Композиция и флюид для кислотной обработки материнской породы, способ обработки поврежденной формации

1 Область техники, к которой относится изобретение Данное изобретение относится к воздействию на углеводородные скважины и, прежде всего, к флюидам и методам, применяемым при обработке поврежденных формаций с использованием кислотных флюидов, а также других флюидов аналогичного действия. Уровень техники Введение в технологию. Углеводороды (нефть, природный газ и т.д.) добывают из подземных геологических формаций (т.е. продуктивных пластов) путем бурения скважины, которая проходит через углеводородсодержащую формацию (продуктивный пласт). Этот способ обеспечивает частичный путь прохождения нефти к поверхности. Чтобы добыть нефть, т.е. для ее перемещения из формации к стволу скважины (и в конечном счете, к поверхности), необходимо обеспечить достаточно беспрепятственный путь движения из формации к стволу скважины. Этот путь проходит через породу формации, например, песчаник, карбонаты, которая имеет достаточное число и размер пор, чтобы обеспечить канал для движения нефти через формацию. Исходя из этого, одной из наиболее часто встречающихся причин снижения добычи нефти является "повреждение" формации, которое закупоривает поры горной породы и таким образом препятствует движению нефти. Такое повреждение большей частью возникает от другого флюида, специально нагнетаемого в ствол скважины, например бурового раствора. Даже после бурения некоторая часть бурового раствора остается в зоне пласта, примыкающей к стволу скважины, которая может обезвоживаться и образовывать покрытие (корку) на стволе скважины. Естественным результатом этой корки является снижение проницаемости для движения нефти из глубины пласта в направлении ствола скважины. Другой причиной более низкой по сравнению с ожидаемой добычи нефти является"плотная" от природы (низкопроницаемая) формация, т.е. поры в которой достаточно малы, и нефть продвигается к стволу скважины только очень медленно. Общим в обоих случаях (повреждение и от природы плотные продуктивные пласты) является низкая проницаемость. Технические способы, используемые нефтяниками для повышения общей проницаемости продуктивного пласта, называют "воздействием на пласт". По существу, воздействие на пласт можно осуществить путем: (1) закачивания химических агентов в ствол скважины для взаимодействия с загрязнением (например, покрытием ствола скважины) и его растворения; (2) закачивания химических агентов через ствол скважины и вглубь формации для взаимодействия и растворения небольшой части пласта и для создания альтернативных путей движения углево 003312 2 дорода (таким образом, перенаправляя движение нефти вокруг поврежденного участка, а не удаляя загрязнение) или (3) закачивания химических агентов через ствол скважины и вглубь формации под давлением, достаточным для гидравлического разрыва пласта, тем самым создавая большой проточный канал, через который углеводород может более свободно поступать из глубины формации в ствол скважины. Настоящее изобретение главным образом относится ко второму из этих трех процессов. Таким образом, настоящее изобретение относится к методам повышения производительности углеводородных скважин (например,нефтяных скважин) путем удаления (растворением) загрязнений пласта в зоне ствола скважины, или создания альтернативных путей движения растворением небольших участков пласта. В большинстве случаев кислоты или флюиды на основе кислот используют из-за их способности растворять как минералы формации, так и загрязнения (например, буровой раствор, покрывающий ствол скважины или проникший в формацию), которые были закачаны в ствол скважины/пласт во время операций бурения или ремонта. В настоящее время способы кислотной обработки характеризуются тремя серьезными недостатками: (1) радиальной проницаемостью,(2) осевым распределением и (3) коррозией насосов и обсадных труб. Первая проблема, радиальная проницаемость, вызвана тем, что как только кислота вводится в формацию (или ствол скважины), она очень быстро реагирует с покрытием ствола скважины или материнской породой формации (например, песчаником или карбонатом). В случае, когда обработка проводится внутри формации (а не ствола скважины) участок пласта вблизи ствола скважины, который первым контактирует с кислотой, обрабатывается должным образом, в то время как участки пласта, более удаленные от ствола скважины (в радиальном направлении от ствола скважины), остаются незатронутыми кислотой, так как вся кислота успевает прореагировать прежде, чем достигает удаленных участков. Например, формации, образованные песчаником, часто обрабатывают смесью соляной и плавиковой кислоты при очень низких скоростях закачивания (во избежание гидравлического разрыва пласта). Такую смесь кислот в большинстве случаев выбирают потому, что она растворяет глины (обнаруженные в буровом растворе), а также основные компоненты природных песчаников (например, кремнезем, полевой шпат,известковые материалы). Фактически, растворение происходит столь быстро, что закачиваемая кислота в значительной степени расходуется к тому времени, когда она достигает зон, расположенных на расстоянии нескольких дюймов от ствола скважины. Так, подсчитано, что требуется 531,88 л (117 галлонов) кислоты на 0,3048 м(1 фут) для того, чтобы заполнить участок в 1,524 м (5 футов) от ствола скважины (принимая в расчет 20%-ную пористость и диаметр ствола скважины, равный 0,1524 м (6 дюймов. См. разделы 5,6: Acidizing Fundamentals (Основы кислотной обработки) в кн. Acidizing Fundamentals SPE (1994). Более того, при использовании обычного флюида (HCL) для достижения радиальной проницаемости даже в один фут,требуется значительно большее количество кислоты. Таким же образом в карбонатных системах предпочтительной является соляная кислота, которая и в этом случае так быстро реагирует с известняковыми и доломитовыми породами, что проницаемость кислоты составляет от нескольких сантиметров до нескольких метров. Фактически из-за такой ограниченной проницаемости предполагается, что приемы обработки материнской породы сводятся к обводу препятствий для потока вблизи ствола скважины,т.е. они не обеспечивают заметного воздействия на пласт, за исключением тех участков вблизи ствола скважины, в которых достигается удаление загрязнений. Более того, загрязнение в какой-либо точке на пути прохождения углеводорода может затруднять течение (следовательно,снижать добычу). Следовательно, из-за огромных требуемых объемов флюида применение этих способов обработки значительно ограничено вследствие их высокой стоимости. Для решения такой проблемы "радиальной проницаемости" иногда применяют органические кислоты (например, муравьиную или уксусную), поскольку они реагируют более медленно, чем минеральные кислоты, такие какHCl. Тем не менее, органические кислоты не являются совершенными растворами, так как реагируют не полностью, и к тому же являются дорогостоящими. Третий основной класс флюидов для кислотной обработки (первые два представляют собой минеральные и органические кислоты) был разработан как ответная мера на необходимость понижения коррозионной активности и продления радиального продвижения непрореагировавшей кислоты от ствола скважины. Этот третий основной класс соединений часто называют "кислотными системами замедленного действия". Общая идея применения этих систем заключается в том, что скорость реагирования кислоты понижают, например, превращением кислоты в гель, смачиванием пласта нефтью,или эмульгированием кислоты в нефти. Каждый из этих подходов также представляет значительные трудности, которые ограничивают их применение. Гелеобразующие агенты, хотя и должны теоретически замедлять скорость реагирования кислоты, редко применяются для кислотной обработки материнской породы, поскольку повышенная вязкость приводит к затруднениям при закачивании флюида. Подобным образом(т.е. приготовленные путем добавления гидрофобного ПАВ к кислоте с целью создания барьера для продвижения кислоты к поверхности горной породы) часто требуют непрерывного закачивания нефти в процессе обработки. Более того, эти системы часто малоэффективны при высоких температурах пласта и больших скоростях потока, поскольку абсорбция ПАВ на породе пласта понижена. Применение эмульгированных кислотных систем также ограничено изза повышенного фрикционного сопротивления потока. Вторым важным недостатком кислотной обработки является осевое распределение. В основном это связано с необходимостью ограничить движение кислоты в осевом направлении с тем, чтобы она не попадала в другие зоны,прежде всего в зоны, насыщенные водой. Любое отклонение флюида от цели, для которой он предназначен (т.