ГЕОЛОГИЯ И ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ
УДК 550.8 © Коллектив авторов, 2015
Влияние характеристик образцов и условий проведения экспериментов на эффективность применения кислотных составов
В.И. Галкин, д.г.-м.н., Г.П. Хижняк, д.т.н., А.М. Амиров, Е.А. Гладких
(Пермский национальный исследовательский политехнический университет)
Адрес для связи: xgp@pstu.ru
Ключевые слова: карбонатный коллектор, призабойная зона, кислотный состав, образец керна, оптимальные параметры, скорость закачки.
Ö я интенсификации добычи нефти из карбонатных оллекторов преимущественно используются раз-ичные кислотные составы на основе соляной кис-Cl) [1-6]. При этом успешность проведения кислотных обработок на многих месторождениях не превышает 30 % [7]. Одним из параметров, позволяющих провести кислотную обработку с максимальной эффективностью, является скорость закачки кислотного состава в призабой-ную зону пласта (ПЗП). По экспериментальным результатам [8], полученным на карбонатных кернах Lavoux, минимальный расход кислотного состава, как отношение его объема к поровому объему керна, для получения сквозного канала в кернах соответствует определенному темпу его нагнетания. По данным зарубежных исследований [9-12] считается, что низкий темп нагнетания кислотного состава соответствует компактному растворению ПЗП, средний -началу формирования каналов, высокий - их прогрессирующему растворению.
Ранее в работе [13] для кернов продуктивных отложений месторождений Пермского края получена оптимальная скорость закачки, при которой для создания высокопроводящего канала требуется минимальное количество кислотного состава. Экспериментальные исследования проводились для шести кислотных составов на основе соляной кислоты:
№ 1. 12%-ный водный раствор HCl с лимонной кислотой и ОП-10;
три состава производства ООО НПП «Импульс» (г. Уфа):
№ 2. 12%-ный водный раствор HCl с замедлителем соляной кислоты «ЗСК-1» концентрацией 9 %;
№ 3. 12%-ный водный раствор HCl с замедлителем соляной кислоты «ЗСК-1» концентрацией 15 %;
№ 4. многофункциональный кислотный состав (МКС);
№ 5. «ДН-9010» производства ООО НПП «ДЕВОН» (г. Казань);
№ 6. «Флаксокор 210 марка О» производства ЗАО «ПОЛИЭКС», (г. Пермь).
The influence of characteristics of samples and process conditions experiments on the efficacy of acid compositions
V.I. Galkin, G.P. Khizhnyak, A.M. Amirov, E.A. Gladkikh (Perm National Research Polytechnic University, RF, Perm)
E-mail: xgp@pstu.ru
Key words: carbonate reservoir, bottomhole formation zone,
acid composition, core sample, the optimal parameters, rate of injection.
Experimental results of laboratory studies on the effects on cores of productive carbonate sediments acid compositions on the basis of hydrochloric acid. Using stepwise regression analysis identified the parameters that affect the effectiveness of acid composition.
В данной работе исследуется влияние характеристик образцов керна и условий проведения лабораторных экспериментов на проницаемость образца после воздействия кислотного состава. Для этого по результатам 42 тестов [13] вычислим коэффициенты корреляции r в нескольких вариантах. Примеры использования значений r для решения различных аналогичных задач приведены в работах [14, 15].
