Kutak savas kezelése: technológiák és berendezések

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A kutak savas kezelése a kutak fejlesztése és üzemeltetése során alkalmazott technológiák egyike. Fő célja az alsó lyuk tisztítása a tartályfolyadék beáramlásának serkentése érdekében. Ennek a technológiának számos módosítása létezik, a tározó stimulálási módjától és a geológiai viszonyoktól függően.

Cél és elv

A savas kezelést az olajtermelő létesítmények fúrásánál, üzemeltetésénél és karbantartásánál használják a következő problémák megoldására:

• a fenéklyuk zóna kezelése a kút fejlesztése során (a tározó folyadék beáramlására a kút kivitelezése után);
• erősítés (terhelésnövelés);
• a szűrő és az alsó nyílás megtisztítása a működés közben felgyülemlett szennyeződésektől, vízbefecskendezés vagy kútjavítás után;
• eltávolítja a lerakódásokat a burkolatfüzérekből és más földalatti berendezésekből.

A kútba pumpált savak feloldják a kalciumtartalmú kőzeteket (mészkő, dolomit és mások), valamint a cementkompozíciók részecskéit, amelyek a gyűrű cementálása után az alsó lyukban maradnak.

Feldolgozási típusok

Az olajkitermelő létesítmények üzemeltetésének és karbantartásának gyakorlatában a savas kezelés következő típusait különböztetjük meg:

• mátrix (nyomás alatti reagens befecskendezése, amelynek értéke kisebb, mint a hidraulikus rétegrepesztés);
• in situ savas fürdők (egyszerű kezelés);
• nagy nyomás alatt (savas repedés, miközben repedés történik);
• intervallum expozíció;
• savas hőkezelés.

Az utóbbi típusú technológiát olyan helyzetekben alkalmazzák, amikor a tartály pórusait az alsó lyukzónában paraffinlerakódások, kátrány és nagy molekulatömegű szénhidrogének tömítik el.

A savkútfürdőket főként a következő esetekben végezzük:

• elsődleges fejlesztés (kutak üzembe helyezése);
• nyitott szűrők tisztítása;
• a csövek által elzárt szűrő tisztítása savban oldódó anyagoktól.

Reagensek típusai

A kutak savas kezelésénél használt bázikus anyagok a sósav és a hidrogén-fluorid, valamint ezek keveréke (agyagsav). Ritkábban használt egyéb savak:

• ecetsav;
• szulfaminsav;
• hangya;
• kénsav;
• szerves savak keverékei.

Ha a geológiai képződmény magas hőmérsékletű, akkor ecetsavat vagy hangyasavat pumpálnak a formációba. A szulfaminsav alkalmazása olyan esetekben indokolt, amikor a tározók szulfátos és vastartalmú karbonátos kőzetekből állnak, mivelsósavval való reakciójuk gipsz vagy vízmentes kalcium-szulfát kiválását eredményezi.

A reagens munkaoldatát kereskedelemben kapható savas bázisokon állítják elő, és közúti vagy vasúti tartálykocsikban szállítják, belül ellenálló zománc-, gumi- vagy ebonit bevonattal festve.

A savas kezelést nem csak olajkutakban, hanem vízbefecskendező kutakban (a tározó nyomásának fenntartása érdekében), valamint artézi kutakban is végzik. Az abesszin kutakban kis mélységben végzett munkavégzés végezhető a kutak tisztítására szolgáló bádogosítóval.

Fő paraméterek

A következő tényezők befolyásolják a reagens összetételének kiválasztását:

• A kőzet megrepedése. Ennek a mutatónak a magas értékénél célszerű sűrített savakat és habokat használni. Ez segít növelni a formáció lefedettségét. A sav sűrítésére karboxi-metil-cellulózt (CMC) adnak hozzá.
• Az alsó lyuk szennyeződése ásványi szuszpenziókkal és a porózus tartály alacsony permeabilitása. Ebben az esetben a reagens behatolásának javítása érdekében előnyösek a szénsavas savak, amelyeknél a kőzet határán a felületi feszültség csökken. Levegőt, nitrogént és szén-dioxidot használnak a folyadékok levegőztetésére.
• Kőzetek ásványi összetétele. A homokból, homokkőből és aleurolitból álló varratokat agyagsavval kezelik.
• A fenéklyuk hőmérséklete. Így a szulfaminsav felhasználását korlátozza az a tény, hogy 80 ° C-ra melegítve vízzel 43% -kal bomlik. 115 °C feletti hőmérsékleten koncentráltsósav.