е. от требуемого пути прохождения углеводорода или области загрязнения) означает, что в пласт должно закачиваться большее количество флюида, и тем самым увеличивается стоимость обработки. Традиционные минеральные кислоты, применяемые для обработки (например, HCl) обладают чрезвычайно высокой смешиваемостью с водной фазой по сравнению с органической (или углеводородной) фазой, и поэтому возможная (и нежелательная) миграция флюида на основе HCl в водонасыщенную зону вызывает серьезные опасения. Поэтому, крайне желательно, чтобы кислотный флюид имел очень низкую смешиваемость с водной фазой. Другой широко распространенной проблемой, которая ограничивает необходимость кислотной обработки, является коррозия насосного оборудования и обсадных труб, вызванная контактированием с кислотой (более опасным в случае концентрированных растворов минеральных кислот). Для решения проблемы коррозии в традиционных способах кислотной обработки в большинстве случаев добавляют ингибитор коррозии, однако, это может значительно повысить стоимость кислотной обработки материнской породы. Новизна данного изобретения заключается во включении особого семейства соединений в состав флюидов для различных способов воздействия на пласт и эксплуатационной обработки скважин. В основном, это семейство соединений известно как "ионные жидкости". Данный термин относится к соединениям, которые: (1) являются жидкостями при температурах окружающей среды и (2) полностью состоят из катионов и анионов (в отличие от молекулярных жидкостей, таких как бензол, или ионный раствор, такой как Nа+Сl-, растворенный в воде). Несмотря на то, что флюиды для обработки материнской породы, а также и какие-либо жидкости, применяемые на нефтяных промыслах, 5 включающие в свой состав ионные жидкости, не были описаны в предыдущем уровне техники,ионные жидкости являются известными соединениями. Среди первых, кто описал ионные жидкости были Hurley and Weir, авторы серии заявок на выдачу патентов США, в том числе патентов США 2446331, 2446339 и 2446350, выданных около 40 лет назад. В этих заявках описано применение ионных жидкостей в качестве электропроводных электролитов при электроосаждении алюминия. Через несколько лет были идентифицированы новые виды ионных жидкостей и появились новые области их применения,которые включают носители для катализа, органические растворители при катализе, органический синтез и химические способы разделения,нанесение гальванопокрытий и неводные батареи. Например, см. патент США 5827602, Hydrophobic Ionic Liquids (Гидрофобные ионные жидкости), права на который переданы фирмеMay Boost Clean Technology Development (Растворители, используемые специалистами по планированию обработки: Ионные жидкости могут способствовать развитию чистых технологий), Chem.Engr/ News London, March 30,(1998). Важнейшими флюидами, применяемыми для кислотной обработки, являются минеральные кислоты, такие как соляная кислота, которая была описана в патенте, выданном более 100 лет назад (Н. Frasch, патент США 556669,Increasing the Flow of Oil Wells (Повышение дебита нефтяных скважин. В настоящее время соляная кислота все еще является предпочтительной для кислотной обработки карбонатсодержащих пластов. Для пластов, образованных песчаниками, предпочтительным флюидом является смесь соляной и плавиковой кислот. И в этом случае основным недостатком этих кислот является то, что они реагируют слишком быстро и, следовательно, плохо проникают (непрореагировавшая кислота) в пласт. Во-вторых, они крайне агрессивны по отношению к обсадным трубам скважины. Органические кислоты частично устраняют недостатки,свойственные минеральным кислотам. Главное преимущество органических кислот заключается в более низкой коррозионной активности и более низких скоростях реакции (что позволяет повысить радиальную проницаемость непрореагировавшей кислоты). Органическими кислотами, применяемыми при традиционных способах обработки, являются муравьиная и уксусная кислоты. Обе эти кислоты характеризуются рядом недостатков. Во-первых, они являются значительно более дорогостоящими, чем минеральные кислоты. Во-вторых, они характеризуются более низкими скоростями взаимодействия, а также имеют и намного более низкую 6 реакционную способность (фактически они не реагируют полностью, и при этом устанавливается равновесие с породой пласта). Следовательно, один моль HCl дает один моль свободной кислоты (т.е. Н+), а один моль уксусной кислоты дает значительно меньше, чем один моль свободной кислоты. Согласно приведенным выше данным предложены и разработаны многочисленные способы контролирования реакционной способности кислоты (т.е. таким образом, чтобы кислота не реагировала полностью вблизи ствола скважины, но при этом оставалась химически активной по мере того, как флюид радиально проникает вглубь формации), чтобы достичь приемлемого осевого распределения, а также уменьшить коррозию. В лучшем случае, каждое отдельное решение является несовершенным. В связи с этим, кислотный флюид, в котором реакционная способность тщательно контролируется по мере того, как флюид радиально проникает от ствола скважины вглубь формации, который легко закачивать (т.е. не требуется применения гелеобразователей), который имеет приемлемое осевое распределение и низкую коррозионную активность, является актуальной и чрезвычайно необходимой целью при кислотной обработке. Сущность изобретения Общей характеристикой всех способов воздействия на пласт, которые составляют настоящее изобретение, является включение особого класса соединений, известных как "ионные жидкости". Ионные жидкости отличаются от (1)"молекулярных жидкостей" (например, четыреххлористого углерода) и (2) "растворов", содержащих растворенные электролиты (например, Nа+Сl- в воде) тем, что в случае ионной жидкости вся жидкость полностью состоит из катионов и анионов, т.е. это гомогенная жидкость, имеющая в составе эти два компонента(отсюда происходит термин "расплавленные соли"). Таким образом, чистая вода не может быть определена как ионная жидкость, поскольку она состоит из молекул Н 2 О, а не из ионов. Раствор Na+Сl- также не может быть определен,как ионная жидкость, поскольку он состоит из молекул Н 2 О и ионов Na+ и Сl-. Ионные жидкости будут обсуждены более подробно в разделе описания "Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения". Следовательно, в наиболее общем смысле данное изобретение заключается в применении ионных жидкостей в операциях воздействия на пласт и эксплуатационной обработки скважин, и прежде всего, при кислотной обработке материнской породы. Как продемонстрировано в следующем тексте, в настоящем изобретении используются четыре различных основных механизма действия ионных жидкостей. В данном конкретном способе воздействия на пласт и эксплуатацион 7 ной обработки скважины используют не все механизмы действия, однако, некоторые способы могут быть основаны на всех четырех механизмах действия, а некоторые - только на каком-нибудь одном. Используют следующие механизмы воздействия: (1) растворение ионной жидкостью, (2) выделение тепла при образовании ионной жидкости, (3) ионная жидкость в качестве растворителя-носителя реагента и (4) образование кислоты за счет реакции ионной жидкости с водой. В первом методе воздействия, растворении, используют способность ионных жидкостей к растворению необычайно большого ряда соединений, как органических(полярных, неполярных и заряженных, например, склероглюканового и ксантанового полимера) и неорганических (например, породы на основе карбоната кальция). Второй механизм действия основан на специфической характеристике синтеза ионных жидкостей, а именно на образовании значительного количества теплоты в процессе образования ионной жидкости (в зависимости от синтезируемой ионной жидкости). Действительно, в результате лабораторных испытаний показано, что количества теплоты,выделяющегося в ходе данной экзотермической реакции, достаточно для расплавления парафина, бурового шлама и озокерита, которые являются широко распространенными и чрезвычайно трудно удалимыми загрязнениями ствола скважины. Третий механизм заключается в том,что ионные жидкости, опять-таки в зависимости от конкретного вида и вещества, предназначенного для растворения, являются отличными (т.е. высокостабильными и инертными) растворителями; поэтому они могут использоваться для переноса таких реакционноспособных веществ,как сверхкислоты (например, HF + SbF5). Четвертый механизм заключается в том, что некоторые, хотя и не все, ионные жидкости выделяют огромные количества кислоты при взаимодействии с водой. Этот механизм действия может быть использован для применения в способах, требующих закачивания кислоты в ствол скважины. Более того, в конкретном способе обработки могут быть использованы более одного из указанных четырех механизмов. Например, флюид на основе ионной жидкости по настоящему изобретению может быть закачан в ствол скважины, затем ионный флюид растворяет часть пласта (например, карбонат) вблизи ствола скважины, тем самым создавая альтернативные пути для движения углеводорода из пласта в ствол скважины. Затем в скважину может быть закачана вода для контактирования с ионной жидкостью, что приводит к образованию кислоты. Эта кислота затем далее разлагает карбонат, а также полимерное загрязнение (например, склероглюкан, крахмал, ксантан, т.е. остаток бурового раствора). Флюиды по настоящему изобретению обеспечивают несколько существенных пре 003312 8 имуществ по сравнению с применяемыми в настоящее время флюидами для воздействия на пласт и эксплуатационной обработки скважин. Во-первых, впечатляющим и необычным характерным свойством флюидов по настоящему изобретению является то, что при смешивании их с водой образуется кислота. Следовательно,ионная жидкость по настоящему изобретению может быть закачана в скважину, затем закачивается вода (т.е. вода и ионная жидкость могут смешиваться непосредственно внутри ствола скважины). Большое значение при этом имеет то, что никакой кислоты не образуется на поверхности. Поэтому насосы, резервуары для хранения нефтепродуктов, обсадные трубы и т.д., замена которых является особенно дорогостоящей, не повреждаются коррозией, вызванной кислотой, как это происходит в случае традиционных способов кислотной обработки. Вовторых, даже если вода и ионная жидкость смешиваются на поверхности и закачиваются в скважину, образование кислоты все еще замедляется (т.