Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Кислотные обработки и способы их математического моделирования . 12
1.1. Тенденции развития технологии кислотных обработок 12
1.2. Механизм образования "червоточин" в карбонатной пористой среде 20
1.3. Основные направления математического моделирования процесса кислотных обработок 26
ГЛАВА 2. Физико-химические аспекты взаимодействия кислот с карбонатными коллекторами 32
2.1. Растворимость карбонатных материалов в соляной кислоте 32
2.2. Кинетика реакции соляной кислоты с карбонатами 36
2.3. Лабораторные методы определения кинетических параметров реакции 42
ГЛАВА 3. Моделирование процесса кислотной обработки карбонатных пластов 50
3.1. Обоснование принятых допущений 50
3.2. Основные уравнения, описывающие распространение кислоты в карбонатной породе. 54
3.3. Линеаризация и приведение к безразмерному виду системы уравнений 56
3.4. Аналитическое решение задачи о закачке в карбонатный пласт раствора соляной кислоты для нулевого порядка реакции 60
3.5. Аналитическое решение задачи о закачке в карбонатный пласт раствора соляной кислоты для первого порядка реакции 66
ГЛАВА 4. Определение эффективности процесса кислотных обработок 70
4.1. Петрофизическая модель пористой среды после образования "червоточин" 70
4.2. Оценка эффективности кислотной обработки в безразмерных параметрах 74
4.3. Прикладные задачи связанные с формированием "червоточин" в призабойной зоне скважин 82
Заключение 87
Перевод размерностей в систему СИ 90
Библиографический список использованной литературы 91
- Основные направления математического моделирования процесса кислотных обработок
- Лабораторные методы определения кинетических параметров реакции
- Аналитическое решение задачи о закачке в карбонатный пласт раствора соляной кислоты для нулевого порядка реакции
- Прикладные задачи связанные с формированием "червоточин" в призабойной зоне скважин
Введение к работе
Актуальность проблемы. Кислотные обработки карбонатных коллекторов являются наиболее распространенным способом химического воздействия на призабойную зону скважин для интенсификации добычи нефти. Несмотря на многолетний опыт применения и большой объем проведенных исследований, направленных на совершенствование и повышение эффективности метода, значительная часть обработок дает не высокие результаты. По различным оценкам, успешность проведения кислотных обработок на многих месторождениях не превышает 30%. Так как работы по кислотной обработке не требуют высоких затрат, то разработке более дорогостоящих технологий и детальному исследованию процесса не уделяется существенное внимание.
Все это привело к тому, что на сегодняшний день существуют различные технологии проведения кислотных обработок от кислотных ванн с «нулевой» скоростью обработки до критических скоростей с превышением давления разрыва с формированием кислотного ГРП. Однако, при наличии широкого спектра кислотных систем до сих пор нет ясности при каких условиях наиболее эффективно применять ту или иную технологию; на практике сложившиеся методики выбора технологии отсутствуют.
С другой стороны, на экспериментальном уровне доказано наличие оптимального режима закачки, зависящее от безразмерного числа Дамкелера (Damkohler) и связанное с формированием «червоточин» в процессе кислотной обработки. Применение выводов этих экспериментов на промысловом уровне отсутствует, так как недостаточно разработана теоретическая база, описывающая данные эффекты.
Цель работы. Создание математической модели кислотных обработок скважин, которая учитывает явление образования «червоточин» и основывается на результатах экспериментальных исследований. Анализ влияния основных параметров процесса на эффективность кислотных обработок скважин.
Основные задачи исследований:
Обработка данных лабораторных экспериментов по изучению кинетики химических реакций кальцитов и доломитов с соляной кислотой, определение порядка реакции и констант скорости.
Создание физико-математической модели распространения кислоты в карбонатном пласте с учетом образования «червоточин», зависящей от безразмерного комплекса подобия, аналогичного числу Дамкелера.
Разработка петрофизической модели, учитывающей эффект формирования «червоточин» и результаты экспериментальных исследований на керне.
Анализ влияния основных безразмерных параметров. Поиск «оптимальных» условий закачки кислотных составов. Разработка практических рекомендаций для повышения эффективности кислотных обработок скважин.
Методы решения поставленных задач. Для решения поставленных задач использовались методы экспериментального исследования кинетики химической реакции образцов керна карбонатной породы с соляной кислотой, обработка полученных данных, анализ и обобщение результатов проведенных лабораторных исследований, методы механики многофазных сред для описания многокомпонентной фильтрации раствора кислоты, подход Козени-Кармана для получения петрофизической модели, связывающей распределение проницаемости и пористости.
