اسید درمانی چاه ها: فناوری ها و تجهیزات

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

اسید درمانی چاه ها یکی از فناوری هایی است که در توسعه چاه ها و بهره برداری از آنها استفاده می شود. هدف اصلی آن تمیز کردن سوراخ کف برای تحریک جریان ورودی سیال مخزن است. بسته به حالت تحریک مخزن و شرایط زمین شناسی، تغییرات متعددی در این فناوری وجود دارد.

هدف و اصل

اسید درمانی در حفاری، بهره برداری و نگهداری تاسیسات تولید نفت برای حل مشکلات زیر استفاده می شود:

• تصفیه ناحیه کف چاه در حین توسعه چاه (برای ورود سیال مخزن پس از اتمام ساخت آن)؛
• تشدید (افزایش بدهی)؛
• تمیز کردن فیلتر و سوراخ کف از آلودگی های انباشته شده در حین کار، پس از تزریق آب یا تعمیر چاه؛
• حذف رسوبات در رشته های پوششی و سایر تجهیزات زیرزمینی.

اسیدهای پمپ شده به داخل چاه، سنگ های حاوی کلسیم (سنگ آهک، دولومیت و غیره) و همچنین ذرات ترکیبات سیمانی را که پس از سیمان کردن حلقه در سوراخ کف باقی می مانند، حل می کند.

انواع پردازش

در عملکرد و نگهداری تأسیسات تولید نفت، انواع اسید درمانی زیر متمایز می شود:

• ماتریس(تزریق یک معرف تحت فشار که مقدار آن کمتر از شکست هیدرولیکی است)؛
• حمام اسیدی درجا (درمان ساده)؛
• تحت فشار بالا (شکستگی اسیدی، در حالی که شکستگی رخ می دهد)؛
• نوع قرار گرفتن در معرض فاصله؛
• درمان اسید حرارتی.

نوع دوم از فناوری در شرایطی استفاده می شود که منافذ مخزن در ناحیه کف چاله با رسوبات پارافین، قطران و هیدروکربن های با وزن مولکولی بالا مسدود شده است.

حمام چاه اسیدی عمدتاً در موارد زیر انجام می شود:

• توسعه اولیه (راه اندازی چاه)؛
• پاکسازی فیلترهای باز؛
• تمیز کردن فیلتر مسدود شده توسط لوله های پوششی از مواد محلول در اسید.

انواع معرف

مواد اساسی مورد استفاده در تصفیه اسیدی چاه ها هیدروکلریک هیدروکلریک و اسیدهای هیدروفلوریک HF و همچنین مخلوط آنها (اسید رسی) است. اسیدهای دیگر که کمتر مورد استفاده قرار می گیرند:

• استیک;
• سولفامیک؛
• مورچه;
• سولفوریک؛
• مخلوط اسیدهای آلی.

اگر سازند زمین شناسی در شرایط دمایی بالا باشد، اسید استیک یا فرمیک به سازند پمپ می شود. استفاده از اسید سولفامیک در مواردی که مخازن از سولفات و سنگ های کربناته آهن تشکیل شده باشد توجیه می شود.واکنش آنها با اسید کلریدریک منجر به رسوب گچ یا سولفات کلسیم بی آب می شود.

محلول کاری معرف در پایه های اسیدی تجاری تهیه می شود و در تانکرهای جاده ای یا ریلی حمل می شود و داخل آن با پوشش مقاوم مینا، لاستیک یا آبنیت رنگ می شود.

اسید درمانی نه تنها در چاه های نفت، بلکه در چاه های تزریق آب (برای حفظ فشار مخزن) و همچنین در چاه های آرتزین انجام می شود. کار در چاه های حبشی، در اعماق کم، می تواند با بایل برای تمیز کردن چاه ها انجام شود.

