Kiselinski tretman bunara: tehnologije i oprema

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Kiselinska obrada bunara je jedna od tehnologija koja se koristi u razvoju bunara i njihovom radu. Njegova glavna svrha je čišćenje donje rupe kako bi se stimulirao dotok tekućine u ležište. Postoji nekoliko modifikacija ove tehnologije, u zavisnosti od načina stimulacije rezervoara i geoloških uslova.

Svrha i princip

Tretman kiselinom se koristi u bušenju, radu i održavanju postrojenja za proizvodnju nafte za rješavanje sljedećih problema:

• tretman zone dna bušotine tokom razvoja bušotine (za dotok rezervoarskog fluida nakon završetka njegove izgradnje);
• intenziviranje (povećanje zaduženja);
• čišćenje filtera i dna rupe od zagađivača koji se nakupljaju tokom rada, nakon ubrizgavanja vode ili popravke bunara;
• uklonite naslage u strunama i drugoj podzemnoj opremi.

Kiseline upumpane u bunar otapaju stene koje sadrže kalcijum (krečnjak, dolomit i druge), kao i čestice cementnih kompozicija koje ostaju na dnu rupe nakon cementiranja anulusa.

Vrste obrade

U praksi rada i održavanja postrojenja za proizvodnju nafte razlikuju se sljedeće vrste kiselinskog tretmana:

• matrica (ubrizgavanje reagensa pod pritiskom, čija je vrijednost manja od hidrauličkog frakturiranja);
• in-situ kisele kupke (jednostavan tretman);
• pod visokim pritiskom (lomljenje kiseline, dok dolazi do loma);
• intervalna izloženost;
• tretman termalnom kiselinom.

Potonji tip tehnologije se koristi u situacijama kada su pore rezervoara u zoni dna rupe začepljene naslagama parafina, katrana i ugljovodonika visoke molekularne težine.

Kisele kupke u bunarima se uglavnom izvode u sljedećim slučajevima:

• primarni razvoj (puštanje u rad bunara);
• čišćenje otvorenih filtera;
• čišćenje filtera blokiranog cijevima kućišta od materijala rastvorljivih u kiselinama.

Vrste reagensa

Osnovne supstance koje se koriste u kiselinskom tretmanu bunara su hlorovodonična HCl i fluorovodonična HF kiseline, kao i njihove mešavine (glinena kiselina). Manje često korištene druge kiseline:

• octena;
• sulfamic;
• ant;
• sumporni;
• mješavine organskih kiselina.

Ako je geološka formacija u uslovima visoke temperature, sirćetna ili mravlja kiselina se pumpa u formaciju. Upotreba sulfaminske kiseline je opravdana u slučajevima kada se rezervoari sastoje od sulfatnih i gvožđenosnih karbonatnih stijena, jernjihova reakcija sa hlorovodoničnom kiselinom rezultira taloženjem gipsa ili bezvodnog kalcijum sulfata.

Radni rastvor reagensa se priprema na komercijalnim kiselim bazama i transportuje u drumskim ili železničkim cisternama, iznutra ofarbanim otpornim premazom od emajla, gume ili ebonita.

Kiselinska obrada se sprovodi ne samo u naftnim bušotinama, već iu bušotinama za ubrizgavanje vode (za održavanje ležišnog pritiska), kao i u arteškim bušotinama. Radovi u abesinskim bunarima, na malim dubinama, mogu se obaviti pomoću bajlera za čišćenje bunara.

Glavni parametri

Sljedeći faktori utiču na izbor sastava reagensa:

• Fracturing of the rock. Uz visoku vrijednost ovog pokazatelja, preporučljivo je koristiti zgusnute kiseline i pjene. Ovo pomaže da se poveća pokrivenost formacije. Za zgušnjavanje kiseline dodaje se karboksimetilceluloza (CMC).
• Kontaminacija donje rupe mineralnim suspenzijama i niska propusnost poroznog rezervoara. U ovom slučaju, za poboljšanje prodiranja reagensa, poželjne su gazirane kiseline u kojima je smanjen površinski napon na granici sa stijenom. Zrak, dušik, ugljični dioksid se koriste za aeraciju tekućina.
• Mineralni sastav stijena. Šavovi koji se sastoje od pijeska, pješčenjaka i alevrita tretiraju se glinenom kiselinom.
• temperatura u dnu rupe. Dakle, upotreba sulfaminske kiseline ograničena je činjenicom da se kada se zagrije na 80 ° C, razlaže s vodom za 43%. Na temperaturama iznad 115°C, koncentrisanohlorovodonična kiselina.