Защищаемые положения:
Порядок химических реакций соляной кислоты с основными компонентами карбонатной породы — кальцитами и доломитами; константы скорости поверхностной реакции соляной кислоты с кальцитами и доломитами.
Петрофизическая модель пористой среды, учитывающая явление образования «червоточин».
Математическая модель процесса закачки кислоты в карбонатный пласт, содержащая четыре безразмерных параметра.
Результаты математического моделирования, показывающие влияние явления образования «червоточин» на эффективность кислотной обработки.
Научная новизна:
Установлены кинетические уравнения реакции кальцитов и доломитов с содержанием основного вещества не менее 90 %, определены константы скорости реакций.
На основе капиллярной модели пористой среды с учетом результатов описанных в литературе экспериментальных исследований разработана петрофизическая модель, связывающая проницаемость с пористостью с учетом формирования «червоточин».
Разработана математическая модель процесса кислотной обработки скважин с учетом образования «червоточин», линеаризация которой позволила получить аналитическое решение задачи о закачке кислоты в скважину для нулевого и первого порядков реакции.
Установлен характер влияния основных безразмерных параметров на прирост дебита скважины. Показано, что учет явления образования «червоточин» позволяет определить технологические параметры процесса кислотной обработки, при которых достигается максимальный прирост дебита скважины при ограничении забойного давления ниже давления разрыва горной породы.
Практическая значимость работы:
Разработана методология учета явления формирования «червоточин» при математическом моделировании процесса кислотной обработки призабойной зоны скважин. Установлено влияние безразмерных параметров (начальная пористость и концентрация, безразмерный объем оторочки, число Дамкелера) на прирост дебита после кислотной обработки. Созданная физико-математическая модель процесса закачки кислоты в карбонатный пласт может служить основой для разработки универсальной методики кислотных обработок, позволяющей определить параметры закачки раствора кислоты для достижения максимальной эффективности обработки.
Достоверность результатов обусловлена тем, что моделирование процесса кислотных обработок основано на общепринятых уравнениях сохранения масс компонентов потока с учетом данных экспериментальных исследований на керне и результатов лабораторных исследований по кинетике химических реакций, проведенных в
соответствии опубликованными руководствами и государственными стандартами.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
-
Научно-практическая конференция молодых специалистов и студентов ЗАО «Тюменский институт нефти и газа» (Тюмень, 2008, 2009);
-
Российская конференция «Многофазные системы: природа, человек, общество», посвященной 70-летию академика Р.И. Нигматулина (Уфа, 2010);
-
Российская техническая нефтегазовая конференция и выставка SPE (Москва, 2010).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 4 работах, список которых приведен в конце автореферата, включая 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК России.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы. Объем диссертации составляет 98 страниц, включая 4 таблицы, 29 рисунков и список литературы из 86 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.ф-м.н., профессору К.М. Федорову, идеи которого легли в основу диссертации.
Основные направления математического моделирования процесса кислотных обработок
Метод используют для очистки забоя скважин с открытым стволом в зоне продуктивного пласта. Этот метод применяют перед последующей закачкой раствора в ПЗП (призабойную зону пласта). На первом этапе обработки данным способом удаляют механической очисткой основную массу цементной корки и других загрязнений. Затем определяют пластовое давление и статистический уровень в скважине. Кислотный раствор в течение всего периода реагирования должен занимать только интервал пласта.
Кислотные ванны применяются во всех скважинах с открытым забоем после бурения и при освоении, для очистки поверхности забоя от остатков цементной и глинистой корки, продуктов коррозии, кальцитовых выделений из пластовых вод и др. Для скважин, забой которых обсажен колонной и перфорирован, кислотные ванны проводить не рекомендуют. Применяется раствор НС1 повышенной концентрации (15-20%), так как его перемешивания на забое не происходит [22, 75].
Простые кислотные обработки. Предназначены для разработки порового пространства ПЗП и очистки его от загрязняющего материала. При многократных обработках для каждой последующей операции растворяющая способность раствора должна увеличиваться за счет наращивания объема закачиваемого раствора, повышения концентрации кислоты, а также и за счет увеличения скорости закачки. Обычная концентрация раствора - 12 %, максимальная - 20 % [28].
