Kuyuların asitle işlenmesi: teknolojiler ve ekipman

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Kuyuların asitle arıtılması, kuyuların geliştirilmesinde ve işletilmesinde kullanılan teknolojilerden biridir. Ana amacı, rezervuar sıvısının girişini uyarmak için dip deliği temizlemektir. Rezervuar stimülasyon moduna ve jeolojik koşullara bağlı olarak bu teknolojinin çeşitli modifikasyonları vardır.

Amaç ve ilke

Asit arıtma, aşağıdaki sorunları çözmek için petrol üretim tesislerinin sondajı, işletilmesi ve bakımında kullanılır:

• kuyunun gelişimi sırasında dip deliği bölgesinin işlenmesi (inşaatının tamamlanmasından sonra rezervuar sıvısının girişi için);
• yoğunlaştırma (borç artışı);
• filtreyi ve dip deliğini çalışma sırasında, su enjeksiyonundan veya kuyu onarımından sonra biriken kirleticilerden temizleme;
• gövde dizilerindeki ve diğer yer altı ekipmanlarındaki tortuları çıkarın.

Kuyuya pompalanan asitler kalsiyum içeren kayaları (kireçtaşı, dolomit ve diğerleri) ve halkanın çimentolanmasından sonra dip delikte kalan çimento bileşimi parçacıklarını çözer.

İşleme türleri

Petrol üretim tesislerinin işletilmesi ve bakımı pratiğinde, aşağıdaki asit arıtma türleri ayırt edilir:

• matris (değeri hidrolik kırılmadan daha düşük olan basınç altında bir reaktifin enjeksiyonu);
• yerinde asit banyoları (basit tedavi);
• yüksek basınç altında (asit kırılması, kırılma meydana gelirken);
• aralıklı pozlama;
• termal asit tedavisi.

İkinci tip teknoloji, dip deliği bölgesindeki rezervuar gözeneklerinin parafin tortuları, katran ve yüksek moleküler ağırlıklı hidrokarbonlarla tıkandığı durumlarda kullanılır.

Asit kuyusu banyoları esas olarak aşağıdaki durumlarda gerçekleştirilir:

• birincil geliştirme (kuyuların işletmeye alınması);
• açık filtreleri temizleme;
• asitte çözünür malzemelerden boruların kapladığı filtrenin temizlenmesi.

Reaktif türleri

Kuyuların asitle işlenmesinde kullanılan temel maddeler hidroklorik HCl ve hidroflorik HF asitleri ile bunların karışımıdır (kil asidi). Daha az kullanılan diğer asitler:

• asetik;
• sülfamik;
• karınca;
• sülfürik;
• organik asitlerin karışımları.

Jeolojik oluşum yüksek sıcaklık koşullarında ise, formasyona asetik veya formik asit pompalanır. Rezervuarların sülfat ve demir içeren karbonat kayalarından oluştuğu durumlarda sülfamik asit kullanımı haklıdır, çünkühidroklorik asit ile reaksiyonları, alçıtaşı veya susuz kalsiyum sülfatın çökelmesine neden olur.

Reaktifin çalışma solüsyonu ticari asit bazlarda hazırlanır ve karayolu veya demiryolu tankerlerinde taşınır, içi dayanıklı emaye, kauçuk veya ebonit kaplama ile boyanır.

Asit tedavisi sadece petrol kuyularında değil, su enjeksiyonlu kuyularda (rezervuar basıncını korumak için) ve artezyen kuyularında da yapılmaktadır. Habeş kuyularında, sığ derinliklerde çalışmak, kuyuları temizlemek için bir kazan ile yapılabilir.

