tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2021-1-40-54tumnig-900Research ArticleБУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙDRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENTИзучение реологических свойств и реакционной способности кислотных растворов с загущающими добавкамиStudying rheological properties and reactivity of acid solutions with thickening additivesДорфманМ. Б.DorfmanM. B.

Дорфман Михаил Борисович, к. т. н., доцент кафедры бурения скважин, разработки нефтяных и газовых месторождений

г. Архангельск

Mikhail B. Dorfman, Candidate of Engineering, Associate Professor at the Department of Well Drilling, Oil and Gas Field Development

Arkhangelsk

СентемовА. А.SentemovA. A.

Сентемов Андрей Алексеевич, аспирант кафедры бурения скважин, разработки нефтяных и газовых месторождений

г. Архангельск

Andrey A. Sentemov, Postgraduate at the Department of Well Drilling, Oil and Gas Field Development

Arkhangelsk

sentemov.a.a@yandex.ruБелозеровИ. П.BelozerovI. P.

Белозеров Иван Павлович, инженер учебно-производственной лаборатории петрофизических исследований керна инновационно-технологического центра арктических нефтегазовых лабораторных исследований

г. Архангельск

Ivan P. Belozerov, Engineer of Petrophysical Core Studies Laboratory in Innovative Technology Center of Arctic Oil and Gas Laboratory Studies

Arkhangelsk

Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. ЛомоносоваРоссияNorthern (Arctic) Federal University named after M. V. LomonosovRussian Federation202119032021014054Copyright © Дорфман М.Б., Сентемов А.А., Белозеров И.П., 20212021Дорфман М.Б., Сентемов А.А., Белозеров И.П.Dorfman M.B., Sentemov A.A., Belozerov I.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/900

Данная статья является результатом исследований реологических свойств и реакционной способности водных растворов лигносульфоната технического, декатионизированной лигносульфоновой кислоты и соляной кислоты с добавлением лигносульфоната. Составы, включающие лигносульфонат, могут быть использованы в качестве вытесняющих агентов при разработке обводненных пластов с неоднородными фильтрационноемкостными свойствами. Применение загущающих добавок в кислотных составах решает несколько задач. Замедление скорости реакции позволит кислотному составу проникать глубже в пласт, с меньшей потерей кислотной емкости. Повышенная вязкость составов повышает степень охвата призабойной зоны кислотной обработкой. При высокой концентрации загущающих добавок в составах может быть реализована селективная изоляция высокопроницаемых областей пласта, что способствует образованию новых поровых каналов.

В ходе работы оценивалась реакционная способность кислотных растворов с загущающими добавками при взаимодействии с карбонатными образцами. Наличие лигносульфоната технического в кислотном растворе снижает скорость растворения образцов. Изменение скорости реакции позволяет кислотному составу образовывать длинные каналы высокой проницаемости, что повышает эффективность кислотной обработки.

This article is the result of studies of rheological properties and reactivity of acid solutions of technical lignosulfonate, decationized lignosulfonic acid, and hydrochloric acid with the addition of lignosulfonate. Compositions that include lignosulfonate can be used as displacement agents in the development of watered layers with inhomogeneous reservoir properties. The use of thickening additives in acid solutions solves several problems. Slowing the reaction rate will allow the acid flow to leak in the reservoir deeper, with saving of acid capacity. The height viscosity of the compositions increases the sweep efficiency of the bottomhole zone by acid treatment. Due to the fact that thickening additives in the compositions have a high concentration, selective isolation of highly permeable areas of the reservoir can be realized, which, in turn, contributes to the formation of new pore channels.

We evaluated the reactivity of acid solutions with thickening additives in the interaction with carbonate samples. The presence of technical lignosulfonate in an acid solution reduces the dissolution rate of samples. Slowing down the reaction rate will allow the acid composition to form long channels of high permeability, which, in turn, increases the efficiency of acid treatment.

