Šulinių apdorojimas rūgštimis: technologijos ir įranga

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šulinių apdorojimas rūgštimi yra viena iš technologijų, naudojamų kuriant gręžinius ir jų eksploatavimą. Pagrindinis jo tikslas yra išvalyti dugną, kad būtų paskatintas rezervuaro skysčio pritekėjimas. Yra keletas šios technologijos modifikacijų, atsižvelgiant į rezervuaro stimuliavimo režimą ir geologines sąlygas.

Tikslas ir principas

Apdorojimas rūgštimi naudojamas gręžiant, eksploatuojant ir prižiūrint naftos gavybos įrenginius, siekiant išspręsti šias problemas:

• apatinės duobės zonos valymas gręžinio plėtros metu (rezervuaro skysčio pritekėjimui baigus jo statybą);
• intensyvinimas (debeto padidėjimas);
• filtro ir dugno angos valymas nuo eksploatacijos metu, po vandens įpurškimo ar šulinio remonto besikaupiančių teršalų;
• pašalinkite nuosėdas iš korpuso stygų ir kitos požeminės įrangos.

Rūgštys, pumpuojamos į šulinį, ištirpina kalcio turinčias uolienas (kalkakmenis, dolomitą ir kitas), taip pat cemento mišinių daleles, kurios lieka apatinėje angoje sucementavus žiedą.

Apdorojimo tipai

Alyvos gavybos įrenginių eksploatavimo ir priežiūros praktikoje išskiriami šie rūgštinio apdorojimo tipai:

• matrica (reagento įpurškimas esant slėgiui, kurio vertė mažesnė nei hidraulinis ardymas);
• rūgštinės vonios in situ (paprastas gydymas);
• esant aukštam slėgiui (skilimas rūgštimi, o trūkimas vyksta);
• intervalinis eksponavimas;
• terminis apdorojimas rūgštimi.

Pastarojo tipo technologija naudojama tais atvejais, kai rezervuaro poros apatinės skylės zonoje yra užsikimšusios parafino nuosėdomis, derva ir didelės molekulinės masės angliavandeniliais.

Rūgščių šulinių vonios dažniausiai atliekamos šiais atvejais:

• pirminis vystymas (gręžinių paleidimas);
• atvirų filtrų valymas;
• vamzdžių užblokuoto filtro valymas nuo rūgštyje tirpių medžiagų.

Reagentų tipai

Pagrindinės medžiagos, naudojamos šulinių apdorojimui rūgštimi, yra vandenilio chlorido HCl ir vandenilio fluoro rūgštys, taip pat jų mišinys (molio rūgštis). Rečiau naudojamos kitos rūgštys:

• acto;
• sulfamikas;
• ant;
• sieros;
• organinių rūgščių mišiniai.

Jei geologinis darinys yra aukštos temperatūros sąlygomis, į formaciją pumpuojama acto arba skruzdžių rūgštis. Sulfamo rūgšties naudojimas yra pateisinamas tais atvejais, kai rezervuarai susideda iš sulfatinių ir geležies turinčių karbonatinių uolienų, nesjų reakcija su druskos rūgštimi lemia gipso arba bevandenio kalcio sulfato nusodinimą.

Darbinis reagento tirpalas ruošiamas komercinėmis rūgštinėmis bazėmis ir gabenamas autocisternomis arba geležinkeliu, viduje nudažytas atsparia emalio, gumos arba ebonito danga.

Rūgščių apdorojimas atliekamas ne tik naftos gręžiniuose, bet ir vandens įpurškimo gręžiniuose (rezervuaro slėgiui palaikyti), taip pat arteziniuose gręžiniuose. Darbus Abisinijos šuliniuose, nedideliame gylyje, galima atlikti naudojant šulinių valymo įrankį.

Pagrindiniai parametrai

Reagento sudėties pasirinkimui įtakos turi šie veiksniai:

• Uolienos skilimas. Esant didelei šio rodiklio vertei, patartina naudoti sutirštintas rūgštis ir putas. Tai padeda padidinti formacijos aprėptį. Kad rūgštis sutirštėtų, pridedama karboksimetilceliuliozės (CMC).
• Apatinės angos užteršimas mineralinėmis suspensijomis ir mažas akytojo rezervuaro pralaidumas. Šiuo atveju, siekiant pagerinti reagento įsiskverbimą, pirmenybė teikiama gazuotoms rūgštims, kurių paviršiaus įtampa ties uolienų riba yra sumažinta. Oras, azotas, anglies dioksidas naudojamas skysčiams aeruoti.
• Mineralinė uolienų sudėtis. Siūlės, sudarytos iš smėlio, smiltainio ir aleurito, apdorojamos molio rūgštimi.
• Apatinės skylės temperatūra. Taigi, sulfamo rūgšties naudojimą riboja tai, kad kaitinant iki 80 ° C, ji suyra su vandeniu 43%. Esant aukštesnei nei 115 ° C temperatūrai, koncentruotasdruskos rūgštis.