Простые кислотные обработки, как правило, осуществляются с помощью одного насосного агрегата в тщательно промытой и подготовленной скважине без применения повышенных температур и давления. При парафинистых и смолистых отложениях в НКТ и на забое их удаляют промывкой скважины соответствующими растворителями: керосином, пропан-бутановыми фракциями и другими нетоварными продуктами предприятий нефтехимии. При открытом забое кислотная обработка проводится только после кислотной ванны. После закачки расчетного объема раствора кислоты закачивают продавочнуїо жидкость в объеме, равном объему насосно-компрессорной трубы (НКТ).
Время выдержки кислоты зависит от многих факторов. Лабораторные опыты показывают, что кислота реагирует с карбонатами очень быстро, особенно в пористой среде. Повышенная температура ускоряет реакцию, а, следовательно, сокращает время выдержки кислоты на забое. При низких температурах, открытом забое и сохранении объема кислоты в пределах обрабатываемого интервала выдержка продолжается от 8 до 24 ч, при задавливании всей кислоты в пласт при пластовой температуре 15-30С -до 2 ч, при температуре 30-60С - 1-1,5 ч. При более высоких температурах выдержка не планируется, так как перевод скважины на режим эксплуатации потребует больше времени, чем это нужно для полной нейтрализации кислоты [29].
Кислотная обработка под давлением. При простых обработках кислота проникает в хорошо проницаемые прослои, улучшая их и без того хорошую проницаемость. Плохо проницаемые прослои остаются неохваченными. Для устранения этого недостатка, связанного со слоистой неоднородностью пласта, применяют кислотные обработки под повышенным давлением, превышающим давление разрыва горной породы (кислотный гидроразрыв). При этом четко выраженные высокопроницаемые прослои изолируются пакерами или предварительной закачкой в эти прослои буфера - высоковязкой эмульсии типа кислота в нефти. Таким способом при последующей закачке кислотного раствора можно значительно увеличить охват пласта по толщине воздействием кислоты.
Кислотные обработки под давлением обычно является третьей операцией после ванн и простых кислотных обработок. Обычно перед их проведением продуктивный пласт изучается для выявления местоположения поглощающих прослоев и их толщины. Для предохранения обсадной колонны от высокого давления у кровли пласта на НКТ устанавливают пакер с якорем. Для изоляции или для снижения поглотительной способности высокопроницаемых прослоев в пласт нагнетают эмульсию.
Эмульсия обычно составляется из 70% по объему раствора НС1 и 30% нефти. Обычно на 1 м толщины высокопроницаемого прослоя необходимо 1,5-2,5 м эмульсии. Рабочий раствор закачивается в тех же объемах, что и при простых кислотных обработках. Эмульсия в объеме НКТ и подпакерного пространства закачивается при открытом затрубном пространстве и негерметизированном пакер е [7].
Селективные кислотные обработки предполагают последовательное закачивание в пласт вязких жидкостей (эмульсий, раствора полимеров) и кислотных растворов (состав и объем которых планируется, как обычно). Селективные кислотные обработки применяют для повторных обработок (третьих, четвертых и т.д.). Вязкая жидкость, нагнетаемая перед кислотной обработкой, наполняет высокопроницаемую часть пласта, подвергнутую кислотному воздействию при предыдущих кислотных обработках, и содействует направлению потока кислотного раствора в зоны пласта, еще не подвергнувшиеся обработке. Вследствие этого эффективность повторных кислотных обработок возрастает [76, 81].
В целом достоинство селективной кислотной обработки состоит в том, что максимальное положительное действие кислоты достигается посредством ее попадания только в заданный участок. Помимо того, что кислота не поступает в непродуктивные зоны, она может направляться на менее проницаемые участки, в которые в ином случае не попадет. Кроме того, кислота может быть отведена от любых известных обводненных зон, на которые обработка не сможет повлиять благотворно [79].
Лабораторные методы определения кинетических параметров реакции
В случае реакции раствора кислоты с твердой поверхностью карбонатной породы имеет место гетерогенный гетерофазный процесс [80, 82].
Важнейшей количественной характеристикой протекания химической реакции во времени является скорость реакции, характеризующее количество вещества, поступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени. Поэтому следует говорить не о скорости химического процесса в целом, а о скорости по некоторому определенному компоненту.