Первый вариант - изучение r по всем данным. Результаты расчетов представлены в табл. 1, из которой видно, что наблюдается достаточно сильное статистически значимое влияние параметров Ков и Кн1 на Кн2. Кроме того, другие параметры достаточно хорошо коррелируют между собой (см. табл. 1). Построим многомерные модели с помощью пошагового регрессионного анализа (ПРА). Регрессионные коэффициенты в разрабатываемой модели рассчитаем по методу наименьших квадратов. В данном случае в качестве зависимого фактора выступает Кн2, неза-
Таблица 1
Коэффициент корреляции c параметром
Параметры *„Р„ Ко.«, 10-5 VK.cn Рз, Кн1 Кн2
10-3 мкм2 % | м/с 10-1 МПа
k„p.„ 10-3 мкм2 1,00 0,58* -0,01 0,03 -0,55* 0,75* 0,03
Ко.в, % 1,00 0,00 0,08 0,44* -0,52 0,37*
v, 10-5 м/с 1,00 0,00 0,21 0,04 0,17
К,с 1,00 -0,18 0,12 0,03
рз, 10-1 МПа 1,00 0,33* 0,12
Кн1 1,00 0,33*
Кн2 1,00
Примечания. 1. £пр г - абсолютная проницаемость по газу сухого образца керна; Ков - остаточная водонасыщенность; V - скорость закачки кислотного состава; Уксп - количество кислотного состава в объемах пор; рз - максимальное давление закачки кислотного состава; Кн1 Кн2 - нефтенасыщенность образца соответственно до и после воздействия кислотного состава. 2. Звездочкой отмечены значимые коэффициенты корреляции.
Таблица 2
Параметры Коэффициент корреляции с параметром
кпрг, 10-3 мкм2 К,,, % V, 10-5 м/с К.с.п рз, 10"1 МПа Кн1 Кн2
к прг, 10-3 мкм2 1,00/1,00 -0,59*/-0,58* -0,06/-0,02 0,18/-0,05 -0,60*/0,57* 0,89*/0,69* -0,23/0,12
Ко.в, % 1,00/1,00 -0,14/0,18 0,05/0,07 0,62*/0,42* -0,64*/-0,46* 0,27-/0,01
V, 10-5 м/с 1,00/1,00 -0,64*/0,70* -0,00/-0,05 -0,10/0,04 0,22/-0,08
Ч.с.п 1,00/1,00 -0,23/-0,07 0,17/0,12 -0,02/0,11
рз, 10-1 МПа 1,00/1,00 -0,39/-0,34 0,18/0,05
Кн1 1,00/1,00 -0,07/0,44*
Кн2 1,00/1,00
Примечания. 1. В числителе дроби приведен коэффициент корреляции для первой группы, в знаменателе - для второй группы. 2. Звездочкой отмечены значимые коэффициенты корреляции.
наличии критического (оптимального) значения V имеет значимое статистическое обоснование.
По данным группам были построены многомерные уравнения регрессии. При V < 4-10-5 м/с уравнение имеет следующий вид:
висимых факторов - &пр.г, Ко.в, V, VKXJ¡,рз, Кн1. В результате получена следующая формула:
К21 = -82,40 + 115,265Кн1 - 52,975 ^рг + 15,748 Ко.в, (1)
при R = 0,487, р < 0,015,
где R - коэффициент множественной корреляции; р -доверительная вероятность; М1 (I = 1, ..., 20) - порядковый номер моделей (уравнений регрессии).
Во втором варианте исследуемая выборка была разделена на две группы по значению скорости закачки V: при V < 4-10-5 и V > 4-10-5 м/с. Для этих групп вычисленные коэффициенты г приведены в табл. 2.
В данном варианте некоторые изучаемые параметры достаточно хорошо коррелируют между собой, например, V с Ко.в,Рз, Кн1'; Ко.в - сРз, Кн1;; Vк.с.п с v, причем одновременно для обеих групп. Корреляционные связи между V и Vксп для двух групп достаточно близки по тесноте корреляции, но принципиально различаются по виду. В первой группе связь обратная (отрицательная)
КМ2 =-182,17+12,681 Ко.в; при г = 0,271, р < 0,317
если V > 4-10-5 м/с, то
КМ3=567,59+116,9732 Кн1-52,5831 ^ при R = 0,511, р < 0,028.
(4)
'пр.г
(5)
В третьем варианте все экспериментальные данные [13] были распределены по группам. Первая группа сформирована из всех кислотных составов при минимальных значениях скорости v1, остальные группы -при условии, что в пределах каждого кислотного состава выполняется следующее соотношение:
Vк.с.п=0,122-0,143v (г=- 0,64), во второй - положительная Vк.с.п=0,299+0,022v (г=0,70).
