Tratamentul cu acid al puțurilor: tehnologii și echipamente

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Tratamentul cu acid al puțurilor este una dintre tehnologiile utilizate în dezvoltarea puțurilor și exploatarea acestora. Scopul său principal este curățarea fundului găurii pentru a stimula fluxul de lichid din rezervor. Există mai multe modificări ale acestei tehnologii, în funcție de modul de stimulare a rezervorului și de condițiile geologice.

Scop și principiu

Tratamentul cu acid este utilizat în foraj, operare și întreținere a instalațiilor de producție a petrolului pentru a rezolva următoarele probleme:

• tratarea zonei de fund în timpul dezvoltării sondei (pentru fluxul de lichid din rezervor după finalizarea construcției acestuia);
• intensificare (creștere debit);
• curățarea filtrului și a găurii de fund de contaminanții care se acumulează în timpul funcționării, după injectarea apei sau repararea puțului;
• eliminați depunerile din șirurile de carcasă și din alte echipamente subterane.

Acizii pompați în puț dizolvă rocile care conțin calciu (calcar, dolomit și altele), precum și particulele de compoziții de ciment care rămân la fundul găurii după cimentarea inelului.

Tipuri de procesare

În practica exploatării și întreținerii instalațiilor de producție a petrolului, se disting următoarele tipuri de tratare cu acid:

• matrice (injectarea unui reactiv sub presiune, a cărui valoare este mai mică decât fracturarea hidraulică);
• bai acide in situ (tratament simplu);
• sub presiune ridicată (fractura cu acid, în timp ce are loc fracturarea);
• interval de expunere;
• tratament termic cu acid.

Cel din urmă tip de tehnologie este utilizat în situațiile în care porii rezervorului din zona fundului găurii sunt înfundați cu depozite de parafină, gudron și hidrocarburi cu greutate moleculară mare.

Băile de pui cu acid se efectuează în principal în următoarele cazuri:

• dezvoltare primară (punerea în funcțiune a puțurilor);
• curățarea filtrelor deschise;
• curățarea filtrului blocat de țevile de carcasă din materiale solubile în acid.

Tipuri de reactivi

Substanțele de bază folosite în tratarea acidă a sondelor sunt acizii clorhidric HCl și HF fluorhidric, precum și amestecul acestora (acid argilos). Alți acizi mai puțin utilizați:

• acetic;
• sulfamic;
• ant;
• sulfuric;
• amestecuri de acizi organici.

Dacă formațiunea geologică se află în condiții de temperatură ridicată, atunci acidul acetic sau formic este pompat în formațiune. Utilizarea acidului sulfamic este justificată în cazurile în care rezervoarele constau din sulfat și roci carbonatice purtătoare de fier, deoarecereacția lor cu acidul clorhidric are ca rezultat precipitarea gipsului sau a sulfatului de calciu anhidru.

Soluția de lucru a reactivului se prepară pe baze acide comerciale și se transportă în cisterne rutiere sau feroviare, vopsite în interior cu email rezistent, cauciuc sau ebonită.

Tratamentul cu acid se efectuează nu numai în puțurile de petrol, ci și în puțurile de injectare a apei (pentru a menține presiunea din rezervor), precum și în puțurile arteziene. Lucrările în fântânile abisiniene, la adâncimi mici, se pot face cu un dispozitiv de curățare pentru a curăța puțurile.

Parametri principali

Următorii factori influențează alegerea compoziției reactivului:

• Fracturarea stâncii. Cu o valoare mare a acestui indicator, este recomandabil să folosiți acizi și spume îngroșate. Acest lucru ajută la creșterea acoperirii formațiunii. Pentru a îngroșa acidul, se adaugă carboximetilceluloză (CMC).
• Contaminarea găurii inferioare cu suspensii minerale și permeabilitate scăzută a rezervorului poros. În acest caz, pentru a îmbunătăți penetrarea reactivului, sunt preferați acizii carbonatați, în care tensiunea superficială la limita cu roca este redusă. Aerul, azotul și dioxidul de carbon sunt folosite pentru aerarea lichidelor.
• Compoziția minerală a rocilor. Cusăturile formate din nisip, gresie și siltstones sunt tratate cu argilă acidă.
• Temperatura găurii de fund. Astfel, utilizarea acidului sulfamic este limitată de faptul că, atunci când este încălzit la 80 ° C, se descompune cu apă cu 43%. La temperaturi peste 115 ° C, concentratacid clorhidric.