پارامترهای اصلی

عوامل زیر بر انتخاب ترکیب معرف تأثیر می گذارد:

• شکستگی سنگ. با مقدار بالای این شاخص، توصیه می شود از اسیدهای غلیظ و فوم استفاده کنید. این به افزایش پوشش سازند کمک می کند. برای غلیظ شدن اسید، کربوکسی متیل سلولز (CMC) اضافه می شود.
• آلودگی سوراخ زیرین با سوسپانسیون های معدنی و نفوذپذیری کم مخزن متخلخل. در این مورد، برای بهبود نفوذ معرف، اسیدهای کربناته ترجیح داده می شوند که در آن کشش سطحی در مرز با سنگ کاهش می یابد. هوا، نیتروژن، دی اکسید کربن برای هوادهی مایعات استفاده می شود.
• ترکیب معدنی سنگها. درزهای متشکل از ماسه، ماسه سنگ و سیلتسنگ با اسید رسی درمان می شوند.
• دمای ته چاله. بنابراین، استفاده از اسید سولفامیک با این واقعیت محدود می شود که وقتی تا 80 درجه سانتیگراد گرم می شود، با آب تا 43٪ تجزیه می شود. در دمای بالاتر از 115 درجه سانتیگراد، غلیظاسید هیدروکلریک.

حجم مورد نیاز اسید با فرمول محاسبه می شود و به عوامل زیر بستگی دارد:

• ضخامت فاصله تشکیل اسیدی؛
• تخلخل سنگ؛
• عمق پردازش؛
• شعاع چاه.

حداکثر فشار تزریق با معیارهای زیر تعیین می شود:

• هدف و روش پردازش؛
• استحکام پوشش تولید؛
• ضخامت پل بین فاصله سازند کاری و مجاور.

مدت قرار گرفتن در معرض اسید به صورت تجربی تعیین می شود - با اندازه گیری غلظت آن در محلول جابجا شده در سر چاه از طریق لوله. مقدار متوسط این پارامتر در عرض 16-24 ساعت است.

مکمل

در شکل خالص آن، اسیدها به ندرت استفاده می شوند. مواد زیر به عنوان افزودنی به آنها در صنعت نفت استفاده می شود:

• بازدارنده های خوردگی - برای جلوگیری از آسیب به پوشش، لوله و سایر تجهیزات؛
• ترکیبات کمپلکس که از تشکیل ژل یا هیدروکسید آهن جلوگیری می کند که منافذ کلکتور را می بندد؛
• نیترات پتاسیم برای درمان انیدریت ها (سولفات ها)؛
• تثبیت کننده برای نگه داشتن محصولات واکنش در حالت محلول؛
• اسید سیتریک یا استیک برای تصفیه سنگ های کربناته آهن دار؛
• سورفکتانت‌ها یا تقویت‌کننده‌ها (OP-10، OP-7 و دیگران) برای بهبودترشوندگی سنگ و تسهیل حذف محصولات واکنش از سوراخ کف.

اسید کلریدریک

هنگام اسیدی کردن چاه ها با استفاده از HCl، غلظت بهینه آن 10-16٪ است. محلول های اشباع بیشتر به دلایل زیر استفاده نمی شوند:

• کاهش نرخ انحلال؛
• افزایش خورندگی؛
• افزایش توانایی امولسیون سازی؛
• افزایش بارش نمک هنگام مخلوط شدن با آب تشکیل‌دهنده شور.

هنگام پردازش سنگ های حاوی سولفات، مواد افزودنی از نمک خوراکی، سولفات های پتاسیم یا منیزیم و کلرید کلسیم به مایع کار وارد می شوند. ماده اخیر همچنین به عنوان یک کند کننده خنثی سازی اسید در دمای سوراخ پایینی بالا عمل می کند.

هیدروفلوریک اسید

فلوریک اسید یک ماده بسیار قوی است و برای حل کردن مواد زیر استفاده می شود:

• ترکیبات سیلیکات در سازندهای خاک زایی؛
• دوغاب خاک رس یا سیمان جذب شده در حین حفاری یا چاه کاری؛
• پوسته سیمانی در ته چاله.

