Urea application to improve the efficiency of hydrochloric acid treatments of carbonate reservoirs

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance. The trend of an annual increase in the share of fields introduced into industrial development and confined to carbonate reservoirs. Predetermines the prospects for the development of inflow stimulation methods. The article deals with issues related to increasing the efficiency of hydrochloric acid treatments of carbonate reservoirs.

Aim. Determination of technological solutions to increase the efficiency of hydrochloric acid treatments on carbonate reservoirs.

Methods. Experimental research, statistical methods.

Results and conclusions. The paper introduces the analysis of acid compositions used for hydrochloric acid treatments and the results of laboratory studies of hydrochloric acid compositions on core samples in the Eastern Siberia. The authors have determined the compatibility of formation fluids and acid compositions as well as the rate of core dissolution for selected compositions. The authors carried out the experiments on measuring the filtration-capacitive properties of core samples. The effectiveness of using urea as a hydrochloric acid modifier for selective hydrochloric acid treatments of carbonate reservoirs was confirmed in laboratory conditions. The authors obtained the changes in the rate of hydrochloric acid with dolomite from urea residues. They assessed the expected effect from urea use in hydrochloric acid treatments of carbonate reservoirs and the predicted values of the increase in oil production after hydrochloric acid treatments with urea. It was shown that using an acid composition with urea increases the efficiency of oil production by 26% compared to the application of a base solution of 24% HCl during hydrochloric acid treatments. The paper introduces the analysis of the competitive advantages of urea in comparison with analogues on the Russian market. This showed that this reagent is widely available on the Russian market and its cost is lower than that of the reagents presented when testing acid compositions.

About the authors

Roman A. Vaganov

Siberian Federal University

Email: RVaganov@sfu-kras.ru

Researcher

Russian Federation, 82, bld. 6, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Vladimir A. Zhigarev

Siberian Federal University

Author for correspondence.
Email: VZhigarev@sfu-kras.ru
ORCID iD: 0000-0001-5905-6365

Senior Lecturer

Russian Federation, 82, bld. 6, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Svetlana S. Kositsyna

Siberian Federal University

Email: SKositsyna@sfu-kras.ru
ORCID iD: 0000-0002-7997-9754

Cand. Diss., Assistant Professor

Russian Federation, 82, bld. 6, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