е. как свидетельствуют лабораторные результаты, обсуждаемые ниже, образование кислоты идет медленно). Это означает, что большее количество кислоты достигает отдаленных областей пласта, где также желательно воздействие на пласт. Второе важное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что образование кислоты можно тщательно контролировать. Это происходит потому, что кислота не образуется до тех пор, пока ионная жидкость не смешивается с водой, и следовательно, образование кислоты можно ускорять или замедлять путем изменения скорости подачи каждого из этих компонентов в ствол скважины. В действительности, основным недостатком традиционных способов кислотной обработки (или разрушение пласта кислотой или воздействие на материнскую породу) является тот факт, что после закачивания кислоты она слишком быстро расходуется и поэтому воздействие распространяется только на породу пласта, непосредственно примыкающую к стволу скважины, а не на участки пласта, находящиеся на большем удалении от ствола скважины. Следовательно, желательно иметь флюид, который не реагирует полностью с окружающей ствол скважины материнской породой, а медленно реагирует по мере того,как распространяется в радиальном направлении вглубь формации таким образом, что некоторая часть непрореагировавшей кислоты остается в зоне, особенно удаленной от ствола скважины, где также желательно воздействие на пласт. Третьим важным преимуществом настоящего изобретения является обеспечение значительно более низкой коррозионной активности по сравнению с традиционными способами кислотной обработки. Кислоты разрушают хранилища нефтепродуктов, насосы, а также обсад 9 ные трубы скважины. Замена и ремонт этих элементов составляет большую часть затрат,непосредственно связанных с кислотной обработкой. Поэтому к флюидам для кислотной обработки обычно добавляют ингибитор коррозии. Например, хлорид додецилпиридиния и бромид октилпиридиния, используют в качестве испытанных ингибиторов коррозии во флюидах для кислотной обработки материнской породы. В общем случае стоимость ингибитора коррозии составляет значительную часть общей стоимости кислотной обработки. В действительности,после добавления воды к предпочтительной ионной жидкости по настоящему изобретению(например,тетрахлоралюминату 1-этил-3 метилимидазолия), кислота, конечно, образуется, но одновременно с солью пиридиния, которая является испытанным и эффективным ингибитором коррозии. Следовательно, предпочтительные виды ионных жидкостей по настоящему изобретению продуцируют свой собственный ингибитор, и в большинстве случаев нет необходимости добавлять ингибитор. В связи с этим флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению имеют основное преимущество в отношении стоимости. Следовательно, данное изобретение в значительной мере решает указанные три основные проблемы, с которыми связаны методы кислотного воздействия на пласт с самого начала их применения. Во-первых, поскольку кислота образуется in situ или внутри пласта, а не на поверхности, то она не контактирует с хранилищами нефтепродуктов, насосами и верхней частью обсадных труб, поэтому способы кислотного воздействия на пласт по настоящему изобретению имеют преимущество по сравнению с традиционными технологиями, т.к. они не приводят к коррозии указанных элементов, замена которых является очень дорогостоящей. Вовторых, так как образование кислоты можно контролировать с помощью скорости добавления воды или ее количества (или добавлением ионной жидкости), то процесс образования кислоты можно контролировать таким образом,чтобы она не расходовалась сразу после контактирования с формацией. Цель кислотной обработки состоит в удалении загрязнения пласта на возможно большем протяжении пути прохождения углеводорода. Следовательно, эффективная обработка должна удалять как можно больше загрязнений по всей длине пути движения(т.е. радиально от ствола скважины вглубь формации). Применение флюидов и способов по настоящему изобретению обеспечивает проникновение кислоты на более значительное расстояние и, следовательно, ее распространение на большую часть пути движения углеводорода,что приводит к более эффективной обработке. В-третьих, многие предпочтительные виды ионных жидкостей полностью смешиваются с органической фазой, что является предпочтитель 003312 10 ным по сравнению с водной фазой. В связи с этим, острота проблемы осевого распределения,осложняющая традиционный способ обработки(HCl) в значительной мере снижена. Перечень чертежей и иных материалов На фиг. 1 показаны общая схема реакции получения ионной жидкости по настоящему изобретению (верхняя часть) и общая схема образования кислоты (нижняя часть); на фиг. 2 показаны четыре типичных ионных жидкости, которые включены во флюиды по настоящему изобретению (начиная с верхнего левого угла по часовой стрелке): тетрахлоралюминат 1-этил-3-метилимидазолия, нитрат 1 бутилпиридиния, тетрафторборат 1-3-этил-3 метилимидазолия и гексафторфосфат 1-бутилпиридиния. На фиг.3 (иллюстративном аналоге фиг. 1) показаны взаимодействие хлорида 1-этил-3 метилимидазолия хлорида с трихлоридом алюминия с образованием тетрахлоралюмината 1 этил-3-метилимидазолия (верхняя часть) и реакция этой ионной жидкости с водой с образованием кислоты. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Преимущества ионных жидкостей. Пять основных отличительных признаков ионных жидкостей в основном определяют преимущества способов воздействия на пласт и эксплуатационной обработки скважин по настоящему изобретению по сравнению с традиционными способами. Во-первых, флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению характеризуются особым свойством медленно выделять кислоту. Кроме того, инженер может контролировать скорость образования кислоты путем регулирования добавления воды к ионной жидкости, и тем самым эффективность операции воздействия на пласт или эксплуатационной обработки скважины. Способность ионных жидкостей по настоящему изобретению очень медленно выделять кислоту не следует путать с неполным выделением кислоты органическими кислотами (например,уксусной кислотой). На самом деле флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению намного превосходят органические кислоты, прежде всего, в этом отношении. Кроме того, ионные жидкости по настоящему изобретению выделяют кислоту очень медленно, но это происходит из-за кинетических, а не из-за термодинамических ограничений. Более того, в конечном итоге из одного моля предпочтительного вида флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению (например, в том случае, если анионом является АlСl4-) образуется три моля кислоты; для сравнения из одного моля уксусной кислоты образуется (если диссоциация прошла полностью) только один моль кислоты. 11 Во-вторых, ионные жидкости образуются путем взаимодействия, например, комплекса металла (например, АlСl3) и соли (например,R4N+/Сl-). После смешивания этих двух компонентов выделяется огромное количество тепла(т.е. реакция сильно экзотермическая). Это тепло может быть использовано для расплавления,например, слоев загрязнений, покрывающих ствол скважины. Это особенно приемлемо в случае материалов, устойчивых к действию кислоты. Это, прежде всего, может быть использовано в случае двухкомпонентного загрязняющего слоя, когда один из компонентов устойчив к кислоте, а другой - нет. Исходя из этого, согласно одному из вариантов воплощения настоящего изобретения оба компонента, используемые для получения ионной жидкости, могут быть закачаны в скважину и выдержаны там для их смешивания, что приводит к выделению тепла, которое расплавляет первый компонент загрязняющего слоя. Затем в скважину может быть закачана вода, что приведет к образованию кислоты и удалению второго компонента загрязняющего слоя. Третьим основным отличительным признаком ионных жидкостей, определяющим преимущества настоящего изобретения, является замечательно высокая стабильность ионных жидкостей. Этот отличительный признак обеспечивает высокую эффективность ионных жидкостей в качестве инертных растворителей-переносчиков для очень сильных кислот. Четвертый основой отличительный признак заключается в несмешиваемости ионных жидкостей с водой (хотя и не все ионные жидкости не смешиваются с водой). По этой причине флюиды для воздействия на пласт и эксплуатационной обработки скважин на основе ионных жидкостей обеспечивают отличный зональный контроль (или распределение кислоты), т.е. они имеют малое сродство к водонасыщенным зонам и поэтому остаются в зоне, насыщенной углеводородом, где и требуется проведение обработки. В-пятых, флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению, по крайней мере, в случае некоторых предпочтительных видов (например, на основе пиридиния) не требуют добавления дорогостоящих ингибиторов коррозии, поскольку они по своей природе генерируют ингибитор после добавления воды. Более того, в связи с этим ожидается, что флюиды будут вызывать меньше коррозии, т.