Исследование образования высокопроводящих каналов при воздействии глинокислотными составами на терригенный коллектор с высоким содержанием быстрореагирующих минералов

Введение. Описывается неоднократно наблюдаемое явление образования высокопроводящих каналов («червоточин») в терригенном коллекторе при проведении фильтрационных исследований на керне месторождений Западной Сибири. Подробно приводится накопленный опыт других исследователей по данному явлению.
Цель — описание, обобщение и анализ многочисленных результатов лабораторных исследований, формирование гипотезы по природе наблюдаемого явления (кратное увеличение проницаемости образцов терригенного коллектора за счёт образования сквозных червоточин — высокопроводящих каналов).
Материалы и методы. Приведены результаты физико-химических, фильтрационных, рентгено-томографических исследований процесса воздействия кислотных составов на полимиктовый коллектор. Исследования проводились по двум месторождениям из разных регионов, приведены результаты более ранних исследований по трём месторождениям в Западной Сибири. Подробно исследованы все направления подбора эффективной технологии обработки призабойной зоны пласта (ОПЗ) для рассматриваемых месторождений.
Результаты. Сформирована гипотеза управления процессом образования червоточин при воздействии глинокислотным составом на терригенный (полимиктовый) коллектор, которая соотносится с результатами проведенных исследований и накопленным мировым опытом. Обозначены дальнейшие направления исследований для формирования практической теории высокоэффективных ОПЗ на терригенном коллекторе.
Заключение. Осознанное управление процессом образования червоточин при кислотной обработке на терригенном коллекторе расширяет потенциал применимости ОПЗ, повышая доступность трудноизвлекаемых запасов.

1. Crowe C., Masmonteil J., Thomas R. Trends in matrix acidizing. Oilfi eld Review. 1992;4(4):24–40.

2. Сидоровский В.А. Вскрытие пластов и повышение продуктивности скважин / В. А. Сидоровский. — М.: Недра, 1978. — 256 с.

3. Economides M.J., Nolte K.G. et al. Reservoir Stimulation. 3rd ed. New York: Wiley; 2000.

4. Ali S.A., Kalfayan L., Montgomery C. Acid stimulation. Richardson: Society of Petroleum Engineers; 2016. https://doi.org/10.2118/9781613994269

5. Kalfayan L. Production Enhancement with Acid Stimulation. 2nd ed. Tulsa: PennWell Books; 2008. 336 p.

6. Maltsev A., Shcherbakov G. The development of the trends in formation damage removal technologies in sandstone reservoirs. SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control. Lafayette, Louisiana, USA, February 2020. SPE-199321-MS. https://doi.org/10.2118/199321-MS

7. Shcherbakov G., Maltsev A., Zimin A. The development of chemical stimulation method trends in sandstone reservoirs. SPE Russian Petroleum Technology Conference. Moscow, Russia, October 2019. SPE-196992-MS. DOI: 10.2118/196992MS

8. Leong V.H., Ben Mahmud H. A preliminary screening and characterization of suitable acids for sandstone matrix acidizing technique: a comprehensive review // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2019. — Vol. 9, no. 1. — Pp. 753–778. https://doi.org/10.1007/s13202-018-0496-6/

9. Shechter R.S. Oil Well Stimulation. Englewood Cliff s: Prentice-Hall; 1992.

10. Smith C.F., Ross W.M., Hendrickson A.R. Hydrofluoric Acid Stimulation—Developments for Field Application // Journal of Petroleum Technology. 1965. — Vol. 17, no. 02. — Pp. 215–222. SPE-1284-MS. https://doi.org/10.2118/1284-MS

11. Kalfayan L.J., Metcalf A.S. Successful sandstone acid design case histories: exceptions to conventional wisdom. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. Dallas, Texas, October 2000. SPE-63178-MS. https://doi.org/10.2118/63178-MS

12. Липчинский К.Н. Физико-химические основы создания модифицированных кислотных растворов и их фильтрация в терригенных породах: дис. … канд. хим. наук. Тюмень: Тюменский государственный университет, 2010. 172 с.

13. Thomas R.L., Nasr-El-Din H.A., Mehta S., Hilab V., Lynn J.D. Channel vs. matrix sandstone acidizing of a HT/HP reservoir in Saudi Arabia. SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control. 2002; SPE-73702MS. https://doi.org/10.2118/73702-MS

14. Bartko K.M., Newhouse D.P., Andersen C.A., Treinen R.J. The Use of CT Scanning in the Investigation of Acid Damage to Sandstone Core. SPE Formation Damage Control Symposium. Lafayette, Louisiana, February 1995. https://doi.org/10.1385/FSMP:3:1:65

15. Li C., Xie T., Pournik M., Zhu D., Hill A.D. Fine-scale simulation of sandstone acidizing // Journal of Energy Resources Technology. 2005. — Vol. 127, no. 3. — Pp. 225–232. https://doi.org/10.2523/90428-MS

16. Xie T., Zhu D., Hill A.D. An experimental and modeling investigation of acid-created channels in sandstone. SPE European Formation Damage Conference and Exhibition. 2005; SPE-94566-MS. https://doi.org/10.2118/94566-MS

17. Глущенко В.Н. Нефтепромысловая химия. Том IV Кислотная обработка скважин / В.Н. Глущенко, М.А. Силин; под ред. И.Т. Мищенко. М., 2010. – 703 с.

18. Razhetdinov U.Z., Garifullin Sh.S., Loginov V.G., Aptikaev R.S. [Primenenie biflorid florida ammoniya dlya obrabotki skvazhin] // Ne` yanoye Khozyaystvo. 1984;(4):66–68. (In Russ.)

19. Walsh M.P., Lake L.W., Schechter R.S. A Description of Chemical Precipitation Mechanisms and Their Role in Formation Damage During Stimulation by Hydrofluoric Acid // Journal of Petroleum Technology. 1982. — Vol. 34, no. 09. — Pp. 2097–2112. https://doi.org/10.2118/10625-PA

20. Gdanski R.D. Kinetics of the primary reaction of HF on alumino-silicates // SPE Production & Facilities. 2000. — Vol. 15, no. 4. — Pp. 279–287. https://doi.org/10.2118/66564-PA

21. Gdanski R.D. Kinetics of the Secondary Reaction of HF on alumino-silicates. SPE International Symposium on Oilfi eld Chemistry. Houston, Texas, February 1997. https://doi.org/10.2118/59094-PA

22. Gdanski R.D. Kinetics of Tertiary Reaction of HF on alumino-silicates. SPE Formation Damage Control Symposium. Lafayette, Louisiana, February 1996. https://doi.org/10.2118/31076-MS

23. Abdelmoneim S.S., Nasr-El-Din H.A. Determining the Optimum HF Concentration for Stimulation of High-Temperature Sandstone Formations. SPE Production and Operations Symposium. Oklahoma City, Oklahoma, USA, March 2015. https://doi.org/10.2118/174203-MS

24. Civan F. Reservoir Formation Damage: Fundamentals, Modelling, Assessment, and Mitigation. 2nd ed. Burlington: Gulf Professional Publishing (Elsevier); 2007.

25. Bedrikovetsky P. Formation Damage: Mathematical Modelling and Simulation, Formation Evaluation and Production. 1st ed. Moscow: Gubkin Russian State University of Oil and Gas; 2011. 468 p.

26. Хасанов М.М., Мальцев А.А. Моделирование кислотной обработки полимиктового коллектора // Записки Горного института. — 2021. — Т. 251. — С. 678–687. https://doi.org/10.31897/PMI.2021.5.7