Aku apstrāde ar skābi: tehnoloģijas un iekārtas

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Aku apstrāde ar skābi ir viena no tehnoloģijām, ko izmanto urbumu attīstībā un to darbībā. Tās galvenais mērķis ir iztīrīt apakšējo caurumu, lai stimulētu rezervuāra šķidruma pieplūdi. Šai tehnoloģijai ir vairākas modifikācijas atkarībā no rezervuāra stimulēšanas režīma un ģeoloģiskajiem apstākļiem.

Mērķis un princips

Skābes apstrādi izmanto urbšanā, naftas ieguves iekārtu ekspluatācijā un apkopē, lai atrisinātu šādas problēmas:

• apakšurbuma zonas apstrāde urbuma izstrādes laikā (rezervuāra šķidruma pieplūdei pēc tā izbūves pabeigšanas);
• intensifikācija (debeta palielināšana);
• filtra un apakšējā cauruma tīrīšana no netīrumiem, kas uzkrājas darbības laikā, pēc ūdens iesmidzināšanas vai akas remonta;
• noņemiet nogulsnes apvalku virknēs un citās pazemes iekārtās.

Akā iesūknētās skābes izšķīdina kalciju saturošus iežus (kaļķakmeni, dolomītu un citus), kā arī cementa sastāvu daļiņas, kas paliek apakšējā caurumā pēc gredzena cementēšanas.

Apstrādes veidi

Eļļas ražošanas iekārtu ekspluatācijas un apkopes praksē izšķir šādus skābes apstrādes veidus:

• matrica (reaģenta ievadīšana zem spiediena, kura vērtība ir mazāka par hidraulisko sašķelšanu);
• in-situ skābes vannas (vienkārša apstrāde);
• augsta spiediena apstākļos (skaldīšana ar skābi, kamēr notiek plaisāšana);
• intervāla ekspozīcija;
• termiskā apstrāde ar skābi.

Pēdējais tehnoloģiju veids tiek izmantots situācijās, kad rezervuāra poras apakšējā cauruma zonā ir aizsērējušas ar parafīna nogulsnēm, darvu un augstas molekulmasas ogļūdeņražiem.

Skābes aku vannas galvenokārt tiek veiktas šādos gadījumos:

• primārā attīstība (urbumu nodošana ekspluatācijā);
• atvērto filtru tīrīšana;
• filtra, ko bloķē korpusa caurules, tīrīšana no skābē šķīstošiem materiāliem.

Reaģentu veidi

Aku skābes apstrādē izmantotās pamatvielas ir HCl un fluorūdeņražskābes, kā arī to maisījums (māla skābe). Retāk izmantotās citas skābes:

• etiķa;
• sulfamīns;
• skudra;
• sērskābe;
• organisko skābju maisījumi.

Ja ģeoloģiskais veidojums atrodas augstas temperatūras apstākļos, tad veidojumā tiek iesūknēta etiķskābe vai skudrskābe. Sulfamīnskābes izmantošana ir pamatota gadījumos, kad rezervuāri sastāv no sulfātu un dzelzi saturošiem karbonātu iežiem, joto reakcija ar sālsskābi izraisa ģipša vai bezūdens kalcija sulfāta nogulsnēšanos.

Reaģenta darba šķīdumu sagatavo uz komerciālām skābju bāzēm un transportē autocisternās vai dzelzceļa cisternās, iekšpusē krāsojot ar izturīgu emaljas, gumijas vai ebonīta pārklājumu.

Skābes apstrādi veic ne tikai naftas urbumos, bet arī ūdens iesūknēšanas urbumos (lai uzturētu rezervuāra spiedienu), kā arī artēziskajos urbumos. Darbu Abesīnijas akās, nelielos dziļumos, var veikt ar baileri, lai iztīrītu akas.

Galvenie parametri

Reaģenta sastāva izvēli ietekmē šādi faktori:

• Akmens lūzums. Ar augstu šī indikatora vērtību ieteicams izmantot sabiezinātas skābes un putas. Tas palīdz palielināt veidojuma pārklājumu. Lai sabiezinātu skābi, pievieno karboksimetilcelulozi (CMC).
• Apakšējā cauruma piesārņojums ar minerālu suspensiju un zema porainā rezervuāra caurlaidība. Šajā gadījumā, lai uzlabotu reaģenta iespiešanos, priekšroka dodama gāzētajām skābēm, kurās virsmas spraigums pie robežas ar iezi ir samazināts. Šķidrumu aerēšanai izmanto gaisu, slāpekli, oglekļa dioksīdu.
• Iežu minerālais sastāvs. Šuves, kas sastāv no smiltīm, smilšakmeņiem un aleiakmeņiem, tiek apstrādātas ar māla skābi.
• Apakšcauruma temperatūra. Tādējādi sulfamīnskābes izmantošanu ierobežo fakts, ka, karsējot līdz 80 ° C, tā sadalās ar ūdeni par 43%. Temperatūrā virs 115 ° C, koncentrētssālsskābe.