к. кислота выделяется медленно и, следовательно,незначительное количество кислоты контактирует с компонентами, расположенными в верхней части (например, хранилищами нефтепродуктов, насосами, верхними участками обсадных труб). В конечном счете, ионные жидкости, 003312 12 которые включены в новые флюиды для обработки по настоящему изобретению, проявляют минимальную коррозионную активность. Три отдельных способа кислотной обработки материнской породы с использованием флюидов по данному изобретению. Флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению могут быть использованы в трех различных сочетаниях со способами кислотной обработки материнской породы. В каждом из способов используются различные механизмы действия ионных жидкостей. В первом сочетании способов ионные жидкости гидролизуются (либо на поверхности, либо в стволе скважины, либо в формации, хотя предпочтительно непосредственно в формации), при этом образуется кислота. Во втором сочетании способов флюид на основе ионной жидкости закачивают в формацию и выдерживают для контактирования с материнской породой. Порода формации растворяется под действием высокой растворяющей способности некоторых видов ионных жидкостей. В третьем сочетании способов флюид на основе ионной жидкости состоит из ионной жидкости, выбранной из-за ее стабильности в качестве инертного растворителяпереносчика, и, например, сверхкислоты, такой как SbF5 + HF. Естественно, что два или даже все три различных сочетания способов могут быть объединены последовательно при одной обработке на отдельной скважине. Предпочтительные виды. Кроме того, новизна настоящего изобретения заключается в использовании класса соединений, известных как ионные жидкости, в различных способах воздействия на углеводородные формации и эксплутационной обработки скважин (операций по увеличению дебита скважин). В этом разделе обсуждаются предпочтительные виды ионных жидкостей. В соответствующих местах текста представлены типичные ссылки на публикации, в которых приведено более подробное обсуждение предпочтительных видов жидкостей. Каждая такая публикация полностью включена в описание изобретения в качестве подтверждения определенного утверждения, приведенного непосредственно перед каждой публикацией, более того, части ссылки,упомянутой в цитате, придается особое значение. Ниже в табл. 1 перечислены некоторые физические свойства типичных ионных жидкостей по настоящему изобретению, имеющие значение для применения в нефтяном промысле, по сравнению с физическими свойствами других веществ, содержащихся в стандартных флюидах для обработки ствола скважины/материнской породы. Физические свойства Диапазон жидкого состояния Кроме того, настоящее изобретение относится к новым флюидам для обработки скважин(и к методам или способам использования таких флюидов), которые содержат "ионную жидкость". Ионная жидкость в контексте настоящего изобретения означает вещество со следующими характеристиками:- жидкость при температуре окружающей среды и- состоящая только из катиона и аниона. Термин "окружающая среда" в контексте настоящего изобретения означает, что жидкость находится в жидком состоянии в диапазонах температур, при которых могут быть использованы флюиды на основе ионных жидкостей. Следовательно, в случае обработки материнской породы на Аляске температура окружающей среды может составлять, например -50 С. Ионная жидкость, содержащаяся во флюидах по настоящему изобретению, должна быть в жидком состоянии при этой температуре. Следовательно, термин "ионная жидкость" определен с функциональной точки зрения, однако, в данном описании представлены специфические примеры, чтобы дать возможность специалисту в данной области техники выбрать или разработать соответствующий режим обработки с использованием флюида на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению. С практической точки зрения общее число (известных) соединений, которые удовлетворяют этим двум ограничивающим условиям, не так велико; еще меньше число подробно исследованных соединений. См., например, статью J. Sun et al., RoomTemperature Molten Salts Based on the QuaternaryAmmonium Ion (Расплавы солей при комнатной температуре на основе иона четвертичного аммония), J. Phys. Chem. В. (1998), т. 102, стр. 8858. Ионные жидкости обладают рядом свойств, которые позволяют считать их идеальным компонентом флюидов для обработки материнской породы. Во-первых, предпочтительные виды ионных жидкостей характеризуются широким диапазоном жидкого состояния, который включает температуру окружающей среды в некоторых случаях этот диапазон составляет 300 С. См., например, статью Johnathon G. HudAs Novel Media For 'Clean' Liquid-Liquid Extraction (Ионные жидкости при комнатной температуре в качестве новых сред для "чистой" экстракции жидкость-жидкость), Chem. Commun.(1998), стр. 1765. Кроме того, подходящие величины вязкости и плотности ионных жидкостей также подробно описаны. См., например, статьиSoc. Commun. (1992), стр. 965. Другие исследователи демонстрируют превосходную термическую стабильность ионных жидкостей. См., например, статью K.R. Seddon, Room-TemperatureIonic Liquids: Neoteric Solvents for Clean Catalysis (Ионные жидкости при комнатной температуре: Новые растворители для чистого катализа), Kinetics and Catalysis (1996), т. 37, стр. 743,746, где указано, что такие жидкости не имеют давления насыщенного пара (там же) и что они являются относительно не дорогостоящими и простыми в приготовлении (обсуждается ниже). Аналогичным образом, подробно описана чрезвычайно высокая способность определенных видов ионных жидкостей растворять многочисленные типы молекул - органических, неорганических, полярных, ионных, полимерных и так далее (там же). Приготовление ионных жидкостей является достаточно простым и не требует стандартной квалификации специалиста в данной области техники. Большинство особенно предпочтительных видов, обсужденных в данном описании, можно получить на фирмах, производящих химические реагенты. Подробное описание приготовления ионных жидкостей см., например, в статьях Charles L. Hussey, Room-TemperatureMolten Salts (Расплавы солей при комнатной температуре), Adv. Molten Salt Chem. (1983), т. 5, стр. 185, 188 и патент США 5827602, Hydrophobic Ionic Liquids (Гидрофобные ионные жидкости), права на который переданы фирмеCovalent Associates Incorporated, 1998 (например, столбец 6, примеры 1-3); патент США 5731101, Low Temperature Ionic Liquids (Низкотемпературные ионные жидкости), права на который переданы фирме Akzo Nobel N. V., 1998(Композиции на основе расплавов солей при низкой температуре, содержащие соли фторпиразолия), права на который переданы фирмеElectrochemical Systems Inc., 1996 (например,столбец 9, пример 1) и патент США 4624754,принадлежащий G. McManis и соавт., Ionic Liquid Compositions for Electrodeposition (Композиции ионных жидкостей для электроосаждения),1986 (например, столбец 3, строка 21). Каждый из указанных патентов США полностью включен в описание в качестве ссылки и, прежде всего, указанные фрагменты текста ссылок. Материал, включенный в качестве ссылок, представлен для демонстрации того, что способы приготовления ионных жидкостей являются известными и стандартными для специалиста в данной области техники и, кроме того, для определения дополнительных видов ионных жидкостей, которые могут быть использованы для флюидов по настоящему изобретению. Далее обсуждаются предпочтительные виды ионных жидкостей, которые включены в новые флюиды для обработки по настоящему изобретению. Хотя существует некоторое перекрывание, предпочтительные виды в основном зависят от определенного способа (из числа трех, перечисленных ранее), предназначенного для использования. Прикладные исследования, относящиеся к ионным жидкостям, были сфокусированы в основном на двух основных структурах для катиона: 1,3-диалкилимидазолий и 1-алкилпиридиний. См., например, статью Charles L. Hussey,PureAppl. Chem. (1988), т. 60, стр. 1763 (всесторонняя монография по современным исследованиям ионных жидкостей, полностью включенная в данное описание в качестве ссылки). Из двух указанных видов наиболее широко исследованными являются 1-этил-3-метилимидазолий, N-бутилпиридиний и их производные с незначительной степенью модификации. Эти два соединения показаны ниже Существуют многочисленные публикации об этих двух соединениях. Аналогичным образом, наиболее изученным анионом являетсяAlCl4-. В случае использования первого способа образования кислот, специалисту по планированию обработки следует рассматривать, например, следующие переменные: гидрофобность,число молей образующейся кислоты на моль ионной жидкости, некислотный конечный продукт (например, если он используется в качестве ингибитора коррозии). С учетом этих рассуждений наиболее предпочтительным видом является тетрахлоралюминат 1-этил-3-метилимида 003312 16 золия. Этот особый вид несомненно является одним из самых широко изученных видов ионных жидкостей. См., например, статьи YvesVery Effective Solvents For Metal-Catalyzed Olefin Dimerization and Metathesis (Неводные ионные жидкости в качестве реакционноспособных растворителей: Смеси солей четвертичного аммония и алюмоорганических соединений являются чрезвычайно эффективными растворителями для димеризации и метатезиса олефинов,катализируемых металлами), Chemtech, September (1995), т. 26; Charles L. Hussey, RoomTemperature Haloaluminate Ionic Liquids Novel(Галогеналюминатные ионные жидкости при комнатной температуре в качестве новых растворителей в химии растворов переходных металлов), PureAppl. Chem. (1988), т. 60, стр. 1763, 1765. Эти виды соединений являются предпочтительными в качестве образующей кислоту ионной жидкости для использования в качестве ключевого компонента флюида для обработки материнской породы по нескольким причинам. Предположительно одна из самых важных причин заключается в том, что так как образование протонов происходит в процессе реакции замещения атомов хлора, связанных с центральным атомом алюминия, то следовательно, ионная жидкость, содержащая AlCl4-,выделяет три моля кислоты на моль ионной жидкости. Кроме того, показано, что ионные жидкости