Volumul necesar de acid este calculat prin formula și depinde de următorii factori:

• grosimea intervalului de formare acidificat;
• porozitatea rocii;
• profunzime de procesare;
• rază puț.

Presiunea maximă de injecție este determinată de următoarele criterii:

• scopuri și metoda de procesare;
• rezistența carcasei de producție;
• grosimea punții dintre intervalul de lucru și de formare adiacent.

Durata expunerii la acid este determinată empiric - prin măsurarea concentrației acesteia în soluția deplasată la capul sondei prin tubulatura. Valoarea medie a acestui parametru este în 16-24 de ore.

Suplimente

În forma sa pură, acizii sunt rar utilizați. Următoarele substanțe sunt utilizate ca aditivi pentru acestea în industria petrolului:

• inhibitori de coroziune - pentru a preveni deteriorarea carcasei, a tuburilor și a altor echipamente;
• compuși de complexare care împiedică formarea unui gel sau hidroxid de fier care înfundă porii colectorului;
• nitrat de potasiu pentru tratarea anhidritelor (sulfaților);
• stabilizatori pentru a menține produsele de reacție în stare dizolvată;
• acid citric sau acetic pentru tratarea rocilor carbonatice purtătoare de fier;
• surfactanți sau intensificatori (OP-10, OP-7 și altele) pentru a îmbunătățiumectarea rocii și facilitează îndepărtarea produselor de reacție din fundul găurii.

Acid clorhidric

La acidizarea godeurilor folosind HCI, concentrația optimă a acestuia este de 10-16%. Mai multe soluții saturate nu sunt folosite din următoarele motive:

• rata de dizolvare scăzută;
• creșterea corozivității;
• creșterea capacității de emulsionare;
• creșterea precipitațiilor de sare atunci când este amestecată cu apa de formare salină.

La prelucrarea rocilor care conțin sulfați, în fluidul de lucru sunt introduși aditivi din sare de masă, sulfați de potasiu sau magneziu și clorură de calciu. Această din urmă substanță servește, de asemenea, ca întârzietor de neutralizare a acidului la temperaturi ridicate ale găurii de fund.

Acid fluorhidric

Acidul fluor este un puternic puternic și este folosit pentru a dizolva următoarele materiale:

• compuși silicați în formațiuni terigene;
• slam de argilă sau de ciment absorbit în timpul forajului sau reparației puțului;
• crusta de ciment la fundul gaurii.

Fluorura-bifluorura de amoniu este, de asemenea, utilizată ca înlocuitor pentru acest reactiv, al cărui consum este de 1,5 ori mai mic.

Tratament simplu cu acid clorhidric

Tratamentele simple se fac cu o singură unitate de pompare. Înainte ca acidul să fie injectat, puțul este spălat cu apă pentru a elimina în prealabil particulele de nămol și alți contaminanți. Dacă există depozite de parafină sau rășini la fundul găurii și în tubulatura (tub), atunci înca lichid de spălare, se folosesc solvenți organici - kerosen, fracțiune propan-butan lichefiat și altele. Procesarea în câmpurile epuizate se poate face cu un dispozitiv de curățare a puțurilor.

Activitățile preliminare includ și următoarele operațiuni:

• instalarea unității de reparații subterane la capul sondei;
• îndepărtarea echipamentului de fund (pentru operarea puțurilor);
• tubulatură de coborâre la perforațiile inferioare ale intervalului tratat:
• echipament pentru cap de sondă cu fitinguri pentru conducte și supapă de reținere;
• conducta unității de pompare cu tubulaturi, suport de acid, cisterne cu fluid de deplasare;
• hidrotestarea conductelor de injecție sub presiune de 1,5 ori mai mare decât cea de lucru.

În continuare, acidul este pompat în puț într-un volum egal cu cavitatea tubului, după care supapa inelară este închisă. Apoi, restul de reactiv și fluidul de deplasare sunt injectate. Petrolul brut degazat este utilizat ca acesta din urmă în puțurile de producție. Puteți vedea cum arată procesul de tratare cu acid în imaginea de mai jos.

După pomparea volumului complet, închideți supapa tampon, deconectați pompa și alte echipamente. Acidul rămâne în puț pentru timpul necesar pentru dizolvare, după care produșii reacției chimice sunt recuperați de pompă prin spălare în contra.

Tehnologia intervalului

La deschiderea unui rezervor de petrol și gaze cu straturi cu diferitepermeabilitate, un simplu tratament acid al puțurilor duce la faptul că afectează doar stratul cel mai permeabil. În astfel de cazuri, este recomandabil să utilizați tehnologia intervalului.