Nepieciešamo skābes daudzumu aprēķina pēc formulas un ir atkarīgs no šādiem faktoriem:

• paskābinātā veidošanās intervāla biezums;
• akmens porainība;
• apstrādes dziļums;
• akas rādiuss.

Maksimālo iesmidzināšanas spiedienu nosaka pēc šādiem kritērijiem:

• mērķi un apstrādes metode;
• ražošanas apvalka stiprums;
• tiltiņa biezums starp darba un blakus veidošanās intervālu.

Skābes iedarbības ilgumu nosaka empīriski – mērot tās koncentrāciju šķīdumā, kas caur caurulīti izspiests urbuma galviņā. Šī parametra vidējā vērtība ir 16–24 stundu laikā.

Papildinājumi

Tīrā veidā skābes tiek izmantotas reti. Naftas rūpniecībā kā piedevas tām tiek izmantotas šādas vielas:

• korozijas inhibitori - lai novērstu korpusa, cauruļu un cita aprīkojuma bojājumus;
• kompleksējošie savienojumi, kas novērš želejas vai dzelzs hidroksīda veidošanos, kas aizsprosto kolektora poras;
• kālija nitrāts anhidrītu (sulfātu) apstrādei;
• stabilizatori, lai saglabātu reakcijas produktus izšķīdušā stāvoklī;
• citronskābe vai etiķskābe dzelzi saturošu karbonātu iežu apstrādei;
• virsmaktīvās vielas vai pastiprinātāji (OP-10, OP-7 un citi), lai uzlabotuiežu mitrināmība un atvieglo reakcijas produktu izvadīšanu no apakšējā cauruma.

Sālsskābe

Paskābinot akas, izmantojot HCl, tā optimālā koncentrācija ir 10-16%. Piesātinātāki šķīdumi netiek izmantoti šādu iemeslu dēļ:

• samazināts šķīšanas ātrums;
• korozivitātes palielināšanās;
• emulgēšanas spējas palielināšanās;
• sāļu nokrišņu palielināšanās, sajaucoties ar sāļu veidošanās ūdeni.

Apstrādājot sulfātus saturošus iežus, darba šķidrumā tiek ievadītas piedevas no galda sāls, kālija vai magnija sulfātiem un kalcija hlorīda. Pēdējā viela kalpo arī kā skābes neitralizācijas palēninātājs paaugstinātā apakšējā cauruma temperatūrā.

Fluorūdeņražskābe

Fluorskābe ir ļoti spēcīga viela, un to izmanto šādu materiālu šķīdināšanai:

• silikāta savienojumi terigēnos veidojumos;
• māla vai cementa virca, kas uzsūcas urbšanas vai urbuma apstrādes laikā;
• cementa garoza apakšējā caurumā.

Kā aizstājēju šim reaģentam tiek izmantots arī amonija fluorīds-bifluorīds, kura patēriņš ir 1,5 reizes mazāks.

Vienkārša apstrāde ar sālsskābi

Vienkāršas procedūras tiek veiktas ar vienu sūkni. Pirms skābes ievadīšanas aka tiek izskalota ar ūdeni, lai sākotnēji noņemtu dūņu daļiņas un citus piesārņotājus. Ja apakšējā caurumā un caurulē (caurulē) ir parafīna vai sveķu nogulsnes, tadkā skalošanas šķidrumu izmanto organiskos šķīdinātājus - petroleju, sašķidrinātu propāna-butāna frakciju un citus. Apstrādi noplicinātos laukos var veikt, izmantojot aku tīrīšanas ierīci.

Iepriekšējās darbības ietver arī šādas darbības:

• pazemes remonta mezgla uzstādīšana pie akas galviņas;
• urbumu iekārtu noņemšana (urbumu ekspluatācijai);
• nolaišanās caurule līdz apstrādātā intervāla apakšējām perforācijām:
• urbuma galviņas aprīkojums ar veidgabaliem cauruļvadiem un pretvārstu;
• sūknēšanas iekārtas cauruļvadi ar caurulēm, skābes nesēju, autocisternām ar pārvietošanas šķidrumu;
• iesmidzināšanas cauruļvadu hidrotestēšana zem spiediena, kas ir 1,5 reizes lielāks par darba spiedienu.

Pēc tam akā tiek iesūknēta skābe tilpumā, kas vienāds ar caurules dobumu, pēc tam gredzenveida vārsts tiek aizvērts. Pēc tam tiek injicēts reaģenta atlikums un pārvietošanas šķidrums. Neattīrītu degazētu eļļu kā pēdējo izmanto ražošanas urbumos. Kā izskatās skābes apstrādes process, varat redzēt zemāk esošajā attēlā.

Pēc pilna tilpuma sūknēšanas aizveriet bufera vārstu, atvienojiet sūkni un citu aprīkojumu. Skābe saglabājas akā nepieciešamo izšķīdināšanas laiku, pēc tam ķīmiskās reakcijas produktus reģenerē sūknis ar pretskalošanu.

Intervāla tehnoloģija

Atverot naftas un gāzes rezervuāru ar slāņiem ar dažādiemcaurlaidība, vienkārša aku apstrāde ar skābi noved pie tā, ka tā ietekmē tikai caurlaidīgāko slāni. Šādos gadījumos vēlams izmantot intervālu tehnoloģiju.