Potrebna zapremina kiseline se izračunava po formuli i zavisi od sledećih faktora:

• debljina intervala zakiseljene formacije;
• poroznost stijene;
• dubina obrade;
• radijus bunara.

Maksimalni pritisak ubrizgavanja se određuje prema sljedećim kriterijima:

• svrhe i način obrade;
• čvrstoća proizvodnog kućišta;
• debljina mosta između radnog i susjednog formacijskog intervala.

Trajanje izloženosti kiselini određuje se empirijski - mjerenjem njene koncentracije u rastvoru istisnutog na ušću bušotine kroz cev. Prosječna vrijednost ovog parametra je unutar 16-24 sata.

Dodaci

U svom čistom obliku, kiseline se rijetko koriste. Sljedeće supstance se koriste kao aditivi za njih u industriji nafte:

• inhibitori korozije - za sprečavanje oštećenja kućišta, cijevi i druge opreme;
• kompleksirajuća jedinjenja koja sprečavaju stvaranje gela ili gvožđevog hidroksida koji začepljuju pore kolektora;
• kalijev nitrat za tretman anhidrita (sulfata);
• stabilizatori za održavanje produkata reakcije u otopljenom stanju;
• limunska ili octena kiselina za tretiranje karbonatnih stijena koje sadrže željezo;
• surfaktanti, ili pojačivači (OP-10, OP-7 i drugi) za poboljšanjevlaženje stijena i olakšava uklanjanje produkta reakcije iz donje rupe.

Hlorovodonična kiselina

Kada se zakiseli bunari upotrebom HCl, njegova optimalna koncentracija je 10-16%. Zasićenija rješenja se ne koriste iz sljedećih razloga:

• smanjena stopa rastvaranja;
• povećanje korozivnosti;
• povećavanje sposobnosti emulgiranja;
• povećavanje taloženja soli kada se pomiješa sa fiziološkom vodom.

Prilikom obrade stijena koje sadrže sulfate, u radni fluid se unose aditivi kuhinjske soli, kalijum ili magnezijum sulfati i kalcijum hlorid. Ova posljednja supstanca također služi kao usporivač neutralizacije kiseline na povišenim temperaturama na dnu rupe.

Fluorovodonična kiselina

Fluorna kiselina je veoma moćna i koristi se za rastvaranje sljedećih materijala:

• silikatna jedinjenja u terigenskim formacijama;
• glinena ili cementna suspenzija apsorbirana tokom bušenja ili rekonstrukcije bunara;
• cementna kora na dnu rupe.

Amonijum fluorid-bifluorid se takođe koristi kao zamena za ovaj reagens čija je potrošnja 1,5 puta manja.

Jednostavan tretman hlorovodoničnom kiselinom

Jednostavni tretmani se rade sa jednom jedinicom pumpe. Prije ubrizgavanja kiseline, bunar se ispire vodom kako bi se prethodno uklonile čestice mulja i drugi zagađivači. Ako postoje naslage parafina ili smole na dnu rupe i u cijevi (cijev), tada ukao tečnost za ispiranje koriste se organski rastvarači - kerozin, tečna propan-butanska frakcija i drugi. Obrada na osiromašenim poljima može se obaviti sa bajlerom za čišćenje bunara.

Preliminarne aktivnosti također uključuju sljedeće operacije:

• instalacija podzemne remontne jedinice na izvorištu;
• uklanjanje opreme iz bušotine (za operativne bušotine);
• spuštanje cijevi do donjih perforacija tretiranog intervala:
• oprema na glavi bunara sa fitinzima za cjevovode i nepovratni ventil;
• cjevovod pumpne jedinice sa cijevima, nosač kiseline, kamioni cisterne sa tečnošću za istiskivanje;
• hidrotestiranje injekcionih cjevovoda pod pritiskom 1,5 puta većim od radnog.

Dalje, kiselina se pumpa u bunar u zapremini jednakoj cevnoj šupljini, nakon čega se prstenasti ventil zatvara. Zatim se ubrizgava ostatak reagensa i tekućina za istiskivanje. Sirova degazirana nafta se koristi kao potonja u proizvodnim bušotinama. Kako izgleda proces tretmana kiselinom možete vidjeti na slici ispod.

Nakon pumpanja pune zapremine, zatvorite pufer ventil, odvojite pumpu i drugu opremu. Kiselina ostaje u bušotini potrebno vrijeme za otapanje, nakon čega se proizvodi hemijske reakcije vraćaju pumpom povratnim ispiranjem.