Reikalingas rūgšties tūris apskaičiuojamas pagal formulę ir priklauso nuo šių veiksnių:

• rūgštinto susidarymo intervalo storis;
• uolienų poringumas;
• apdorojimo gylis;
• šulinio spindulys.

Didžiausias įpurškimo slėgis nustatomas pagal šiuos kriterijus:

• tikslai ir apdorojimo būdas;
• gamybinio apvalkalo stiprumas;
• tilto tarp darbinio ir gretimo formavimo intervalo storis.

Rūgšties poveikio trukmė nustatoma empiriškai – matuojant jos koncentraciją tirpale, išstumtame į šulinio galvutę per vamzdelius. Vidutinė šio parametro reikšmė yra per 16–24 valandas.

Papildai

Gryna forma rūgštys naudojamos retai. Šios medžiagos naudojamos kaip jų priedai naftos pramonėje:

• korozijos inhibitoriai – apsaugo nuo korpuso, vamzdelių ir kitos įrangos pažeidimo;
• kompleksiniai junginiai, neleidžiantys susidaryti geliui arba geležies hidroksidui, užkemšančiam kolektoriaus poras;
• kalio nitratas, skirtas anhidritams (sulfatams) apdoroti;
• stabilizatoriai, kad reakcijos produktai išliktų ištirpę;
• citrinos arba acto rūgštis, skirta geležies turinčioms karbonatinėms uolienoms apdoroti;
• paviršinio aktyvumo medžiagos arba stiprintuvai (OP-10, OP-7 ir kiti), siekiant pagerintiuolienų drėkinamumą ir palengvina reakcijos produktų pašalinimą iš apatinės skylės.

Druslio chlorido rūgštis

Rūgštinant šulinius naudojant HCl, jo optimali koncentracija yra 10-16%. Sotesni tirpalai nenaudojami dėl šių priežasčių:

• sumažėjęs tirpimo greitis;
• korozijos padidėjimas;
• emulgavimo gebėjimo padidėjimas;
• padidėja druskos nusodinimas, kai sumaišoma su druskingo vandens susidarymo vandeniu.

Apdorojant uolienas, kuriose yra sulfatų, į darbinį skystį įvedami valgomosios druskos, kalio arba magnio sulfatų ir kalcio chlorido priedai. Pastaroji medžiaga taip pat veikia kaip rūgšties neutralizavimo sulėtinti esant aukštesnei dugno angos temperatūrai.

Fluoro rūgštis

Fluoro rūgštis yra labai stipri medžiaga ir naudojama šioms medžiagoms ištirpinti:

• silikato junginiai terigeninėse dariniuose;
• molio arba cemento srutos, susigėrusios gręžiant arba apdirbant šulinį;
• cemento pluta apačioje.

Amonio fluoridas-bifluoridas taip pat naudojamas kaip šio reagento pakaitalas, kurio sunaudojama 1,5 karto mažiau.

Paprastas apdorojimas druskos rūgštimi

Paprastas gydymas atliekamas vienu siurbliu. Prieš įpurškiant rūgštį, šulinys nuplaunamas vandeniu, kad būtų preliminariai pašalintos dumblo dalelės ir kiti teršalai. Jei apatinėje angoje ir vamzdeliuose (vamzdeliuose) yra parafino ar dervų nuosėdų, tadakaip praplovimo skystis naudojami organiniai tirpikliai - žibalas, suskystinta propano-butano frakcija ir kt. Apdoroti išeikvotus laukus galima naudojant šulinių valymo įrankį.

Preliminari veikla taip pat apima šias operacijas:

• požeminio remonto mazgo įrengimas prie šulinio;
• gręžinių įrangos pašalinimas (šuliniams eksploatuoti);
• nuleidimo vamzdeliai iki apatinių apdoroto intervalo perforacijų:
• šulinio galvutės įranga su vamzdynų jungiamosiomis detalėmis ir atbuliniu vožtuvu;
• siurbimo agregato vamzdynas su vamzdeliais, rūgšties laikikliu, autocisternomis su tūriniu skysčiu;
• hidrotestuojant įpurškimo vamzdynus, kurių slėgis 1,5 karto didesnis nei veikiantis.

Toliau į šulinį pumpuojama rūgštis, kurios tūris lygus vamzdžio ertmei, po to uždaromas žiedinis vožtuvas. Tada įpurškiama likusi reagento dalis ir išstūmimo skystis. Neapdorota degazuota nafta naudojama kaip pastaroji gamybiniuose gręžiniuose. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti, kaip atrodo apdorojimo rūgštimi procesas.

Išsiurbę visą tūrį, uždarykite buferinį vožtuvą, atjunkite siurblį ir kitą įrangą. Rūgštis išlieka šulinyje reikiamą laiką, kol ištirpsta, o po to cheminės reakcijos produktus atgauna siurblys plaudamas atgal.

Intervalinė technologija

Atidaryti naftos ir dujų rezervuarą su sluoksniais su skirtingaispralaidumas, paprastas šulinių apdorojimas rūgštimi lemia tai, kad jis veikia tik pralaidiausią sluoksnį. Tokiais atvejais patartina naudoti intervalų technologiją.

