через образец несцементиро­ванного песчаника длиной 5,8 см и диаметром 1,17 см. Они показали, что, как и в статических условиях, из метанольных растворов ГДПЭ-108 адсорбируется большее количество ПАВ, чем из раствора ГДПЭ-108 в воде (рис. 5).

Рис. 4 Изотермы адсорбции на экстрагированном песке блоксополимера на основе оксида этилена и пропилена ГДПЭ-108 (1-4), метанола (1’-4’) и соляной кислоты (1”-4”) при продолжительности времени адсорбции, час (по данным опытов Р.М. Кондрата): 1-2; 2-8; 3-24; 4-48

Рис. 5 Зависимости количества адсорбционного на экстрагированном песке блоксополимера на основе оксида этилена и пропилена ГДПЭ0108 от соотношения объема раствора и порового объема при скорости фильтрации 6,1 и 74,4 мкм/с (по данным опытов Р.М. Кондрата): 1,2,3 и 4 – концентрация ПАВ в растворе (%) соответственно – 0,0625; 0,125; 0,5 и 1,0

Скорость фильт­рации мало влияет на значение адсорбции. Так, при прокачке через образец несцементированного песчаника десяти поровых объемов раствора ПАВ получены близкие значения адсорбции. Однако в связи с малой продолжительностью взаимодействия раствора с пористой средой для получения того же эффекта в динамических условиях требуются значительно большие, чем в статических условиях, объемы растворов ПАВ. Данные ре­зультаты указывают на необходимость при обработках скважин закачивать растворы в призабойную зону пласта с максимально возможной скоростью с последующей выдержкой их в пористой среде в течение 8 ч. При прокачке через пористую среду 2—2,5 поровых объемов метанольного раствора ГДПЭ-108 с массовой долей 0,25 % при скорости фильтрации 6,11 • 10 м/с с поверх­ности песка полностью удаляется углеводородная пленка, а изо­терма адсорбции из области отрицательных значений переходит в область положительных значений.

В опытах по десорбции после достижения определенной адсорбции ГДПЭ-108 на кварцевом песке через образец порис-той среды прокачивали дистиллированную воду. Количество адсорбированного на песке ПАВ существенно снижается при прокачке первых четырех поровых объемов воды (см. рис. 5), затем изменяется медленно. Для уменьшения количества адсор­бированного ПАВ в 2 раза необходимо прокачать через образец 250 поровых объемов воды. Приведенные данные свидетельст­вуют о высоких адсорбционных свойствах блоксополимеров.

Исходя из результатов проведенных исследований, Р. М. Кон­дратом был разработан метод физико-химических обработок призабойных зон газоконденсатных скважин с целью повышения их продуктивности. Он включает удаление пленки конденсата с поверх­ности поровых каналов с последующей их гидрофилизацией. Для обработок скважин предлагается использовать растворы блоксо-полимера ГДПЭ-108 в метаноле или воде с массовой долей их в 1 %. Возможный вариант реализации метода—предварительная очистка призабойной зоны пласта от тяжелых углеводородов с помощью углеводородных растворителей.

Тем не менее следует признать, что проблема повышения продуктивности газоконденсатных скважин путем изменения смачиваемости коллектора в прискважинной зоне пласта требует дальнейшего изучения. Описанные в литературе эксперименталь­ные данные в основном касаются вопросов адсорбции ПАВ на поверхности пород и в меньшей мере описывают сам процесс изменения смачиваемости породы. Для создания соответству­ющих технологий воздействия на призабойную зону пластов необходимо также провести соответствующие теоретические и промысловые исследования.