В общем случае скоростью гомогенной химической реакции v считается количество вещества $, расходующееся в реакции в единицу времени в единице объема VQ [13]: Если процесс гомогенен, то изменение объема системы при сохранении всех условий протекания реакции приведет к пропорциональному изменению числа актов химического превращения, то есть скорость гомофазного гомогенного процесса не зависит от объема. Если гомофазный процесс протекает при постоянном объеме, то величина V в (2.2.21) может быть внесена под знак дифференциала, тогда скорость химической реакции по некоторому компоненту будет определяться изменением мольной концентрации с этого компонента в единицу времени: В случае гетерогенного гомофазного процесса, идущего на поверхности раздела фаз, изменение объема реагентов не изменяет числа актов химического превращения, то есть скорость реакции обратно пропорциональна объему системы. В то же время увеличение поверхности раздела фаз должно привести к увеличению числа актов химического превращения и, как следствие, к увеличению скорости реакции. Таким образом, скорость гетерогенного гомофазного процесса зависит от отношения поверхности раздела фаз S, на которой проходит химическое превращение, к объему реакционной смеси VQ [35]. Химическая реакция кислоты с карбонатными минералами является гетерогенным гетерофазным процессом, но в твердой фазе находятся только карбонаты, которые можно считать в избытке. Таким образом, допустимо принять, что процесс кислотной обработки происходит по типу гетерогенного гомофазного, то есть также зависит от отношения S/V0. В случае гетерогенных реакций вводится понятие удельной поверхностной скорости или скорости реакции на единицу площади контакта реагирующих веществ [34, 42]: где/ — удельная поверхностная скорость реакции. Так как кислота в ходе реакции расходуется, то величина скорости реакции по кислоте имеет знак минус. Скорость реакции по кислоте и по минералам можно связать между собой через стехиометрические коэффициенты: где v - стехиометрические коэффициенты А - кислоты, В - минерала. Скорость гомогенной химической реакции может быть выражена через произведение концентраций реагентов, вступающих в реакцию, и взятых в степени их стехиометрических коэффициентов: где сА, св текущие концентрации реагентов А, В; va, Vb — показатели, равные стехиометрическим коэффициентам и называемые порядком реакции по реагентам А, В соответственно; к - константна скорости реакции или коэффициент, определяемый температурой и давлением, при которых происходит реакция. Общий вид закона (2.2.5) обычно называют законом Гульдберга —Вааге [24]. Опять же для гомогенных реакций константа к определяется законом Аррениуса [36]: где Е — энергия активации, Т — температуры в градусах Кельвина, R — универсальная газовая постоянная, z - предэкспоненциальный множитель. Для гетерогенных реакции теоретическое обоснование формул (2.2.5), (2.2.6) отсутствует. Однако и в этом случае используются функциональные зависимости подобного типа, где параметры va ve являются уже эмпирическими константами. При избытке какого-либо вещества, считается, что его концентрация меняется слабо и входит как параметр в константу к. Величина скорости потребления кислоты/ в общем случае зависит от концентрации всех реагирующих веществ, однако в реакциях карбонатных пород с кислотами концентрацию минералов можно не учитывать, т.к. она в ходе реакции практически не изменяется, и считать ее постоянной величиной. С учетом этого обстоятельства удельную поверхностную скорость реакции можно представить в виде: где к]г — константа поверхностной скорости реакции —, с — молярная концентрация кислоты, п — порядок реакции. При использовании молярных концентраций константа поверхностной скорости реакции имеет размерность, зависящую от порядка реакции и ее физический смысл неоднозначен. Для реакций нулевого порядка константа скорости имеет размерность самой скорости реакции (моль/с), а для реакций первого порядка константа скорости уже имеет размерность с"1 и обратная ей величина (1/к) является, по сути, характерным временем реакции. Следует подчеркнуть, что константы скорости реакций разных порядков являются разными физическими величинами и сопоставление их абсолютных значений в указанных размерностях не имеет физического смысла.
Этих сложностей можно избежать, используя массовые концентрации компонентов, которые являются безразмерными величинами. В дальнейшем в отличие от мольных массовые концентрация будут обозначаться заглавной буквой С. В этом случае константа скорости реакции всегда имеет размерность кг/м /с.