(2)
(3)
Соотношение между V и Vкcn представлено на рис. 1. Из него следует, что приведенный в статье [13] вывод о
Рис. 1. Корреляционные связи Уксп - V для двух групп
(6)
Для этих вариантов вычислены коэффициенты г (табл. 3). Из табл. 3 видно, что в ряде случаев наблюдается достаточно сильное влияние параметров на Кн2. В третьем варианте шесть таких связей, из них четыре -относятся к скорости v3: Кн2 с £прг (г =- 0,88), с Ков (г = 0,91), с ^.с.п (г = -0,89), с рз (г = 0,92). Кроме того, значимые корреляционные связи наблюдаются при V6 между Кн2 с V (г = -0,95) и с Кн1 (г = 0,84). По этому варианту построены многомерные уравнения регрессии (табл. 4). При использовании скоростей v2 и v(>, многомерные модели построить не удалось. Анализ полученных моделей показывает, что максимальную достоверность (р < 0,03289) имеет многомерная модель, построенная с использованием скорости v3. В данном случае на формирование значений Кн2 повлияли параметры рз и v3. Скорость v3 варьирует от 2,5-10-5 до 11,8-10-5 м/с. Для более детального анализа составим выборку, где значения скорости V находятся в указанном диапазоне. Количество данных для получения такой модели равно 11. Построим по ней многомерную модель (табл. 5).
Анализ данной модели показал, что параметр Кн2 формируется с участием всех используемых в опытах параметров (вариант ^я=11)). При этом последовательность включения параметров в многомерное уравнение регрессии отображена в их порядке в уравнениях. На первом шаге в модель был включен параметр Ко.в, на втором
V, < v2 < v3 < V. < V, < V 6 < V-,.
Таблица 3
Таблица 4
Параметры 10-3 мкм2 Коэффициент корреляции с „араметрог Ко% Ум1/С ^кс„ МП™ Кн1 Л Кн2
к ^пр.г' 10-3 мкм2 1,00 -0,97* 0,25 -0,08 -0,66 0,95* -0,37
1,00 -0,52 0,61 -0,52 -0,64 0,64 -0,14
1,00 -0,86* -0,58 0,96* -0,83* 0,94* -0,88*
1,00 -0,42 0,13 -0,21 -0,59 0,90 -0,16
1,00 -0,83 0,38 0,17 -0,72 0,68 0,16
1,00 -0,58 0,06 0,40 -0,69 0,31 -0,25
1,00 -0,33 0,56 -0,67 -0,45 0,84* 0,33
Ко.в, % 1,00 -0,16 -0,12 0,74 -0,89* 0,48
1,00 -0,58 0,19 0,74 -0,84* -0,18
1,00 0,60 -0,93* 0,93* -0,80 0,91*
1,00 0,41 0,25 0,45 -0,72 -0,05
1,00 -0,09 0,06 0,64 -0,39 0,24
1,00 0,20 -0,68 0,49 -0,36 -0,01
1,00 -0,25 0,12 0,19 -0,63 0,04
V, 10-5 м/с 1,00 -0,32 -0,38 0,07 -0,41
1,00 0,20 -0,16 0,92* -0,20
1,00 -0,47 0,31 -0,73 0,52
1,00 0,16 -0,01 0,03 0,59
1,00 0,34 -0,54 0,83* 0,58
1,00 -0,73 -0,30 -0,91* -0,95*
1,00 -0,34 -0,06 0,39 0,34
Ч.с.п 1,00 -0,55 -0,23 -0,30
1,00 0,73 0,08 -0,26
1,00 -0,92* 0,88* -0,89*
1,00 -0,04 -0,21 -0,42
1,00 -0,02 -0,01 -0,24
1,00 -0,28 0,87* 0,66
1,00 -0,22 -0,38 -0,70
Рз, 10-1 МПа 1,00 -0,44 0,64
1,00 -0,40 -0,04
1,00 -0,65 0,92*
1,00 -0,50 0,01
1,00 -0,53 -0,28
1,00 0,04 0,42
1,00 -0,45 0,54
Кн1 1,00 -0,10
1,00 0,01
1,00 -0,72
1,00 0,04
1,00 0,23
1,00 0,84*
1,00 0,06
Кн2 1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
- v2, третья - четвер-2. Звездочкой отмечены
П
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.