Daniil D. Chernykh

Siberian Federal University

Email: dan.chernyx2010@gmail.com
ORCID iD: 0009-0000-0648-7479

Master’s Student

Russian Federation, 82, bld. 6, Svobodny avenue, Krasnoyarsk, 660041

References

  1. Daccord G., Toubouli E., Lenormand R. Carbonate acidizing: toward a quantitative model of the wormholing phenomenon. SPE production engineering, 1989. vol. 4 (1), pp. 63–68. doi: 10.2118/16887-PA.
  2. Alameedy U., Fatah A., Abbas A.K., Al-Yaseri A. Matrix acidizing in carbonate rocks and the impact on geomechanical properties: a review Fuel, 2023, vol. 349, pp. 128586. doi: 10.1016/j.fuel.2023.128586.
  3. Al-Douri A.F., Sayed M.A., Nasr-El-Din H.A. A new organic acid to stimulate deep wells in carbonate reservoirs. SPE International Symposium on Oilfield Chemistry. Woodlands, Texas, USA, April 2013. SPE 164110. doi: 10.2118/164110-MS
  4. Andreev K.V. Research on increasing the injectivity of injection wells with self-diverting acid compositions in a layered heterogeneous carbonate reservoir. Oil industry, 2020, no. 11, pp. 98–101. (In Russ.) doi: 10.24887/0028-2448-2020-11-98-102
  5. Jafarpour H., Petrakov D.G., Orlov M.S. Optimization of acid treatment of an oil-saturated carbonate reservoir matrix. Scientific and technical journal «Construction of oil and gas wells on land and at sea», 2017, no. 5. pp. 46–52. (In Russ.)
  6. Jafarpour Kh., Petrakov D. G. Study of the effect of adding a surfactant to hydrochloric acid on the reaction and dissolution rates during the treatment of carbonate reservoirs Scientific and technical journal «Construction of oil and gas wells on land and at sea», 2018, no. 4, pp. 35–38. (In Russ.)
  7. Khakimov A.A., Sattarov R.I., Kachurin A.V. Increasing the efficiency of acid well treatments using chemical methods. Oil Industry, 2011, no. 11. pp. 106–107. (In Russ.)
  8. Gomaa A.M., Cutler J., Qu Q., Kay E.C. Acid placement: an effective VES system to stimulate high-temperature carbonate formations. SPE International Production and Operations Conference & Exhibition. Doha, Qatar, May 2012. doi: 10.2118/157316-MS
  9. Zhou F., Liu Y., Zhang S., Li X., Xiong C., Yang X., Liu X., Shi Y., Li X., Zhang F., Shi H., Shen J., Xuefang Y.A Novel diverting acid stimulation treatment technique for carbonate reservoirs in China. Asia Pacific Oil and Gas Conference & Exhibition. Jakarta, Indonesia, August 2009. DOI: https://doi.org/10.2118/123171-MS
  10. Martyushev D.A., Govindarajan S.K., Li Y., Yang Y. Experimental study of the influence of the content of calcite and dolomite in the rock on the efficiency of acid treatment. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2022, vol. 208 E, pp. 109770. doi: 10.1016/j.petrol.2021.109770.
  11. Alleman D., Qi Q., Keck R. The development and successful field use of viscoelastic surfactant-based diverting agents for acid stimulation. International Symposium on Oilfield Chemistry. Houston, Texas, February 2003. doi: 10.2118/80222-MS.
  12. Nasr-El-Din H.A., Al-Mohammad A.M., Al-Aamri A.D., Al-Fahad M.A., Chang F.F. Quantitative analysis of reaction-rate retardation in surfactant-based acids. SPE production engineering, 2009, vol. 24, pp. 107–116. doi: 10.2118/107451-PA
  13. Yakimova T.S. Self-diverting acid compositions as a method for intensifying oil production in carbonate reservoirs. Nedropolzovanie, 2021, no. 4. (In Russ.)
  14. Ivanova E.M., Borkhovich S.Yu. Application of self-diverting acid compositions to increase the efficiency of acid treatments of fractured-porous carbonate reservoirs. Technosphere Management, 2022, vol. 5, no. 1, pp. 243–261. (In Russ.) doi: 10.34828/UdSU.2022.58.64.010
  15. Ruzin L.M., Morozyuk O.A. Methods for enhancing oil recovery (theory and practice). Ukhta, USTU Publ., 2014. 127 p. (In Russ.)
  16. Zontov R.E., Mikov A.I., Polyakov I.G., Shipilov A.I. Hydrochloric acid composition for treatment and declaying of the bottomhole formation zone. Patent RF no. 2389750C1, 2009. (In Russ.)
  17. Martyushev D.A., Vinogradov J. Development and application of a double action acidic emulsion for improved oil well performance: laboratory tests and field trials. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2021, vol. 612, pp. 125998.
  18. Novikov V.A. Justification of technological parameters for acid treatments in carbonate reservoirs of oil fields of the Perm region. Cand. Dis. Perm, 2023. 163 p. (In Russ.)
  19. SS 26450.1-85. Mountain rocks. Method for determining the coefficient of open porosity by liquid saturation. Moscow, Publishing house of standards, 1986. 8 p. (In Russ.)
  20. Davletshina L.F., Tolstykh L.I., Mikhailova P. S. On the need to study the characteristics of the behavior of hydrocarbons to increase the efficiency of acid treatments of wells. Territory Neftegaz, 2016, no. 16, pp. 90–96. (In Russ.)
  21. Suchkov B.M. Oil production from carbonate reservoirs. Moscow, Izhevsk, Scientific Research Center «Regular and Chaotic Dynamics» Publ., 2005. 688 p. (In Russ.)
  22. Shirazi M.M., Ayatollahi S., Ghotbi C. Damage evaluation of acid-oil emulsion and asphaltic sludge formation caused by acidizing of asphaltenic oil reservoir. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, vol. 174, pp. 880–890.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».