A szükséges savmennyiséget a képlet alapján számítjuk ki, és a következő tényezőktől függ:

• savasodási intervallum vastagsága;
• rock porozitás;
• feldolgozási mélység;
• kút sugara.

A maximális befecskendezési nyomást a következő kritériumok határozzák meg:

• célok és feldolgozási mód;
• gyártási burkolat erőssége;
• a híd vastagsága a működő és a szomszédos formációs intervallum között.

A savexpozíció időtartamát empirikusan határozzuk meg – a koncentráció mérésével a kútfejnél csövön keresztül kiszorított oldatban. Ennek a paraméternek az átlagos értéke 16-24 órán belül van.

Kiegészítők

Tiszta formájában a savakat ritkán használják. Az olajiparban a következő anyagokat használják adalékanyagként:

• korróziógátlók – a burkolat, csövek és egyéb berendezések sérülésének megelőzése érdekében;
• komplexképző vegyületek, amelyek megakadályozzák a gél vagy vas-hidroxid képződését, amely eltömíti a kollektor pórusait;
• kálium-nitrát anhidritok (szulfátok) kezelésére;
• stabilizátorok a reakciótermékek oldott állapotban tartásához;
• citromsav vagy ecetsav vastartalmú karbonátos kőzetek kezelésére;
• felületaktív anyagok vagy erősítők (OP-10, OP-7 és mások) a javítás érdekébena kőzet nedvesíthetősége és megkönnyíti a reakciótermékek eltávolítását a fenéklyukból.

Sósav

A kutak sósavval történő savazásakor annak optimális koncentrációja 10-16%. A telítettebb oldatokat a következő okok miatt nem használjuk:

• csökkent oldódási sebesség;
• a korrozivitás növekedése;
• emulgáló képesség növekedése;
• növekszik a sókiválás sósképződő vízzel keverve.

Szulfáttartalmú kőzetek feldolgozásakor konyhasó-adalékanyagokat, kálium- vagy magnézium-szulfátot és kalcium-kloridot visznek be a munkafolyadékba. Ez utóbbi anyag savsemlegesítési késleltetőként is szolgál emelt alsó furat-hőmérsékleten.

Fluorsav

A fluorsav rendkívül erős, és a következő anyagok oldására szolgál:

• szilikátvegyületek terrigén képződményekben;
• fúrás vagy kútmegmunkálás közben felszívódott agyag- vagy cementiszap;
• cement kéreg az alsó lyukon.

Ammónium-fluorid-bifluoridot is használnak ennek a reagensnek a helyettesítésére, amelynek fogyasztása másfélszer kevesebb.

Egyszerű sósavas kezelés

Az egyszerű kezeléseket egyetlen szivattyúegységgel végezzük. A sav befecskendezése előtt a kutat vízzel átöblítik, hogy előzetesen eltávolítsák az iszaprészecskéket és egyéb szennyeződéseket. Ha paraffin- vagy gyantalerakódások vannak az alsó lyukban és a csőben (csőben), akkoröblítőfolyadékként szerves oldószereket használnak - kerozin, cseppfolyósított propán-bután frakció és mások. A kimerült mezők feldolgozása kúttisztító kúttal is elvégezhető.

Az előzetes tevékenységek a következő műveleteket is magukban foglalják:

• földalatti javítóegység felszerelése a kútfejnél;
• fúrólyuk berendezés eltávolítása (működtető kutakhoz);
• levezető cső a kezelt intervallum alsó perforációihoz:
• kútfej berendezés csőszerelvényekkel és visszacsapó szeleppel;
• a szivattyúegység csövei csővel, savhordozóval, tartálykocsik kiszorítási folyadékkal;
• befecskendező csővezetékek hidrotesztelése a működőnél 1,5-szer nagyobb nyomás alatt.

Ezután savat pumpálnak a kútba a csőüregével megegyező térfogatban, majd a gyűrűs szelepet lezárják. Ezután a reagens maradékát és a kiszorító folyadékot befecskendezik. Ez utóbbiként a kitermelő kutakban gáztalanított nyersolajat használnak. Az alábbi képen láthatja, hogyan néz ki a savas kezelés folyamata.

A teljes térfogat pumpálása után zárja el a pufferszelepet, válassza le a szivattyút és a többi berendezést. A sav az oldódáshoz szükséges ideig a kútban marad, majd a kémiai reakció termékeit a szivattyú visszaöblítéssel visszanyeri.

Intervall technológia

A különböző rétegű olaj- és gáztartály kinyitásakorpermeabilitás, a kutak egyszerű savas kezelése oda vezet, hogy csak a leginkább áteresztő réteget érinti. Ilyen esetekben célszerű intervallumtechnikát alkalmazni.