с широким диапазоном жидкого состояния при температуре окружающей среды могут быть получены с использованием метилимидазолия в качестве основной структуры. См. статью J.S.Wilkes, Inorg. Chem. (1982), т. 21, стр. 1263. Более того, группа R (связанная с другим гетероатомом азота) может быть использована для тонкой регулировки свойств ионной жидкости (например, для оптимизации гидрофобности). Кроме имидазолия, другой основной стандартной структурой, которая используется для получения ионных жидкостей (с типичными анионами), является остаток пиридиния, например, тетрахлоралюминат 1-бутилпиридиния. См., например, статью Hussey, Pure Appl.Chem., т. 12, стр. 1763. В случае двух остальных способов ключевой характеристикой ионных жидкостей является не образование кислоты при контактировании с водой, а характеристики растворителя. В связи с этим исследования показали, что ионные жидкости, содержащие в качестве аниона BF4 или PF6-, в основном устойчивы в присутствии воды. См., например, статью Huddleston и соавт., Chem. Commun. стр. 1765. Более конкретно было показано, что гексафторфосфат бутилметилимидазолия является превосходным раство 17 рителем. Как подтверждено экспериментальными данными, описанными в представленной выше публикации, указанное соединение является растворителем, сопоставимым с эталонным октанолом. Это соединение быстро растворяет полярные, неполярные и даже ионные молекулы. Другие исследователи показали, что предпочтительные виды ионных жидкостей растворяют горную породу, уголь и другие органические материалы. См., например, статьюFreemantle, CE News 33. Кроме того, авторы настоящего изобретения обнаружили, что тетрахлоралюминат 1-этил-3-метилимидазолия предпочтительная ионная жидкость по настоящему изобретению, образует две фазы с дизельным топливом при комнатной температуре и полностью смешивается с дизельным топливом(стандартным компонентом флюидов для обработки скважин) при 71,1 С (160F). В случае всех трех различных способов применения ионных жидкостей, описанных и заявленных в данном контексте, специалисту в данной области техники известны многочисленные способы для регулировки и тонкого изменения свойств ионных жидкостей в зависимости от предназначенной цели. Например, группа исследователей показала, что при изменении содержания AlCl3 (50 мол.%) температура плавления определенных ионных видов может быть снижена до диапазона температуры окружающей среды. См., например, статью В.Vestergaard и соавт., J. Electrochem. Soc. (1993),т. 140, стр. 3108. Аналогичным образом другая группа обнаружила, что температура плавления варианта ионной жидкости может быть снижена до диапазона температуры окружающей среды,путем получения ионной жидкости с использованием аниона бис(трифторметилсульфонил) имида [(CF3SO2)2N-]. См. статью Sun, J. Phys.Chem. т. 102, стр. 8858. Кроме того, другая группа авторов показала, что, как правило, соли четвертичного аммония с длиной цепи агрегата менее 20 атомов углерода не являются жидкостью при температуре окружающей среды, но в действительности, путем уменьшения симметрии цепи можно значительно снизить температуру плавления (до диапазона температуры окружающей среды). См. статью J.E. Gordon andG.N. Subha Rao, J. Am. Chem. Soc. (1978), т. 100,стр. 7445. Например, бромид бутилпентилоктилпропиламмония плавится ниже комнатной температуры в отличие от стандартных рекомендаций. Аналогичным образом, следующие соли тетраалкиламмония также являются жидкостью при температуре окружающей среды:(n-C6H13)(C4H9)3N+N-(SO2CF3)2 (Т пл. = -26 С). См. статью J. Sun и соавт., J. Phys. Chem., т. 102,стр. 8858. Что касается анионов, то последние исследования подтвердили их заметное влияние на свойства ионных жидкостей. Согласно литературным данным, цитированным выше, подходящими составляющими ионных жидкостей,включенных в состав флюидов по настоящему изобретению, являются следующие анионы:BF4-, PF6-, SbF6-, CF3SO3-, CuCl2-, AlCl4-, RAlCl3-,R2AlCl2-, CuCl2-, Cu2Cl3-, Cu3Cl4-, Al2Cl7-, Al3Cl10-,NO3- и (CF3SO2)2N-, Вr-, ClO4-, CH3COO- и BPh4-. Кроме того, BF4-, PF6- являются предпочтительными анионами для ионных жидкостей, если требуется их устойчивость к воде, в то время как AlCl4- является особенно предпочтительным анионом, включенным в состав ионных жидкостей, предназначенных для использования в качестве источников образования кислоты. Особенно предпочтительные виды показаны в табл. 2. Таблица 2 ЖидкостьОбразоваПрименение Предпочтительные виды носитель ние кислотыChemistry (Галогеналюминатные ионные жидкости при комнатной температуре в качестве новых растворителей в химии растворов переходных металлов), PureAppl. Chem. (1988) т.60, стр. 1763, 1765.Chemistry (Галогеналюминатные ионные жидкости при комнатной температуре в качестве новых растворителей в химии растворов переходных металлов), PureAppl. Chem. (1988) т.60, стр. 1763,1765.(Ионные жидкости при комнатной температуре в качестве новых сред для "чистой" экстракции жидкостьжидкость), Chem. Commun. (1998) стр. 1765. Анион=РF6-, BF4 Гексафторфоофат бутилметилимидазолия Тетрахлоралюминат Nбутилпиридиния Тетрагалоидалюминаты Ионная жидкость, которая в качестве аниона содержит бис(трифторметилсульфонил)имид Пример 1. Растворение с помощью флюидов на основе ионных жидкостей. В данном примере описаны результаты лабораторных исследований, демонстрирующих эффективность ионных жидкостей при различных способах воздействия на нефтегазоносные пласты и эксплутационной обработки скважин. На первой стадии ионную жидкость получают согласно следующей схеме реакции:RX + МXnR+MXnгде R означает 1-этил-3-метилимидазолий, Х означает хлорид, a MXn означает AlCl3. Два реагента смешивают в молярном соотношении 1:1. В результате реакции получают жидкость. Как и ожидалось, реакция представляет собой интенсивный экзотермический процесс. На следующей стадии из продукта, образованного по указанной выше реакции, получают кислоту путем простого добавления воды к продукту, образованному по указанной выше реакции, причем на второй стадии происходят следующие реакции:R+MXn- + Н 2 ОН+ + X- + RX + МХn-1(ОН) и МХn-1(ОН) + Н 2 ОН+ + МХn-2(ОН)2 + X М, R и X выбирают с использованием вышеупомянутых критериев наряду с особыми видами, также упомянутыми выше. Имеет значение то, что образуется ионная жидкость. Кроме того, как указывалось выше, точный состав ионной жидкости, т.е. два компонента, которые составляют сущность ионной жидкости, можно изменять в зависимости от определенной обласIon (Расплавы солей при комнатной температуре на основе иона четвертичного аммония), J. Phys. Chem.(чтобы снизить температуру плавления кандидата ионной жидкости до диапазона температуры окружающей среды) J. Sun, Room TemperatureAmmonium Ion (Расплавы солей при комнатной температуре на основе иона четвертичного аммония), J. Phys.Chem. (1998) т. 102, стр. 8858. ти применения. Модификация или оптимизация такого типа представляется очевидной для специалиста в области планирования и выполнения обработки (скважин). Например, если при обработке определенной материнской породы требуется необычно точный зональный контроль - т.е. флюид для обработки должен быть направлен в продуктивную зону, а не в прилегающую продуктивную водоносную зону - то специалист по планированию обработки может выбрать ионный флюид с более гидрофобными свойствами,следовательно, тетрахлоралюминат 1-бутил-3 этилимидазолия может быть предпочтительнее,например,тетрафторбромата 1-метил-3 метилимидазолия. Данный пример позволяет продемонстрировать два уникальных свойства ионных жидкостей, которые дают возможность использовать ионные жидкости в качестве ключевых компонентов при эксплуатационной обработке и воздействии на скважины (пласты). Пример 2. Растворение СаСО 3 с помощью флюидов на основе ионных жидкостей по сравнению с растворением стандартными системами. В данном примере описаны также результаты лабораторных исследований, демонстрирующих эффективность ионных жидкостей при различных способах воздействия и эксплутационной обработки скважин. Прежде всего, эти эксперименты проводят для измерения скорости растворения СаСО 3 с помощью ионной жидко 21 сти по сравнению со скоростью растворения СаСО 3 с помощью HCl - стандартного реагента для обработки. Выбор соответствующего количества ионной жидкости, используемой для получения флюида для обработки, а также выбор типа добавки (например, ПАВ, дезэмульгатора и т.п.),концентрации, скорости подачи насосом, продолжительности закачивания насосом и общего объема флюида заранее практически невозможен. Действительно, каждый из перечисленных параметров определяется квалифицированным инженером/исследователем для каждой конкретной обработки скважины, на основе геологии и геохимии продуктивного пласта, типа и степени повреждения формации и любых особых затруднений (например, соседняя водоносная зона). Следовательно, дополнительное тестирование для планирования обработки скважины с использованием флюидов по настоящему изобретению - кроме обычного и стандартного тестирования, требуемого для стандартных флюидов, - сведено к минимуму. Кроме того, флюиды для обработки на основе HCl характеризуются чрезвычайно ограниченной эффективностью при устранении повреждения формации (загрязнения пласта) частично за счет высокой скорости реакции, т.