Для записи уравнения кинетики реакции необходимо рассмотреть закон сохранения массы в реагирующем объеме. Изменение массы кислоты в этом объеме определяется следующим балансовым уравнением:
Аналитическое решение задачи о закачке в карбонатный пласт раствора соляной кислоты для нулевого порядка реакции
Задачу кислотной обработки карбонатных пластов предполагается рассмотреть с точки зрения выделения доминирующих процессов, обуславливающих принцип распространения кислоты в карбонатной породе. Для этого целесообразно упростить некоторые физические свойства объекта исследования, не влияющие существенным образом на конечный результат исследования. Поэтому математическая постановка задачи сформулирована при следующих допущениях: Несжимаемая жидкость.
Закачиваемый в пласт раствор кислоты имеет сжимаемость порядка 10"4 МПа при создании перепада давления в пласте и на забое скважины не более 2МПа, что пренебрежимо мало для условий закачки, учитывая небольшой объем оторочки. Однородный пласт. Предполагается, что при характерных расстояниях распространения закачиваемой оторочки кислотного раствора, первоначальное распределение фильтрационно-емкостных свойств в призабойной зоне скважины меняется незначительно, а глубина проникновения кислоты в пласт соответствует характерному расстоянию, на котором определяется значение фильтрационно-емкостных параметров по геофизическим исследованиям в скважине. Радиальное течение. Задача является осесимметричной, т.е. распределение реагентов, скорости потока зависят только от радиуса. Конечно, на практике в виду неоднородности призабойной зоны течение может быть и нерадиальным, но и в этом случае, интегральные распределения реагентов и баланс масс в результате химической реакции остаются прежними, т.е. прогнозируются упрощенным осесимметричным подходом достаточно точно. ) Однофазный многокомпонентный поток. Пренебрежение двухфазной фильтрацией обусловлено, в первую очередь, желанием рассмотреть основные механизмы процесса, влияющие на эффективность. Компоненты потока соответствуют исходным реагентам и продуктам химической реакции (i=l - соляная кислота, 2 - вода, 3 -углекислый газ, 4 - растворимая соль кальция, 5 - карбонатная порода). Пренебрежение процессом диффузии кислоты. Диффузионные процессы в пласте развиваются в течение значительно больших времен, чем время закачки растворов реагентов в пласт (несколько часов). Учет кинетики химических реакций с минералами матрицы. Рассматривается неравновесный процесс химической реакции нулевого и первого порядка с заданием закона, определяющего скорость растворения карбонатных пород на основе результатов проведенных исследований кинетики химической реакции соляной кислоты с карбонатами. Растворимость продуктов реакции в пластовых условиях. Продуктами реакции являются легкорастворимая соль СаС12 и углекислый газ СО2. Растворимость последнего определяется пластовой температурой, давлением, пористостью породы и концентрацией кислоты в растворе. Если реакция протекает в замкнутом единичном объеме без массопереноса через границы, то можно вычислить массовую концентрацию выделившегося С02 углекислого газа: Рассчитаем массы всех компонентов реакции (2.2.1): М(СаС03)= 40+12+3 16=100 г М(2НС1)= 2 (1+35)=72 г М(СаС12)= 40+35 2=110 г М(С02)= 12+16 2=44 г М(Н20)= 2 1+16=18 г Таким образом, на 72 г соляной кислоты образуется 44 г углекислого газа. С другой стороны, если взять 20 % концентрацию НС1, то 72 г соляной кислоты содержится в 360 г раствора, а остальные 288 г приходятся на воду. В результате реакции образуется еще 18 г воды. В итоге 44 г С02 должно раствориться в 306 г воды, т. е. массовая концентрация раствора С02 в воде должна составлять около 44 г/306 г=12,5 %. Однако, при наличии потока раствора кислоты через пористую среду, выделяемые продукты химической реакции преимущественно фильтруются перед оторочкой кислоты. В этом случае для оценок концентрации С02 в водной фазе в зоне продвижения оторочки раствора кислоты можно воспользоваться решением задачи при условии равновесного течения реакции [30]. Расчеты по формулам, приведенным в этих работах, показывают, что при закачке оторочки 20 % раствора соляной кислоты, концентрация углекислого газа перед фронтом реакции составляет 7 %. Таким образом, при реакции кислоты с породой в условиях закачки и движения раствора в пористой среде основная часть продуктов реакции движется перед оторочкой кислоты, и их концентрация меньше, чем в случае течения реакции в замкнутом объеме.