آمونیم فلوراید-بی فلوراید نیز به عنوان جایگزین این معرف استفاده می شود که مصرف آن 1.5 برابر کمتر است.

درمان ساده با اسید کلریدریک

درمان های ساده با یک واحد پمپ انجام می شود. قبل از تزریق اسید، چاه با آب شسته می شود تا ذرات لجن و سایر آلاینده ها به طور مقدماتی حذف شوند. اگر رسوبات پارافین یا رزین در سوراخ پایین و در لوله (لوله) وجود داشته باشد، سپس دربه عنوان یک مایع شستشو، از حلال های آلی استفاده می شود - نفت سفید، کسر پروپان-بوتان مایع و غیره. پردازش در مزارع خالی شده را می توان با یک بایل تمیز کننده چاه انجام داد.

فعالیت های مقدماتی نیز شامل عملیات زیر است:

• نصب واحد تعمیرات زیرزمینی در سرچاه؛
• برداشتن تجهیزات چاه (برای کارکرد چاه)؛
• لوله نزولی به سوراخ های پایینی فاصله درمان شده:
• تجهیزات سرچاهی با اتصالات برای لوله کشی و شیر چک؛
• لوله کشی واحد پمپاژ با لوله، حامل اسید، کامیون های مخزن با سیال جابجایی؛
• آزمایش هیدروژن خطوط لوله تزریقی تحت فشار 1.5 برابر بیشتر از فشار کار.

بعد، اسید با حجمی برابر با حفره لوله به داخل چاه پمپ می شود و پس از آن دریچه حلقوی بسته می شود. سپس باقی مانده معرف و مایع جابجایی تزریق می شود. نفت خام گاز زدایی شده به عنوان دومی در چاه های تولید استفاده می شود. در تصویر زیر می توانید نحوه فرآیند اسید درمانی را مشاهده کنید.

پس از پمپاژ کامل حجم، شیر بافر را ببندید، پمپ و سایر تجهیزات را جدا کنید. اسید برای مدت زمان لازم برای انحلال در چاه باقی می ماند و پس از آن محصولات حاصل از واکنش شیمیایی توسط پمپ با شستشوی معکوس بازیابی می شوند.

فناوری فاصله

هنگام باز کردن مخزن نفت و گاز با لایه های مختلفنفوذپذیری، درمان اسیدی ساده چاه ها منجر به این واقعیت می شود که تنها نفوذ پذیرترین لایه را تحت تأثیر قرار می دهد. در چنین مواردی، استفاده از فناوری فاصله توصیه می شود.

برای جداسازی هر لایه، 2 پکر در چاه نصب می شود. از جریان محلول اسید از طریق حلقه با سیمان کردن آن جلوگیری می شود. پس از پردازش قسمت انتخاب شده از مخزن، آنها به قسمت بعدی می روند.

شکستگی اسید و درمان اسید حرارتی

اسید درمانی چاه های تحت فشار بالا در حین بهره برداری و توسعه مخازن با نفوذپذیری ناهمگن انجام می شود. حمام‌های اسیدی ساده در چنین مواردی بی‌اثر هستند، زیرا اسید در لایه‌های به خوبی نفوذپذیر «برگ» می‌کند، در حالی که سایر نواحی بدون پوشش باقی می‌مانند.

قبل از تزریق معرف، لایه‌های نفوذپذیری بالا با استفاده از پکرها (مشابه فناوری قبلی) جدا می‌شوند. اقدامات آماده سازی طبق طرح درمان اسیدی ساده چاه ها انجام می شود. رشته پوشش با نصب یک بسته‌بندی لنگر بر روی لوله محافظت می‌شود.

به عنوان یک معرف کار، از امولسیون تهیه شده از محلول اسید هیدروکلریک و روغن استفاده می شود. نحوه شکل‌بندی واحد آزینماش-30A برای تزریق اسید به مخزن در شکل زیر نشان داده شده است.