е. такие флюиды расходуются в пределах нескольких сантиметров от ствола скважины. Следовательно, требуется медленное растворение СаСО 3,чтобы обеспечить миграцию флюида для обработки в радиальном направлении в глубину формации таким образом, чтобы непрореагировавший флюид достигал более отдаленных участков формации. Во-первых, ионную жидкость получают из двух исходных материалов: хлорида 1-этил-3 метилимидазолия и трихлорида алюминия. Оба материала перед смешиванием находятся в твердом состоянии при комнатной температуре(первый материал является кристаллическим веществом, второй - порошкообразным). Два компонента смешивают в приблизительно эквимолярном соотношении (4,4 г имидазолия,мол. масса = 146,2; 4,0 г AlCl3, мол. масса = 133,34). Реакция начинается почти немедленно при умеренном встряхивании реакционного сосуда; практически моментально образуется продукт ионной жидкости - тетрахлорид 1-этил-3 метилимидазолия, что подтверждается превращением обоих твердых соединений в чистую жидкость. Жидкость имеет зеленоватый цвет изза примесей, присутствующих в двух исходных материалах. При отсутствии примесей образуется бесцветный продукт ионной жидкости. Практически немедленно после смешивания двух исходных материалов реакционный сосуд из пирекса становится таким горячим на ощупь,что к нему нельзя прикасаться через обычные лабораторные одноразовые пластиковые перчатки. В ходе реакции образуется значительное 22 количество тепла. Кроме того, немедленное и продолжительное образование значительного количества тепла может быть использовано в качестве отдельного (или вспомогательного) механизма для устранения повреждения (загрязнений) пласта. Как только образуется продукт ионной жидкости, определяют его способность медленно растворять СаСО 3 и сравнивают со скоростью (и степенью) растворения с помощью HCl. Устанавливают рядом два стакана, содержащих по 500 мл деионизированной воды. В каждый стакан помещают по 1,1 г СаСО 3 в виде прямоугольного блока. Блок помещают в центр дна стакана. Затем в один стакан добавляют 5,7 мл 37% раствора HCl, а в другой стакан - 6 мл ионной жидкости, полученной, как указано выше. Реакция ионной жидкости или HCl проверяется по образованию СО 2, который наблюдают в виде пузырьков, поднимающихся к поверхности. В стакане, содержащем HCl, растворение СаСО 3 происходит значительно быстрее,чем в стакане, содержащем ионную жидкость. Через несколько минут два стакана интенсивно встряхивают для увеличения скорости растворения в стакане с HCl, однако, при этом такая обработка не влияет на стакан с ионной жидкостью. Такие результаты ясно свидетельствуют о том, что скорость растворения в стакане с ионной жидкостью чрезвычайно мала по сравнению со стаканом с HCl. Через 2 ч блоки СаСО 3 извлекают и взвешивают. Блок СаСО 3 полностью растворяется в стакане с HCl - 100% растворение. Блок в стакане с ионной жидкостью растворяется лишь на 13%. На основании этих данных, с целью использования преимущества медленной скорости реакции ионных жидкостей, предпочтительной является обработка материнской породы с длительными остановками во времени в течение,например, 36-48 ч и возможно более, т.е. значительно большими, чем обычная продолжительность остановки, которая в среднем составляет приблизительно 12 ч. Кроме того, можно ожидать, что такая медленная скорость реакции способствует более глубокому радиальному проникновению (флюида). Более того, на основании предыдущего сравнительного примера специалист по планированию обработки может сделать обоснованные выводы в отношении концентрации (или количества) ионной жидкости, предназначенной для использования при конкретной кислотной обработке. Кроме продемонстрированного в примерах 1 и 2 обоснованного предложения по эксплуатации флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению, специалисту по планированию обработки предоставлена многочисленная специальная литература по химическим основам ионной жидкости, причем некоторые из публикаций процитированы и ранее включены в текст опи 23 сания в качестве ссылок. На основании этих публикаций специалист в данной области техники может выбрать другие виды ионных жидкостей, которые соответствуют специальным параметрам пригодности к эксплуатации в условиях технического обслуживания в нефтяном промысле и прежде всего, в условиях кислотной обработки. Предполагаемый механизм кислотного растворения. Растворение загрязнений с помощью флюида на основе ионной жидкости (в сочетании с водой) по настоящему изобретению представляет собой в основном двухстадийный процесс. На первой стадии при взаимодействии с водой образуется кислота. В случае ионной жидкости, содержащей в качестве аниона АlСl4-,на этой стадии в основном происходит реакция замещения. Следовательно, в результате реакции с первой молекулой воды происходит превращение АlСl4- в АlСl3(ОН)-. Реакция замещения продолжается до образования Аl(ОН)3 наряду с тремя протонами Н+. Следовательно, из одного моля АlСl4- образуются три моля кислоты. При образовании кислоты протоны взаимодействуют с СаСО 3, при этом в конечном счете образуется газообразный СО 2. Для обеспечения значительных преимуществ флюидов по настоящему изобретению в отношении стоимости предполагается использование определенных характеристик предпочтительных видов (например, ароматических гетероциклических кольцевых систем, в которых анионом является АlСl4-). Во-первых, для таких предпочтительных видов характерно образование трех молей кислоты из одного моля реагента (при условии полного завершения реакции). Другой широко распространенной проблемой, которая ограничивает желательность кислотной обработки, является коррозия насосного оборудования и обсадных труб, которая происходит в результате контактирования с кислотой (более значительная в случае более концентрированных растворов минеральных кислот). Настоящее изобретение направлено на решение этой проблемы двумя путями. Вопервых, кислота, вызывающая коррозию, образуется из флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению очень медленно,что позволяет предотвратить контактирование с кислотой расположенных на поверхности элементов оборудования (резервуары для хранения нефтепродуктов, насосы, верхние обсадные трубы и т.п.). Во-вторых, для решения проблемы коррозии в большинстве случаев при обычной кислотной обработке во флюид добавляют ингибитор коррозии. В случае использования определенных предпочтительных видов флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению, ингибитор коррозии образуется внутри системы в процессе образования кислоты, и добавление ингибитора коррозии не 24 требуется. Это играет существенную роль, так как в большинстве случаев ингибитор коррозии составляет значительную часть стоимости кислотной обработки. Специфические типы повреждений, обрабатываемых флюидами на основе ионных жидкостей. Эффективность обработки материнской породы в первую очередь зависит от устранения повреждений, которые снижают продуктивность. Показано, что в основном такое снижение проявляется в общем снижении уровня добычи или в более резком снижении уровня добычи по сравнению с ожидаемым. Стандартным методом оценки степени повреждения является метод кривых восстановления давления. Выбор соответствующего флюида для обработки определяется по физическим характеристикам повреждения (загрязнений), а не по их происхождению. Следовательно, определенный флюид, эффективный при действии на определенный тип загрязнения, в основном будет эффективным независимо от причины повреждения. Источниками повреждения пласта являются бурение, цементирование скважины, заканчивание скважины, заполнение скважинного фильтра гравием, добыча, воздействие на скважину и закачивание. Известно, по крайней мере,восемь основных типов повреждений: эмульсия,изменение смачиваемости пласта, внезапное прекращение поступления воды (образование водного барьера), твердые отложения (неорганические отложения), органические отложения,(смешанные отложения) илистые и глинистые отложения и бактерии. Предпочтительный общепринятый способ обработки загрязнений эмульсионного происхождения заключается в разрушении/дестабилизации эмульсии. Благодаря доказанным превосходным характеристикам растворимости флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению, они могут быть использованы для обработки эмульсионных загрязнений. Твердые отложения представляют собой минеральные осадки, которые образуются, когда смешиваются несовместимые воды, например, вода из пласта и либо фильтрат флюида,либо закачиваемая вода. Наиболее распространенным типом твердых отложений являются карбонатные отложения: СаСО 3 и FeCO3, причем первый является самым распространенным. Традиционная обработка карбонатных отложений заключается в использовании HCl. Обработка ионными жидкостями согласно предпочтительным вариантам воплощения изобретения заменяет обработку HCl, как показано выше в примерах 1 и 2. Действительно, первичным механизмом удаления загрязнений с помощью флюидов по настоящему изобретению является растворение кислотой. Следовательно, флюиды и способы по настоящему изобретению пригод 25 ны для обработки карбонатных отложений. Другие типы отложений, которые, прежде всего,могут быть обработаны флюидами и способами по настоящему изобретению, включают хлоридные отложения (например, NaCl), железосодержащие отложения (например, FeS, Fe2O3),силикатные отложения (например, SiO2), гидроксидные отложения (например, Mg(ОН)2). В некоторых случаях, например в случае железосодержащих отложений, специалист в данной области техники может при необходимости составить флюид по настоящему изобретению,который дополнительно включает восстанавливающий агент или комплексообразующее соединение (например, EDTA). В случае силикатных отложений флюид по настоящему изобретению может включать HF. Флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению могут быть также использованы для растворения органических отложений (парафины и асфальтены). В основном органические отложения очень трудно удалить. Растворение органических отложений можно осуществлять, по крайней мере, по двум механизмам, в соответствии с настоящим изобретением. Во-первых, ионные жидкости, входящие в состав новых флюидов для обработки по настоящему изобретению, должны быть приготовлены согласно основной схеме реакции, представленной на фиг. 1. Даже при образовании небольшого количества (10 г) температура продуктов реакции достигает приблизительно 93,3 С (200F). Это имеет значение, так как парафины и асфальтены растворяются при температуре, значительно ниже указанной, более того, расплавленный парафин полностью смешивается с ионными жидкостями. Во-вторых,флюид на основе ионных жидкостей может быть использован для растворения твердых органических отложений. Следует отметить, что при традиционной кислотной обработке (например, HCL) образование асфальтенов, парафинов и бурового шлама (т.