Interval tehnologija

Prilikom otvaranja rezervoara nafte i gasa sa slojevima sa različitimpropusnosti, jednostavna obrada bunara kiselinom dovodi do činjenice da utiče samo na najpropusniji sloj. U takvim slučajevima preporučljivo je koristiti intervalnu tehnologiju.

Za izolaciju svakog sloja, 2 pakera se ugrađuju u bunar. Protok kiselog rastvora kroz anulus se sprečava cementiranjem. Nakon obrade odabranog dijela rezervoara, prelaze na sljedeći.

Kiselinsko frakturiranje i termalni tretman kiselinom

Kiseli tretman bunara pod visokim pritiskom vrši se tokom eksploatacije i razvoja rezervoara heterogene propusnosti. Jednostavne kisele kupke su u takvim slučajevima neefikasne, jer kiselina "ostaje" u dobro propustljivim slojevima, dok ostala područja ostaju nepokrivena.

Pre ubrizgavanja reagensa, slojevi visoke permeabilnosti se izoluju pomoću pakera (slično prethodnoj tehnologiji). Pripremne mjere se provode prema shemi jednostavnog kiselog tretmana bunara. Konopac omotača je zaštićen ugradnjom usidrenog pakera na cijev.

Kao radni reagens koristi se emulzija pripremljena od rastvora hlorovodonične kiseline i ulja. Kako izgleda raspored jedinice Azinmash-30A za ubrizgavanje kiseline u rezervoar prikazan je na slici ispod.

Ova jedinica je opremljena horizontalnim pumpama sa trostrukim klipom visokog pritiska. Ponekad se za preradu koriste 2 pumpne staniceinstalacija. Naftna industrija proizvodi i druge jedinice - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, proizvedene na šasiji KrAZ ili URAL. Tipičan raspored jedinica uključuje terensku šasiju na točkovima, montažnu platformu na kojoj je ugrađena glavna procesna oprema, pumpe visokog pritiska, rezervoar za transport i dovod reagensa, razvodnik otporan na kiseline koji se sastoji od pritiska i usisavanja cjevovodi.

U slučaju termičke obrade kiselinom, reakcioni vrhovi se spuštaju u bunar. Njihova unutrašnja šupljina ispunjena je magnezijumom u obliku strugotina ili granula, a vanjska površina ima perforirane rupe. Kada je izložen kiselini, magnezijum oslobađa veliku količinu toplotne energije.

Zaštita opreme od korozije

Reagensi koji se koriste u kiselom tretmanu bunara su korozivne sredine u odnosu na metale. Brzina korozije dijelova od St3 čelika na temperaturi od 20 °C i koncentraciji HCl 10% je 7 g/(m²∙h), a za mješavinu od 10 % HCl i 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Stoga se inhibitori koriste za zaštitu metala opreme:}

• formalin;
• catapine;
• urotropin;
• I-1-A inhibitor;
• unicol i drugi.

Sigurnost za acidizaciju bunara

Otrovne i zapaljive supstance se koriste prilikom zakiseljavanja formacije. U slučaju curenja ili izlijevanja može se napraviti velika štetaokruženje.

Plan tretmana kiselinom se razvija i odobrava od strane glavnog inženjera OGPD-a. Radovi se izvode prema dozvoli i tehnološkim propisima. Primjenjuju se sljedeće sigurnosne mjere:

• Ostaci hemikalija i tečnosti za pranje sakupljaju se u posebne kontejnere za naknadno odlaganje.
• Koncentracija kiselih para se prati pomoću gasnog analizatora.
• Oprema za pumpanje i rezervoari se postavljaju na udaljenosti od najmanje 10 m od izvora bušotine, kabine automobila se nalaze u suprotnom smeru.
• Za vrijeme ubrizgavanja kiselina u blizini jedinica ostaju samo oni radnici čije su aktivnosti direktno vezane za održavanje opreme; sve ostale osobe se uklanjaju na sigurnu udaljenost.
• Zabranjeno je izvođenje radova po jakom vjetru, magli i noću.
• Radovi popravke i montaže na cjevovodima i procesnoj opremi se ne izvode dok se ne oslobodi pritisak u sistemu.
• Za zaštitu od dejstva kiselina koristi se lična zaštitna oprema - posebna odeća (gumene kecelje, čizme), gumene rukavice, naočare, maske, gas maske.

Polje treba da ima i hitne zalihe kombinezona i hemikalija za neutralizaciju kiselina (kreč, kreda, hloramin i druge). Svo operativno i inženjersko osoblje mora proći periodičnu obuku i sertifikaciju za poznavanje sigurnosnih propisa prema rasporedu koji je odobrio šef preduzeća.