вязкостькривые течениялигносульфонатсоляно-кислотная обработкаскорость реакцииviscosityflow curveslignosulfonateacid treatmentreaction rateReferencesImprovement of bagasse become lignosulfonate surfactant for oil industry / R. Setiati, S. Prakoso, S. Siregar [et al.]. – Текст : электронный // IOP Conference Series : Earth and Environmental Science. – 2018. – Vol. 106. – URL: https://doi.org/10.1088/1755-1315/106/1/012105.Setiati, R., Prakoso, S., Siregar, S., Marhaendrajana, T., Wahyuningrum, D., & Fajriah, S. (2018). Improvement of bagasse become lignosulfonate surfactant for oil industry. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 106. (In English). Available at: https://doi.org/10.1088/1755-1315/106/1/012105Баязитова, С. Р. Влияние воздействия соляно-кислотного состава при обработке призабойной зоны пласта на эффективность притока / С. Р. Баязитова. Текст : непосредственный // Территория Нефтегаз. – 2018. – № 4. – С. 24–27.Bayazitova, S. R. (2018). The Effect of Hydrochlorid-Acid Bottomhole Formation Treatment on Flow Stimulation. Oil and Gas Territory, (4), рр. 24-27. (In Russian).Патент № 2679029 Российская Федерация. Состав для кислотной обработки прискважинной зоны пласта : заявл. 18.12.00 : опубл. 20.08.02. – Текст : непосредственный.Sostav dlya kislotnoy obrabotki priskvazhinnoy zony plasta. Pat. RF 2679029 Applied: 18.12.00. Published: 20.08.02. (In Russian).Губайдуллин, М. Г. Экспериментальные исследования относительных фазовых проницаемостей и коэффициента вытеснения нефти водой в сложнопостроенных коллекторах / М. Г. Губайдуллин, А. В. Юрьев, И. П. Белозеров. – Текст : непосредственный // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2017. – № 2. – С. 49–52.Gubaidullin, M. G., Yuriev, A. V., & Belozerov, I. P. (2017). Experimental study of relative phase permeability and factors of oil replacement by water in complicatedly-composed reservoirs. Geology, Geophysics and Development of Oil and Gas Fields, (2), рр. 49-52. (In Russian).Optimizing composition of sodium lignosulfonate and oleic acid to reach IFT 10 -3 mixed surfactant on EOR operation / M. F. Afif, A. M. R. Putri, K. Rahmawati, U. Nuravifah. – Текст : электронный // Proceedings, Indonesian Petroleum Association, Thirty-Ninth Annual Convention & Exhibition. – 2015. – URL: http://archives.datapages.com/data/ipa_pdf/2015/ipa15-se-104.htm.Afif, M. F., Putri, A. M. R., Rahmawati, K., & Nuravifah, U. (2015). Optimizing composition of sodium lignosulfonate and oleic acid to reach IFT 10 -3 mixed surfactant on EOR operation. Proceedings, Indonesian Petroleum Association, Thirty-Ninth Annual Convention & Exhibition. (In English). Available at: http://archives.datapages.com/data/ipa_pdf/2015/ipa15-se-104.htmTsau, J. S. Modeling of Permeability Reducing Vertical Conformance Treatments / J. S. Tsau, A. D. Hill, K. Sepehrnoori. – Текст : электронный // SPE Oilfield and Geothermal Chemistry Symposium. – 1985. – URL: https://doi.org/10.2118/13569-MS.Tsau, J. S., Hill, A. D., & Sepehrnoori, K. (1985). Modeling of Permeability Reducing Vertical Conformance Treatments. SPE Oilfield and Geothermal Chemistry Symposium. (In English). Available at: https://doi.org/10.2118/13569-MSЮрьев, А. В. Изучение сложнопостроенных коллекторов с применением полноразмерного керна / А. В. Юрьев, И. П. Белозеров. – Текст : непосредственный // Арктические исследования : от экстенсивного освоения к комплексному развитию : материалы I международной молодежной научно-практической конференции (Архангельск, 26–28 апреля 2018) / Министерство