е. органических отложений, образующихся из неорганических кислот и сырой нефти) является постоянной и дорогостоящей проблемой. Это утверждение особенно верно, так как буровой шлам нельзя растворить и, следовательно, лучшим способом контроля бурового шлама является предотвращение их образования. Таким образом, в большинстве случаев к традиционным кислотным флюидам добавляют добавки для предотвращения образования этих веществ. Такими добавками в основном являются органические растворители (например, ксилол, полярные ПАВ,такие как додецилбензилсульфокислота). В действительности флюиды на основе ионной жидкости содержат собственную внутреннюю добавку для контроля образования асфальтенов и парафинов. Такой добавкой являются сами ионные жидкости, которые действуют также в качестве эффективных органических растворителей. 26 Флюиды по настоящему изобретению могут быть также использованы для удаления смешанных отложений, т.е. смесей органических соединений и либо илистых, либо глинистых осадков. Действительно, флюиды по настоящему изобретению прежде всего подходят для удаления таких смешанных систем по той причине, что традиционные флюиды для обработки таких систем содержат смесь минеральной кислоты и органического растворителя. Флюиды на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению в действительности представляют собой жидкую смесь, так как они содержат кислоту (образующуюся при добавлении воды) и органический катион. Следовательно, даже смешанные отложения могут быть обработаны одним флюидом по настоящему изобретению. Специалист по планированию обработки может контролировать растворение в первую очередь органической фракции (в отличие от неорганической фракции), например,путем изменения количества и скорости добавления воды к ионной жидкости. Таким образом,сначала смешанное отложение может контактировать с раствором чистой ионной жидкости,которая должна предпочтительно разлагать полимерную фракцию, а затем можно ввести воду для контактирования с ионной жидкостью и,следовательно, для образования кислоты для разложения минеральной фракции. Илистые и глинистые загрязнения могут быть быстро обработаны флюидами по настоящему изобретению. Традиционными флюидами для обработки являются системы на основе HCl; и опять-таки флюиды по настоящему изобретению в основном являются взаимозаменяемыми с такими системами. При обработке пластов с песчаником в большинстве случаев HF смешивают с HCl. Аналогичным образом, к флюидам по настоящему изобретению можно добавитьHF, так как ионные жидкости являются чрезвычайно устойчивыми растворителями. Другим видом повреждения формации/скважин являются бактерии, включая сульфатвосстанавливающие бактерии,железо(марганец)бактерии и слизистообразующие бактерии. Определенные предпочтительные виды ионных жидкостей, содержащиеся во флюидах по настоящему изобретению, прежде всего соли четвертичного аммония, являются чрезвычайно токсичными по отношению к бактериям и другим микроорганизмам. Следовательно, определенные предпочтительные флюиды по настоящему изобретению являются эффективными при обработке повреждений, возникающих из-за бактерий. Добавки. И опять, значительное преимущество флюидов по настоящему изобретению заключается в простоте их получения. В традиционных кислотных системах многочисленные добавки должны быть смешаны с кислотой для подавле 27 ния коррозии, для предотвращения образования органических отложений, разрушения эмульсий,для предотвращения осаждения железа и тому подобное. В случае флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению набор добавок существенно меньше по сравнению с традиционными флюидами для обработки, что снижает общую стоимость таких новых флюидов, а также позволяет упростить закачивание в промышленных установках, так как требуется более простое оборудование (не требуются дополнительные резервуары, насосы и так далее). Например, наиболее дорогостоящей и широко распространенной добавкой является ингибитор коррозии. В случае флюидов по настоящему изобретению ингибитор коррозии или не требуется или требуется в незначительной концентрации по следующим причинам: 1) ингибитор коррозии образуется в процессе образования кислоты из предпочтительных видов ионных жидкостей (например, традиционные ингибиторы коррозии включают азотсодержащие гетероциклы); и 2) кислота не образуется до тех пор,пока не добавлена вода, и затем даже если образуется, то очень медленно, следовательно, происходит не такая сильная коррозия, прежде всего надземных элементов оборудования, по сравнению с традиционными системами, в которых кислота присутствует в течение всего цикла закачивания. Кроме того, многими другими обычными добавками, смешиваемыми с традиционными флюидами для кислотной обработки, являются органические полимеры, например, ПАВ, смешанные растворители и т.п. Флюиды по настоящему изобретению основаны на ионных жидкостях, которые являются превосходными,чрезвычайно устойчивыми растворителями, и,следовательно, смешиваются со многими типами органических полимеров и устойчивы в их присутствии. Более того, в связи с тем, что добавки на основе органических полимеров в некоторой степени просто имитируют свойства,характерные для ионных жидкостей по настоящему изобретению, существует возможность снизить количество таких добавок в зависимости от особых областей применения. По этой же причине в некоторых случаях специалист в данной области техники в целом может обойтись без некоторых из этих добавок. В некоторых случаях может быть необходимо сформировать гель или увеличить вязкость флюида для обработки. В этом случае предпочтительной ионной жидкостью по настоящему изобретению является тетрахлоралюминат 1-этил-3-метилимидазолия. Этот тип жидкости полностью смешивается с дизельным топливом и образует вязкий гель при контактировании с водой. Однако такая ионная жидкость не смешивается с кизельгуром, но полностью смешивается после добавления воды. Кроме того, флюиды на основе ионных жидкостей со 003312 28 вместимы с вязкоэластичными ПАВ (ВЭП). Последние могут быть использованы в качестве гелеобразующих агентов, т.е. для увеличения вязкости флюидов по настоящему изобретению. Термин ВЭП, используемый в данном описании,означает вязкоэластичный ПАВ. Предпочтительные ВЭП описаны в следующих патентах и заявках на выдачу патентов, права на каждый из которых переданы фирме Schlumberger Technology Corporation и которые полностью включены в текст описания: патент США 5258137, Viscoelastic Surfactant Based Foam Fluids (Вспененные флюиды на основе вязкоэластичных ПАВ),права на который переданы фирме SchlumbergerTechnology Corporation, 1993; патент США 5551516, Hydraulic Fracturing Process and Compositions (Процесс гидравлического разрыва пласта и композиции), права на который переданы фирме Schlumberger Technology Corporation, 1996; заявка на выдачу патента США, серийный 08/727877, поданная 9 октября 1996 г., Methods of Fracturing Subterranean Formations(Способы разрыва подземных формаций), права на которую переданы фирме Schlumberger Technology Corporation; заявка на выдачу патента США, серийный 08/865137, поданная 29 мая 1997 г., Methods for Limiting the Inflow of Formation Water and for Stimulating SubterraneanFormations (Способы ограничения потока воды в формациях и методы воздействия на подземные формации), права на которую переданы фирмеSchlumberger Technology Corporation; заявка на выдачу патента США, серийный 09/166658,поданная 5 октября 1998 г., Methods of Fracturing Subterranean Formations (Способы разрыва подземных формаций), права на которую переданы фирме Schlumberger Technology Corporation. Пример 3. Кислотная обработка материнских пород с использованием флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению. Квалифицированному специалисту по планированию обработки скважин достаточно хорошо знакомы основные характеристики кислотной обработки, общие для всех материнских пород. Обсуждение различной степени сходства этих характеристик представлено в следующих патентах: патент США 4448708,Use of Quaternized Polyamidoamines as Demulsifiers (Использование четвертичных полиамидоаминов в качестве дезэмульгаторов), права на который переданы фирме Schlumberger Technology Corporation, 1984; патент США 4430112,Aqueous Acid Compositions and Method of Use(Водные кислотные композиции и способ их использования), права на который переданы фирме Schlumberger Technology Corporation,1984; патент США 3122203, Well WashingProcess and Composition (Способ промывки скважин