Согласно справочным данным, растворимость С02 в воде при пластовых условиях (Р=100 - ЗООатм, Т= 35-75 С) составляет около 30 см3/г в пересчете на нормальные условия (табл. 1) [21]. Если принять плотность С02 при н.у. 1.97 10" г/см [31], растворимость составит 59.1 мг газа на 1 г воды, т.е. концентрация раствора не должна превышать 6 %. Таким образом, принятые допущения ограничивают максимальную концентрацию кислоты в растворе не более чем 20%.
Прикладные задачи связанные с формированием "червоточин" в призабойной зоне скважин
Рассмотрим приложение разработанной модели для прогнозирования и повышения эффективности соляно-кислотной обработки скважины в размерных величинах. Дальнейшие вычисления будем производить в промысловых единицах измерения. Для примера рассмотрим пласт, представленный доломитными отложениями начальной пористости 15%, его толщина составляет 10 м. Традиционные рекомендации по объему закачки кислоты предполагают использование 1-3 м3 раствора на метр перфорированной или продуктивной толщины. Проведем оценку эффективности процесса при закачке 10 м (соответствующий безразмерный объем составляет v=31.8) 15% раствора соляной кислоты в модельный пласт. Прирост дебита скважины в результате воздействия, определяемый по формулам (4.2.10), (4.2.15), согласно расчетным данным немонотонно зависит от модельного числа Дамкелера и меняется от 1 (отсутствия эффекта от воздействия) до 1.35.
Чтобы пересчитать зависимость (4.2.4) от Dam в размерных параметрах, к примеру, в зависимости от объемной скорости закачки, необходимо воспользоваться формулой (3.3.17). Таким образом, можно выразить объемную скорость закачки: Константа поверхностной скорости реакции соляной кислоты с доломитом был определен экспериментально (параграф 2.3) - 0,15 кг/с/м2. Плотность раствора тоже определялась в лабораторных испытаниях и равна 1100 кг/м . Далее необходимо оценить удельную поверхность реакции. Для этого в формулу модельного числа Дамкелера (3.3.17) с учетом (3.3.18) можно подставить опубликованные данные лабораторных экспериментов на керне [56] - Q=l см /мин, V=115,6 см , и вычислить удельную поверхность реакции при оптимальном значении числа Дамкелера:
В общем случае, удельная поверхность реакции будет значительно меняться в зависимости от формы образования "червоточин". Однако вблизи оптимальных значений числа Дамкелера можно принять данный параметр постоянной величиной. Максимальная эффективность кислотной обработки соответствует модельному числу Дамкелера равного 0.087 или «оптимальному» значению скорости закачки 260 м /сут. В этом случае скин-фактор скважины уменьшается до величины s= -2.1. Отметим, что высокие скорости закачки раствора приводят к значительному повышению давления на забое скважины. Если это значение превышает давление разрыва пласта, то процесс переходит в кислотный разрыв пласта и не описывается в рамках развиваемого приближения. Для расчета забойного давления использовалась формула Дюпюи [4]. На приведенном рисунке 4.3.1 показаны две зависимости забойного давления от скорости закачки для исходной проницаемости пласта 50 и 10 мД. Как правило, для большинства нефтяных пластов, залегающих на глубинах 2-3 км, давление разрыва породы находится в пределах 400-500 атм [17]. Для этих условий, как видно из рисунка 4.3.1, оптимальный режим закачки без перехода в режим кислотного разрыва может быть достигнут лишь при значениях проницаемости 50 мД
Важным технологическим параметром процесса, помимо скорости закачки кислоты, является концентрация раствора. Рассмотрены варианты закачки, в которых общая масса кислоты является постоянной, а ее концентрация в растворе и, соответственно, объем самого раствора меняется (рис. 4.3.2). Основной вывод в результате данного анализа заключается в том, что независимо от концентрации раствора при одинаковой массе кислоты достигается одинаковая максимальная эффективность кислотной обработки, но при разных скоростях закачки.
Далее анализировалось только максимальное значение прироста дебита при оптимальном числе Дамкелера. На рис. 4.3.3 сведены результаты этих исследований, где представлены зависимости от концентрации кислоты оптимальной скорости закачки раствора и соответствующего забойного давления при проницаемости 10 мД.
Проведенные исследования показывают, что при увеличении концентрации кислоты (при соответствующем уменьшении объема закачиваемой оторочки), оптимальная скорость закачки и забойное давление снижаются. Таким образом, для проницаемости 10 мД оптимальный режим закачки может быть реализован без перехода в кислотный гидроразрыв, если закачать такое же количество кислоты с повышенной концентрацией 20 %.
