The modification of filtration properties of porous media using Multizol micellar treatment fluid

The need for the modification of filtration properties of rock media (most frequently porous rocks) appears frequently, e.g., in hydrocarbon exploitation. Exploitation of crude oil and natural gas is frequently accompanied by an excessive and uncontrolled inflow of reservoir water to the production well, which often results in a significant reduction of hydrocarbon production in the late period of reservoir exploitation. The control of water inflow, through modification treatments of rock filtration properties of the near wellbore zone, is the solution to this problem. The use of dedicated treatment fluids is the basis of such success, which, after the injection and change of original physicochemical properties, create local insulation barriers, enabling the control of the flow of fluids in the geological formation. This paper presents the results of the laboratory assessment of the technological effectiveness of Multizol micellar treatment fluid, which is used for selective blocking of the reservoir water inflow to gas wells. Tests performed, at a preliminary stage, comprised the development of a procedure, the obtaining of samples of the treatment fluid, and the performance of flow tests in test glass tubes, which allow for a swift determination of the technological range of the fluid's capability to form gel and emulsion. Flood tests were the main element of testing, related to the measurement of pressure drops of fluids flowing through the sample under the simulated reservoir conditions. The tests were carried out using two types of media, porous rocks (Szydłowiec sandstone) and sand packs. The determination of the modification degree of filtration properties, both in individual zones and in the entire sample/model, was based on the value of the F_RR (Residual Resistance Factor) coefficient, being the measure of their permeability reduction. Two types of tests were performed to assess the effect of Multizol treatment fluid on the initial filtration properties of gas and water-bearing zones.

Potrzeba wykonania zabiegów modyfikacji właściwości filtracyjnych ośrodków skalnych (najczęściej skał porowatych) pojawia się często m.in. w pracach związanych z otworową eksploatacją węglowodorów. Wydobyciu ropy naftowej i gazu ziemnego niejednokrotnie towarzyszy nadmierny i niekontrolowany dopływ wody złożowej do odwiertu produkcyjnego, czego bezpośrednim efektem jest (szczególnie w późnym okresie eksploatacji złoża) znaczne ograniczenie produkcji węglowodorów. Kontrola dopływu wody, poprzez zabiegi modyfikacji właściwości filtracyjnych skał strefy przyodwiertowej, stanowi rozwiązanie tego problemu. Podstawą sukcesu tego typu prac jest wykorzystanie specjalnych cieczy zabiegowych, które po zatłoczeniu i zmianie ich pierwotnych właściwości fizykochemicznych miejscowo wytwarzają bariery izolacyjne, umożliwiając kontrolę przepływu płynów w ośrodku geologicznym. W iniejszej publikacji przedstawiono wyniki laboratoryjnej oceny skuteczności technologicznej micelarnej cieczy zabiegowej Multizol, przewidzianej do selektywnego blokowania dopływu wody złożowej do gazowych odwiertów eksploatacyjnych. Przeprowadzone badania, na wstępnym etapie, obejmowały opracowanie procedury i uzyskanie próbek cieczy roboczej oraz realizację tzw. testów płynięcia, które pozwoliły na szybkie określenie technologicznego zakresu zdolności badanej cieczy do tworzenia żelu oraz emulsji. Głównym elementem badań były testy przepływowe, dotyczące pomiaru wielkości spadków ciśnień przepływających przez próbkę płynów, przeprowadzone w symulowanych warunkach złożowych. Badania realizowano z wykorzystaniem dwóch rodzajów ośrodków, rzeczywistych skał porowatych (piaskowiec szydłowiecki) oraz modeli sztucznych warstw/złóż zbudowanych z mieszaniny kulek szklanych i piasku kwarcowego. Określenie stopnia modyfikacji właściwości filtracyjnych, zarówno w poszczególnych strefach, jak i na odcinku całej próbki/modelu, oparto na wartości współczynnika F_RR (ang. residual resistance factor) stanowiącej miarę zmniejszenia ich przepuszczalności. Symulację zabiegu ograniczania dopływu wody wykonano dla strefy gazowej oraz zawodnionej.