и композиция), права на который переданы фирме The Dow Chemical Company, 1964;Acid (Активированная соляная кислота), права на который переданы фирме The Dow ChemicalCompany, 1935; патент США 2094479, Treatment of Wells (Обработка скважин), права на который переданы фирме William E. Spee, 1937 и патент США 1877504, Treatment of DeepWells (Обработка глубоких скважин), права на который переданы фирме The Dow ChemicalCompany, 1932. Указанные патенты США полностью включены в текст описания в качестве ссылок и несомненно определяют общий уровень квалификации и опыта в кислотной обработке материнских пород. Кроме того, для специалиста по планированию обработки представлены следующие статьи, взятые из исходной монографии по кислотной обработке материнских пород и знакомые для специалиста в данной области техники: М.Techniques (Обоснование методов воздействия на продуктивные пласты), 1-01 (1987); BernardAcidizing Treatment Evaluation (Оценка кислотной обработки материнских пластов), 16-01Economides and K.G. Nolte, 1987. Список публикаций предыдущего уровня техники, приведенный выше (прежде всего, патенты США), является достаточным для определения исходного уровня квалификации и опыта в данной области техники, для иллюстрации того, что особые способы, необходимые для использования (например, типичный протокол обработки материнских пород), доступны для практикующего специалиста, и чтобы определить, что при совместном использовании указанных способов с представленными выше данными практикующий специалист будет способен использовать их для осуществления на практике вариантов воплощения изобретения. Следовательно, указанные ссылки в сочетании с данными, представленными в примерах 1 и 2,свидетельствуют о том, что квалифицированному практикующему специалисту представляется очевидным функциональная взаимозаменяемость флюидов на основе ионных жидкостей по настоящему изобретению с традиционными флюидами при кислотной обработке материнских пород и, следовательно, следует ожидать успешных результатов на практике. Как следует из представленных выше публикаций (патенты США и монографии), уровень квалификации и опыта в ближайшем уровне техники является достаточно высоким. Более того, параметры, такие как скорость закачивания, продолжительность закачивания, время остановки скважины, содержание кислоты и набор добавок, должны быть определены для 30 каждой конкретной обработки, так как каждый из этих параметров зависит от степени загрязнения, геологии пласта (например, проницаемости), температуры пласта, высоты продуктивной зоны и т.п. Следовательно, при условии взаимозаменяемости новых флюидов по настоящему изобретению с традиционными флюидами, планирование кислотной обработки индивидуальной материнской породы с использованием новых флюидов по настоящему изобретению зависит от опыта и обоснованной квалификации специалиста по планированию кислотной обработки материнских пород. Другие способы воздействия на пласт и эксплуатационной обработки пластов. Во всем тексте данного документа основное внимание сфокусировано на кислотной обработке материнских пород, но тем не менее,для специалиста по планированию обработки представляется очевидным, что представленные выше рекомендации не ограничены кислотной обработкой материнских пород, а могут быть использованы в других способах аналогичного воздействия на пласт. Во-первых, при увеличении давления закачивания (выше минимального давления породы in situ) кислотная обработка материнской породы становится обработкой для кислотного разрыва. Во-вторых, несмотря на то,что данное описание в основном относится к повреждению формаций, флюиды по настоящему изобретению могут также относиться к удалению загрязнений непосредственно в стволе скважины (которые в большинстве случаев формально означают способы эксплуатации или завершения скважины, а не способы воздействия) как в обсаженном, так и не в обсаженном стволе, например, для раскупорки перфорационных отверстий или для удаления глинистой корки и минеральных отложений перед цементированием. Более подробно, загрязнения покрытия ствола скважины в большинстве случаев состоят из тех же компонентов, что и загрязнения пласта (к которым относятся способы кислотной обработки материнской породы). Кроме того, как указано в описании, из флюидов по настоящему изобретению могут быть получены гели (например, с использованием ВЭП) и, следовательно, такой флюид может быть использован для блокирования водных зон при обработке, связанной с регулированием воды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Композиция для обработки материнской породы, отличающаяся тем, что она содержит в основном ионную жидкость. 2. Флюид для обработки материнской породы, отличающийся тем, что он содержит ионную жидкость, состоящую из органического катиона и неорганического аниона, причем упомянутый органический катион выбран из группы, включающей соединения четвертично 31 го аммония, производные сульфония и производные фосфония, а упомянутый анион выбран из группы, включающей BF4, PF6, SbF6,CF3SO3, CuCl2, AlCl4, RAlCl3, R2AlCl2,CuCl2, Cu2Cl3, Cu3Cl4, Al2Cl7, Al3Cl10, NO3 и(CF3SO2)2N, Вr, ClO4, CH3COO и ВРh4. 3. Флюид для обработки материнской породы по п.2, отличающийся тем, что упомянутые соединения четвертичного аммония выбраны из группы, включающей производные имидазола, производные пиридиния и производные тетраалкиламмония. 4. Флюид для обработки материнской породы по п.2, отличающийся тем, что упомянутый катион выбран из группы, включающей производные имидазола и производные пиридиния. 5. Флюид для обработки материнской породы по п.4, отличающийся тем, что упомянутый катион имеет общую формулу где R 1, R2, R3, R4 и R5 означают различные остатки, выбранные из группы, включающей -СН 3,-СН 2 СН 3, -СН 2 СН 2 СН 3 и -СН 2 СН 2 СН 2 СН 3, а упомянутый анион выбран из группы, включающей AlCl4, BF4 и PF6. 6. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутым катионом является 7. Флюид для обработки материнской породы по п.6, отличающийся тем, что упомянутый анион выбран из группы, включающей BF4 и PF6. 8. Флюид для обработки материнской породы по п.6, отличающийся тем, что упомянутым анионом является АlСl4. 9. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрагалоидалюминат 1-N-алкил-3-метилимидазолия. 10. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрагалоидалюминат 1-алкил-3-алкилимидазолия. 11. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрахлоралюминат 1-этил-3-метилимидазолия. 12. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрафторборат 1-этил-3-метилимидазолия. 32 13. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является гексафторфосфат бутилметилимидазолия. 14. Флюид для обработки материнской породы по п.4, отличающийся тем, что упомянутый катион имеет общую формулу-СН 2 СН 3, -СН 2 СН 2 СН 3 и -СН 2 СН 2 СН 2 СН 3, а упомянутый анион выбирают из группы, включающей AlCl4, BF4, PF6 и NO3. 15. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутым катионом является 16. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутый анион выбран из группы, включающей BF4 и PF6. 17. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутым анионом является AlCl4. 18. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрагалоидалюминат N-алкилпиридиния. 19. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является нитрат 1 бутилпиридиния. 20. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является гексафторфосфат 1-бутилпиридиния. 21. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутой ионной жидкостью является тетрахлоралюминат 1-бутилпиридиния. 22. Флюид для обработки материнской породы по п.14, отличающийся тем, что упомянутый катион имеет общую формулу где R1, R2, R3 и R4 в сумме содержат не менее 20 атомов углерода или R1, R2, R3 и R4 означают различные остатки, выбранные из группы,включающей-СН 2 СН 2 СН 2 СН 3, причем упомянутый анион выбран из группы, включающей AlCl4- и BF4,PF6 и NO3. 23. Флюид для обработки материнской породы по п.4, отличающийся тем, что упомянутый катион имеет общую формулу 24. Флюид для обработки материнской породы по п.23, отличающийся тем, что упомянутым катионом является бромид бутилпентилоктилпропиламмония. 25. Флюид для обработки материнской породы по п.4, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вязкоэластичное поверхностно-активное вещество. 26. Флюид для обработки материнской породы по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вязкоэластичное поверхностно-активное вещество. 34 27. Флюид для обработки материнской породы по любому из пп.7, 12, 13, 16 и 20, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кислоту. 28. Флюид для обработки материнской породы по любому из пп.7, 12, 13, 16 и 20, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сверхкислоту, в основном состоящую из HF иSbF5. 29. Флюид для обработки материнской породы по любому из пп.9-11, отличающийся тем,что он дополнительно содержит HF. 30. Флюид для обработки материнской породы по любому из пп.8-11, 17-19 и 21, отличающийся тем, что он содержит воду. 31. Флюид для обработки материнской породы по п.30, отличающийся тем, что он содержит водный раствор. 32. Способ обработки поврежденной формации, отличающийся тем, что в формацию закачивают флюид для обработки материнской породы по любому из пп.1-26. 33. Способ по п.32, отличающийся тем, что подлежащую обработке скважину останавливают на приблизительно 10 ч. 34. Способ по п.32, отличающийся тем, что подлежащую обработке скважину останавливают на приблизительно 24 ч.