Az egyes rétegek elkülönítéséhez 2 tömörítőt kell beépíteni a kútba. A savoldat átáramlását a gyűrűn a cementezés megakadályozza. A tározó kiválasztott szakaszának feldolgozása után továbblépnek a következőre.

Savas repesztés és termikus savas kezelés

A nagy nyomású kutak savas kezelését heterogén permeabilitású tározók üzemeltetése és fejlesztése során végzik. Az egyszerű savas fürdők ilyenkor hatástalanok, mert a sav jól áteresztő rétegekben "lemegy", míg más területek fedetlenül maradnak.

A reagens befecskendezése előtt a nagy permeabilitású rétegeket tömörítőkkel izoláljuk (hasonlóan az előző technológiához). Az előkészítő intézkedéseket a kutak egyszerű savas kezelésének séma szerint hajtják végre. A burkolat zsinórját úgy védik, hogy egy horgonyzott tömörítőt szerelnek fel a csőre.

Munkareagensként sósav és olaj oldatából készített emulziót használnak. Az alábbi ábrán látható, hogyan néz ki az Azinmash-30A egység elrendezése a savtartályba való befecskendezéshez.

Ez az egység nagynyomású háromdugattyús vízszintes szivattyúkkal van felszerelve. Néha 2 szivattyútelepet használnak a feldolgozáshoztelepítés. Az olajipar más egységeket is gyárt - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, amelyeket KrAZ vagy URAL alvázon gyártanak. Az egységek tipikus elrendezése egy kerekes terepjáró alvázat, egy szerelőplatformot, amelyre a fő technológiai berendezést felszerelik, nagynyomású szivattyúkat, egy tartályt a reagens szállítására és adagolására, egy saválló elosztót, amely nyomásból és szívásból áll. csővezetékek.

Termikus savas kezelés esetén a reakciócsúcsokat leeresztik a kútba. Belső üregük forgács vagy granulátum formájában magnéziummal van kitöltve, külső felületükön perforált lyukak találhatók. Sav hatásának kitéve a magnézium nagy mennyiségű hőenergiát szabadít fel.

A berendezések korrózió elleni védelme

A kutak savas kezelésénél használt reagensek korrozív környezetet jelentenek a fémekre nézve. Az St3 acélból készült alkatrészek korróziós sebessége 20 °C hőmérsékleten és 10%-os HCl koncentrációban 7 g/(m²∙h), 10 % HCl és 5 % HF – 43 g/(m^{2∙h). Ezért inhibitorokat használnak a berendezés fém védelmére:}

• formalin;
• catapine;
• urotropin;
• I-1-A inhibitor;
• unicol és mások.

Biztonság a kutak savazásához

Mérgező és gyúlékony anyagokat használnak a képződmény savanyításakor. Szivárgás vagy kiömlés esetén nagy károk keletkezhetnekkörnyezet.

A savkezelési tervet dolgozzák ki és hagyják jóvá az OGPD főmérnöke. A munkálatok az engedély és a technológiai előírások szerint történnek. A következő biztonsági intézkedések érvényesek:

• A vegyszermaradványokat és a mosófolyadékokat speciális tartályokba gyűjtik, és később ártalmatlanítják.
• A savgőz koncentrációját gázanalizátorral figyeljük.
• A szivattyúberendezéseket és a tartályokat a kútfejtől legalább 10 m távolságra kell elhelyezni, az autófülkék az ellenkező irányban helyezkednek el.
• A savak befecskendezése során csak azok a dolgozók tartózkodnak az egységek közelében, akiknek tevékenysége közvetlenül kapcsolódik a berendezések karbantartásához; minden más személyt biztonságos távolságba kell vinni.
• Erős szélben, ködben és éjszaka tilos munkát végezni.
• A csővezetékeken és a technológiai berendezéseken végzett javítási és szerelési munkákat addig nem végezzük, amíg a rendszerben nincs nyomás.
• A savak hatásai elleni védelem érdekében egyéni védőfelszerelést használnak - speciális ruházatot (gumi kötény, csizma), gumikesztyűt, szemüveget, maszkot, gázálarcot.

A terepen rendelkeznie kell egy sürgősségi készlettel is, amelyből kezeslábas és savak (mész, kréta, klóramin és egyebek) semlegesítésére szolgáló vegyszerek találhatók. Minden üzemeltető és mérnöki személyzetnek időszakos képzésen és bizonyítványon kell részt vennie a biztonsági előírások ismeretében a vállalat vezetője által jóváhagyott ütemterv szerint.