این واحد مجهز به پمپ های افقی سه پلانجر فشار قوی است. گاهی اوقات از 2 ایستگاه پمپاژ برای پردازش استفاده می شودنصب و راه اندازی. صنعت نفت همچنین واحدهای دیگری را تولید می کند - UNTs-125x35K، ANTs-32/50، SIN-32، تولید شده بر روی شاسی KrAZ یا URAL. یک چیدمان معمولی واحدها شامل یک شاسی آفرود چرخدار، یک پلت فرم مونتاژ که تجهیزات اصلی فرآیند روی آن نصب شده است، پمپ های فشار قوی، مخزن حمل و نقل و تامین معرف، منیفولد مقاوم در برابر اسید متشکل از فشار و مکش است. خطوط لوله.

در صورت درمان با اسید حرارتی، نوک واکنش در چاه پایین می آید. حفره داخلی آنها به صورت تراشه یا گرانول با منیزیم پر شده و سطح بیرونی دارای سوراخ های سوراخ شده است. هنگامی که منیزیم در معرض اسید قرار می گیرد، مقدار زیادی انرژی حرارتی آزاد می کند.

محافظت از تجهیزات در برابر خوردگی

معرف های مورد استفاده در اسیدکاری چاه ها محیط های خورنده نسبت به فلزات هستند. نرخ خوردگی قطعات ساخته شده از فولاد St3 در دمای 20 درجه سانتی گراد و غلظت HCl 10٪ 7 گرم در (m²∙h) و برای مخلوطی از 10 است. ٪ HCl و 5٪ HF - 43 گرم / (m^{2∙h). بنابراین، بازدارنده ها برای محافظت از تجهیزات فلزی استفاده می شوند:}

• فرمالین;
• کاتاپین؛
• urotropine;
• I-1-A بازدارنده؛
• unicol و دیگران.

ایمنی چاه های اسیدی

مواد سمی و قابل اشتعال هنگام اسیدی کردن سازند استفاده می شود. در صورت نشت یا نشت، آسیب زیادی می تواند وارد شودمحیط زیست.

یک طرح اسیدپاشی در حال توسعه و تایید توسط مهندس ارشد OGPD است. کارها بر اساس مجوز و مقررات فنی انجام می شود. اقدامات امنیتی زیر اعمال می شود:

• بقایای مواد شیمیایی و مایعات شستشو در ظروف مخصوص برای دفع بعدی جمع آوری می شود.
• غلظت بخار اسید با استفاده از یک آنالایزر گاز کنترل می شود.
• تجهیزات پمپاژ و مخازن در فاصله حداقل 10 متری از دهانه چاه نصب می شوند، کابین خودروها در جهت مخالف قرار دارند.
• در طول تزریق اسید، تنها کارگرانی که فعالیت آنها مستقیماً با تعمیر و نگهداری تجهیزات مرتبط است در نزدیکی واحدها باقی می مانند. همه افراد دیگر به فاصله ایمن منتقل می شوند.
• انجام کار در باد شدید، مه و شب ممنوع است.
• کار تعمیر و نصب روی خطوط لوله و تجهیزات فرآیند تا زمانی که فشار در سیستم تخلیه نشود، انجام نمی شود.
• برای محافظت در برابر اثرات اسیدها از تجهیزات حفاظت فردی استفاده می شود - لباس مخصوص (پیش بند لاستیکی، چکمه)، دستکش لاستیکی، عینک، ماسک، ماسک گاز.

این مزرعه همچنین باید دارای یک منبع اضطراری از لباس‌ها و مواد شیمیایی برای خنثی کردن اسیدها (آهک، گچ، کلرامین و غیره) باشد. کلیه پرسنل عملیاتی و مهندسی موظفند برای آگاهی از مقررات ایمنی طبق برنامه زمانی که توسط رئیس شرکت تایید شده است، دوره های آموزشی و گواهینامه دریافت کنند.