Pentru a izola fiecare strat, în puț sunt instalate 2 packer. Curgerea soluției de acid prin inel este împiedicată prin cimentarea acesteia. După procesarea secțiunii selectate a rezervorului, aceștia trec la următoarea.

Fracturare cu acid și tratament termic cu acid

Tratamentul acid al sondelor sub presiune ridicată se efectuează în timpul exploatării și dezvoltării rezervoarelor cu permeabilitate eterogenă. Băile simple cu acizi sunt ineficiente în astfel de cazuri, deoarece acidul „pleacă” în straturi bine permeabile, în timp ce alte zone rămân neacoperite.

Înainte de injectarea reactivului, straturile cu permeabilitate ridicată sunt izolate cu ajutorul packerelor (similar cu tehnologia anterioară). Măsurile pregătitoare sunt efectuate conform schemei de tratare cu acid simplu a puțurilor. Coarda de carcasă este protejată prin instalarea unui packer ancorat pe tub.

Ca reactiv de lucru, se folosește o emulsie preparată dintr-o soluție de acid clorhidric și ulei. Cum arată aspectul unității Azinmash-30A pentru injectarea acidului în rezervor este prezentat în figura de mai jos.

Această unitate este echipată cu pompe orizontale cu piston triplu de în altă presiune. Uneori se folosesc 2 stații de pompare pentru procesareinstalare. Industria petrolieră produce și alte unități - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, fabricate pe șasiu KrAZ sau URAL. Un aspect tipic al unităților include un șasiu off-road cu roți, o platformă de asamblare pe care este instalat echipamentul principal de proces, pompe de în altă presiune, un rezervor pentru transportul și furnizarea unui reactiv, un colector rezistent la acid format din presiune și aspirație. conducte.

În cazul tratamentului cu acid termic, vârfurile de reacție sunt coborâte în puț. Cavitatea lor internă este umplută cu magneziu sub formă de așchii sau granule, iar suprafața exterioară are găuri perforate. Când este expus la acid, magneziul eliberează o cantitate mare de energie termică.

Protecția echipamentelor împotriva coroziunii

Reactivii utilizați în tratarea acidă a puțurilor sunt medii corozive în ceea ce privește metalele. Rata de coroziune a pieselor din oțel St3 la o temperatură de 20 °C și o concentrație de HCl 10% este de 7 g/(m²∙h), iar pentru un amestec de 10 % HCl și 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Prin urmare, inhibitorii sunt utilizați pentru a proteja metalul echipamentului:}

• formalină;
• catapină;
• urotropină;
• Inhibitor I-1-A;
• unicol și altele.

Siguranța pentru puțurile de acidizare

La acidizarea formațiunii se folosesc substanțe toxice și inflamabile. În cazul unei scurgeri sau scurgeri, se pot produce pagube marimediu.

Un plan de tratare a acidului este dezvoltat și aprobat de către inginerul șef al OGPD. Lucrările se execută conform autorizației și reglementărilor tehnologice. Se aplică următoarele măsuri de securitate:

• Rămășițele de substanțe chimice și lichide de spălat sunt colectate în recipiente speciale pentru eliminarea ulterioară.
• Concentrația de vapori acizi este monitorizată folosind un analizor de gaz.
• Echipamentele de pompare și rezervoarele sunt instalate la o distanță de cel puțin 10 m de capul sondei, cabinele auto sunt amplasate în sens opus.
• În perioada injectării acizilor rămân în apropierea unităților doar acei lucrători ale căror activități sunt direct legate de întreținerea echipamentelor; toate celel alte persoane sunt îndepărtate la o distanță sigură.
• Este interzisă efectuarea lucrărilor pe vânt puternic, ceață și noaptea.
• Lucrările de reparație și instalare pe conducte și echipamente de proces nu se efectuează până când presiunea din sistem nu este eliberată.
• Pentru a proteja împotriva efectelor acizilor, se folosește echipament individual de protecție - îmbrăcăminte specială (șorțuri de cauciuc, cizme), mănuși de cauciuc, ochelari, măști, măști de gaze.

Terenul ar trebui să aibă, de asemenea, o aprovizionare de urgență cu salopete și substanțe chimice pentru neutralizarea acizilor (var, cretă, cloramină și altele). Tot personalul de operare și de inginerie este obligat să urmeze instruire și certificare periodică pentru cunoașterea reglementărilor de siguranță conform unui program aprobat de șeful întreprinderii.