Lai izolētu katru slāni, akā ir uzstādīti 2 pakotāji. Skābes šķīduma plūsma caur gredzenu tiek novērsta, to cementējot. Pēc izvēlētās rezervuāra daļas apstrādes viņi pāriet uz nākamo.

Skābes sašķelšana un termiskā apstrāde ar skābi

Aku apstrāde ar skābi zem augsta spiediena tiek veikta rezervuāru ar neviendabīgu caurlaidību ekspluatācijas un attīstības laikā. Vienkāršas skābes vannas šādos gadījumos ir neefektīvas, jo skābe "atiet" labi caurlaidīgos slāņos, bet citas vietas paliek nesegtas.

Pirms reaģenta ievadīšanas augstas caurlaidības slāņi tiek izolēti, izmantojot blīvētājus (līdzīgi kā iepriekšējā tehnoloģijā). Sagatavošanas pasākumi tiek veikti saskaņā ar urbumu vienkāršas apstrādes ar skābi shēmu. Korpusa virkne ir aizsargāta, uz caurules uzstādot noenkurotu blīvētāju.

Kā darba reaģentu izmanto emulsiju, kas pagatavota no sālsskābes un eļļas šķīduma. Kā izskatās ierīces Azinmash-30A izkārtojums skābes iesmidzināšanai rezervuārā, ir parādīts zemāk esošajā attēlā.

Šī iekārta ir aprīkota ar augstspiediena trīs virzuļa horizontālajiem sūkņiem. Dažreiz apstrādei tiek izmantotas 2 sūkņu stacijasuzstādīšana. Naftas rūpniecība ražo arī citas vienības - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, kas ražotas uz KrAZ vai URAL šasijas. Tipisks vienību izkārtojums ietver riteņu bezceļa šasiju, montāžas platformu, uz kuras ir uzstādīta galvenā procesa iekārta, augstspiediena sūkņus, tvertni reaģenta transportēšanai un padevei, skābes izturīgu kolektoru, kas sastāv no spiediena un sūkšanas. cauruļvadi.

Teriskās skābes apstrādes gadījumā reakcijas uzgaļi tiek nolaisti akā. To iekšējais dobums ir piepildīts ar magniju skaidu vai granulu veidā, un ārējā virsmā ir perforēti caurumi. Saskaroties ar skābi, magnijs atbrīvo lielu daudzumu siltumenerģijas.

Iekārtu aizsardzība pret koroziju

Aku apstrādei ar skābi izmantotie reaģenti ir korozīva vide attiecībā pret metāliem. St3 tērauda detaļu korozijas ātrums 20 °C temperatūrā un HCl koncentrācijā 10% ir 7 g/(m²∙h), bet maisījumam 10 % HCl un 5 % HF – 43 g/(m^{2∙h). Tāpēc, lai aizsargātu iekārtu metālu, tiek izmantoti inhibitori:}

• formalīns;
• catapine;
• urotropīns;
• I-1-A inhibitors;
• unicol un citi.

Aku paskābināšanas drošība

Skābinot veidojumu, tiek izmantotas toksiskas un viegli uzliesmojošas vielas. Noplūdes vai noplūdes gadījumā var tikt nodarīts liels kaitējumsvide.

Tiek izstrādāts skābes apstrādes plāns un to apstiprina OGPD galvenais inženieris. Darbi tiek veikti saskaņā ar atļauju un tehnoloģiskajiem noteikumiem. Tiek piemēroti šādi drošības pasākumi:

• Ķimikāliju un mazgāšanas šķidrumu atliekas tiek savāktas īpašos konteineros, lai tos pēc tam iznīcinātu.
• Skābes tvaiku koncentrācija tiek kontrolēta, izmantojot gāzes analizatoru.
• Sūknēšanas iekārtas un tvertnes ir uzstādītas vismaz 10 m attālumā no akas galvas, automašīnu kabīnes atrodas pretējā virzienā.
• Skābju iesmidzināšanas laikā agregātu tuvumā paliek tikai tie darbinieki, kuru darbība ir tieši saistīta ar iekārtu apkopi; visas pārējās personas tiek noņemtas drošā attālumā.
• Aizliegts veikt darbus stiprā vējā, miglā un naktī.
• Cauruļvadu un tehnoloģisko iekārtu remonta un uzstādīšanas darbi netiek veikti, kamēr sistēmā nav atbrīvots spiediens.
• Lai aizsargātos pret skābju iedarbību, tiek izmantoti individuālie aizsardzības līdzekļi - speciāls apģērbs (gumijas priekšauti, zābaki), gumijas cimdi, brilles, maskas, gāzmaskas.

Laukumā jābūt arī avārijas kombinezonam un ķīmiskajām vielām skābju neitralizēšanai (kaļķi, krīts, hloramīns un citas). Visam ekspluatācijas un inženiertehniskajam personālam ir jāiziet periodiska apmācība un sertifikācija drošības noteikumu zināšanām saskaņā ar uzņēmuma vadītāja apstiprinātu grafiku.