Kiekvienam sluoksniui izoliuoti šulinyje yra sumontuoti 2 tankintuvai. Rūgšties tirpalo tekėjimas per žiedą neleidžiamas jį sucementuojant. Apdoroję pasirinktą rezervuaro skyrių, jie pereina prie kitos.

Rūgštinis ardymas ir terminis apdorojimas rūgštimi

Aukšto slėgio šulinių apdorojimas rūgštimis atliekamas eksploatuojant ir plėtojant nevienalyčio pralaidumo rezervuarus. Paprastos rūgštinės vonios tokiais atvejais yra neveiksmingos, nes rūgštis „išeina“į gerai pralaidžius sluoksnius, o kitos vietos lieka neuždengtos.

Prieš įpurškiant reagentą didelio pralaidumo sluoksniai izoliuojami naudojant tankintuvus (panašiai kaip ir ankstesnėje technologijoje). Parengiamieji veiksmai atliekami pagal paprasto šulinių apdorojimo rūgštimi schemą. Korpuso styga apsaugota ant vamzdelio sumontavus inkarinį tankintuvą.

Kaip darbinis reagentas naudojama emulsija, paruošta iš druskos rūgšties ir aliejaus tirpalo. Kaip atrodo Azinmash-30A įrenginio, skirto rūgšties įpurškimui į rezervuarą, išdėstymas parodytas paveikslėlyje žemiau.

Šis įrenginys turi aukšto slėgio trigubo stūmoklio horizontalius siurblius. Kartais perdirbimui naudojamos 2 siurblinėsįrengimas. Naftos pramonė gamina ir kitus agregatus – UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, gaminamus ant KrAZ arba URAL važiuoklės. Įprastą agregatų išdėstymą sudaro ratinė visureigio važiuoklė, surinkimo platforma, ant kurios sumontuota pagrindinė proceso įranga, aukšto slėgio siurbliai, bakas reagentui transportuoti ir tiekti, rūgštims atsparus kolektorius, susidedantis iš slėgio ir siurbimo. vamzdynai.

Atliekant terminį apdorojimą rūgštimi, reakcijos antgaliai nuleidžiami į šulinį. Jų vidinė ertmė yra užpildyta magniu drožlių arba granulių pavidalu, o išoriniame paviršiuje yra skylių. Veikiamas rūgšties magnis išskiria daug šiluminės energijos.

Įrangos apsauga nuo korozijos

Šulinių apdorojimui rūgštimi naudojami reagentai yra ėsdinanti aplinka metalų atžvilgiu. Detalių, pagamintų iš St3 plieno, korozijos greitis esant 20 °C temperatūrai ir 10% HCl koncentracijai yra 7 g/(m²∙h), o mišinio 10 % HCl ir 5 % HF – 43 g/(m^{2∙h). Todėl įrangos metalui apsaugoti naudojami inhibitoriai:}

• formalinis;
• katapinas;
• urotropinas;
• I-1-A inhibitorius;
• unicol ir kt.

Šulinių rūgštinimo sauga

Rūgštinant darinį naudojamos toksiškos ir degios medžiagos. Nutekėjimo ar išsiliejimo atveju gali būti padaryta didelė žalaaplinka.

Rengiamas ir OGPD vyriausiasis inžinierius tvirtinamas apdorojimo rūgštimi planas. Darbai atliekami pagal leidimą ir technologinius reglamentus. Taikomos šios saugos priemonės:

• Cheminių medžiagų ir plovimo skysčių likučiai surenkami į specialius konteinerius, kad vėliau būtų išmesti.
• Rūgščių garų koncentracija stebima naudojant dujų analizatorių.
• Siurbimo įranga ir rezervuarai įrengiami ne mažiau kaip 10 m atstumu nuo šulinio angos, automobilių kabinos yra priešinga kryptimi.
• Rūgščių įpurškimo metu prie padalinių lieka tik tie darbuotojai, kurių veikla yra tiesiogiai susijusi su įrangos priežiūra; visi kiti asmenys pašalinami saugiu atstumu.
• Draudžiama dirbti pučiant stipriam vėjui, rūkui ir naktį.
• Vamzdynų ir proceso įrangos remonto ir montavimo darbai neatliekami tol, kol sistemoje neatleidžiamas slėgis.
• Siekiant apsisaugoti nuo rūgščių poveikio, naudojamos asmeninės apsaugos priemonės – speciali apranga (guminės prijuostės, batai), guminės pirštinės, akiniai, kaukės, dujokaukės.

Lauke taip pat turėtų būti avarinis kombinezonų ir cheminių medžiagų, skirtų rūgštims neutralizuoti (kalkių, kreidos, chloramino ir kt.), tiekimas. Visas eksploatacinis ir inžinerinis personalas turi būti periodiškai apmokytas ir išduodamas saugos taisyklių žinių atestavimas pagal įmonės vadovo patvirtintą grafiką.