образования и науки Российской Федерации, Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н. П. Лаверова Российской академии наук. – Архангельск, 2018. – Т. 2. – С. 56–60.Yuriev, A. V., & Belozerov, I. P. (2018). Study of complex reservoirs using the whole core. Arctic studies: from extensive development to integrated development materials of the I international youth scientific-practical conference (Arkhangelsk, April 26-28). Volume 2, pp. 56-60. (In Russian).Bansal, B. B. Enhanced oil recovery using lignosulfonates / B. B. Bansal, V. Hornof, G. Neale. – DOI 10.1002/cjce.5450570212. – Текст : непосредственный // The Canadian Journal of Chemical Engineering. – 1979. – Vol. 57, Issue 2. – P. 203–210.Bansal, B. B., Hornof, V., & Neale, G. (1979). Enhanced oil recovery using lignosulfonates. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 57(2), pp. 203-210. (In English). DOI: 10.1002/cjce.5450570212Neale, G. Importance of lignosulfonates in petroleum recovery operations / G. Neale, V. Hornof, C. Chiwetelu. – DOI 10.1139/v81-288. – Текст : непосредственный // Canadian Journal of Chemistry. – 1981. – Vol. 59, Issue 13. – P. 1938–1943.Neale, G., Hornof, V., & Chiwetelu, C. (1981). Importance of lignosulfonates in petroleum recovery operations. Canadian Journal of Chemistry, 59(13), pp. 1938-1943. (In English). DOI: 10.1139/v81-288Structure and Properties of Sodium Lignosulfonate with Different Molecular Weight Used as Dye Dispersant / D. Yang, H. Li, Y. Qin [et al.]. – DOI 10.1080/01932691.2014.916221. – Текст : непосредственный // Journal of Dispersion Science and Technology. – 2015. – Vol. 36, Issue 4. – P. 532–539.Yang, D., Li, H., Qin, Y., Zhong, R., Bai, M., & Qiu, X. (2015). Structure and Properties of Sodium Lignosulfonate with Different Molecular Weight Used as Dye Dispersant. Journal of Dispersion Science and Technology, 36(4), pp. 532-539. (In English). DOI: 10.1080/01932691.2014.916221Сентемов, А. А. Применение лигносульфонатов и их производных для увеличения добычи нефти. – Текст : непосредственный // Ломоносовские научные чтения студентов, аспирантов и молодых ученых − 2019. Сборник материалов конференции : в 2 томах / Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова ; составитель Ю. С. Кузнецова. – Архангельск, 2019. – Т. 2. – С. 408–412.Sentemov, A. A. (2019). Primenenie lignosul'fonatov i ikh proizvodnykh dlya uvelicheniya dobychi nefti. Lomonosovskie nauchnye chteniya studentov, aspirantov i molodykh uchenykh - 2019. Sbornik materialov konferentsii: v 2 tomakh. Tom 2, pp. 408-412. (In Russian).Патент № 2679029 Российская Федерация, МПК C09K 8/74. Состав для кислотной обработки прискважинной зоны пласта (варианты) : № 2018111905 : заявл. 02.04.2018 : опубл. 05.02.2019 / Мусабиров М. Х., Дмитриева А. Ю. ; патентообладатель Публичное акционерное общество «Татнефть» им. В. Д. Шашина. 15 с. – Текст : непосредственный.Musabirov, M. Kh., & Dmitrieva, A. Yu. Composition for acid treatment of near-wellbore zone of reservoir (options). Pat. RF 2679029 No 2018111905 MPK C09K 8/74. Applied: 02.04.2018. Published: 05.02.2019. Bulletin No 4. 15 p. (In Russian).Patent US 6,186,231 B1. Conformance improvement in hydrocarbon bearing underground strata using lignosulfonate-acrylic acid graft copolymer gels : No 09/197,265 / Kalfoglou G. – Date of Patent : February 13, 2001. – Текст : электронный. – URL: https://patents.google.com/patent/US6186231B1/en.Kalfoglou, G. (2001). Conformance improvement in hydrocarbon bearing underground strata using lignosulfonate-acrylic acid graft copolymer gels. Patent US 6,186,231 B1. No 09/197,265. (In English). Available at: https://patents.google.com/patent/US6186231B1/enПатент № 2230186 С2 Российская Федерация, МПК C09K 8/78, E21B 43/27 Состав для получения соляной кислоты в неактивной форме : № 2001132205/03 : заявл. 29.11.2001 : опубл. 10.06.2004 / Балакиров Ю. А., Микитченко Д. В. ; патентообладатель ЗАО «Нефтегазовая компания Дельта». – 6 с. – Текст : непосредственный.Balakirov, Yu. A., & Mikitchenko, D. V. Compound for receiving hydrochloric acid in inactive form. Pat. RF 2230186 C2 No 2001132205/03 MPK C09K 8/78, E21B 43/27. Applied: 29.11.2001. Published: 10.06.2004. 6 p. (In Russian).Gogoi, S. B. Use of an effluent for enhanced oil recovery / S. B. Gogoi, B. M. Das. – Текст : непосредственный // Indian Journal of Chemical Technology. 2012. – Vol. 19. – P. 366–370.Gogoi, S. B., & Das, B. M. (2012). Use of an effluent for enhanced oil recovery. Indian Journal of Chemical Technology, 19, pp. 366-370. (In English).An overview of chemical enhanced oil recovery : recent advances and prospects / A. O. Gbadamosi, R. Junin, M. A. Manan [et al.]. – DOI 10.1007/s40089019-0272-8. – Текст : непосредственный // International Nano Letters. – 2019. Vol. 9, Issue 3. – P. 171–202.Gbadamosi, A. O., Junin, R., Manan, M. A., Agi, A. & Yusuff, A. S. (2019). An overview of chemical enhanced oil recovery: recent advances and prospects. International Nano Letters, 9(3), рр. 171-202. (In English). DOI: 10.1007/s40089-019-0272-8Дорфман, М. Б. Влияние фильтрационно-емкостных свойств призабойной зоны пласта на эффективность кислотной обработки / М. Б. Дорфман, А. А. Сентемов. – DOI 10.18799/24131830/2020/2/2488. – Текст : непосредственный // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. – Т. 331, № 2. – С. 124–130.Dorfman, M. B., & Sentemov, A. A. (2020). Influence of reservoir properties of the bottomhole zone on acidizing efficiency Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 331(2), pp. 124-130. (In Russian). DOI: 10.18799/24131830/2020/2/2488Глущенко, В. Н. Солянокислый состав с использованием лигносульфонатов технических для обработки призабойной зоны / В. Н. Глущенко, Г. П. Хижняк. – Текст : непосредственный // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2010. – № 9. – С. 55–60.Glushchenko, V. N., & Khizhnyak, G. P. (2010). Hydrochloric acid composition with usage of technical lignosulfites to treat formation critical zone. Geology, Geophysics and Development of Oil and Gas Fields, (9), pp. 55-60. (In Russian).Lignosulfonic Acid : A Renewable and Effective Biomass-Based Catalyst for Multicomponent Reactions / W. Chen, X. Peng, L. Zhong [et al.]. – DOI 10.1021/acssuschemeng.5b00091. – Текст : непосредственный // ACS Sustainable Chemistry & Engineering. – 2015. – Vol. 3, Issue 7. – P. 1366–1373.Chen, W., Peng, X., Zhong, L., Li, Y., & Sun, R. (2015). Lignosulfonic Acid: A Renewable and Effective Biomass-Based Catalyst for Multicomponent Reactions. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 3(7), рр. 1366-1373. (In English). DOI: 10.1021/acssuschemeng.5b00091Луговицкая, Т. Н. Объемные и поверхностные свойства лигносульфоновых кислот и их солей / Т. Н. Луговицкая, К. Н. Болатбаев, К. А. Островной. Текст : непосредственный // Журнал прикладной химии. – 2014. – Т. 87, № 4 С. 433–439.Lugovitskaya, T. N., Bolatbaev, K. N., & Ostrovnoi, K. A. (2014). Bulk and surface properties of lignosulfonic acids and their salts. Russian Journal of Applied Chemistry, 87(4), рр. 428-433. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.