Ana parametreler

Reaktif bileşimi seçimini aşağıdaki faktörler etkiler:

• Kayanın kırılması. Bu göstergenin yüksek bir değeri ile kalınlaştırılmış asitlerin ve köpüklerin kullanılması tavsiye edilir. Bu, oluşumun kapsamını artırmaya yardımcı olur. Asidi kalınlaştırmak için karboksimetilselüloz (CMC) eklenir.
• Mineral süspansiyonlarla alt deliğin kirlenmesi ve gözenekli rezervuarın düşük geçirgenliği. Bu durumda, reaktifin penetrasyonunu iyileştirmek için, kaya ile sınırdaki yüzey geriliminin az altıldığı karbonatlı asitler tercih edilir. Sıvıları havalandırmak için hava, nitrojen, karbondioksit kullanılır.
• Kayaların mineral bileşimi. Kum, kumtaşı ve silttaşından oluşan dikişler kil asidi ile işlenir.
• Dip sıcaklığı. Bu nedenle, sülfamik asit kullanımı, 80 ° C'ye ısıtıldığında su ile % 43 oranında ayrıştığı gerçeğiyle sınırlıdır. 115 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, konsantrehidroklorik asit.

Gerekli asit hacmi formülle hesaplanır ve aşağıdaki faktörlere bağlıdır:

• asitlenmiş oluşum aralığının kalınlığı;
• kaya gözenekliliği;
• işleme derinliği;
• kuyu yarıçapı.

Maksimum enjeksiyon basıncı aşağıdaki kriterlere göre belirlenir:

• amaçlar ve işleme yöntemi;
• üretim kasasının gücü;
• Çalışan ve bitişik oluşum aralığı arasındaki köprünün kalınlığı.

Aside maruz kalma süresi ampirik olarak belirlenir - kuyu başında yer değiştiren çözeltideki konsantrasyonu boru yoluyla ölçülerek. Bu parametrenin ortalama değeri 16-24 saat arasındadır.

Takviyeler

Saf haliyle asitler nadiren kullanılır. Petrol endüstrisinde bunlara katkı maddesi olarak aşağıdaki maddeler kullanılmaktadır:

• korozyon önleyiciler - muhafazaya, borulara ve diğer ekipmanlara zarar gelmesini önlemek için;
• kolektörün gözeneklerini tıkayan jel veya demir hidroksit oluşumunu engelleyen kompleks bileşikler;
• anhidritlerin (sülfatlar) tedavisi için potasyum nitrat;
• reaksiyon ürünlerini çözünmüş halde tutmak için stabilizatörler;
• demir içeren karbonat kayalarının işlenmesi için sitrik veya asetik asit;
• geliştirmek için sürfaktanlar veya yoğunlaştırıcılar (OP-10, OP-7 ve diğerleri)kaya ıslanabilirliği ve reaksiyon ürünlerinin dip deliğinden çıkarılmasını kolaylaştırır.

Hidroklorik asit

HCl kullanarak kuyuları asitleştirirken, optimal konsantrasyonu %10-16'dır. Aşağıdaki nedenlerle daha doymuş çözeltiler kullanılmaz:

• düşük çözünme hızı;
• aşındırıcılıkta artış;
• emülsifiye etme yeteneğinde artış;
• tuzlu oluşum suyu ile karıştırıldığında tuz çökeltisinde artış.

Sülfat içeren kayalar işlenirken, çalışma sıvısına sofra tuzu, potasyum veya magnezyum sülfatlar ve kalsiyum klorürden katkı maddeleri eklenir. İkinci madde ayrıca yükseltilmiş alt delik sıcaklıklarında asit nötralizasyon geciktirici olarak da hizmet eder.

Hidroflorik asit

Florik asit oldukça güçlüdür ve aşağıdaki malzemeleri çözmek için kullanılır:

• karasal oluşumlardaki silikat bileşikleri;
• delme veya kuyu çalışması sırasında emilen kil veya çimento bulamacı;
• dip deliğinde çimento kabuğu.

Tüketimi 1,5 kat daha az olan bu reaktifin yerine Amonyum florür-biflorür de kullanılır.

Basit hidroklorik asit tedavisi

Basit tedaviler tek bir pompa ünitesi ile yapılır. Asit enjekte edilmeden önce, çamur partiküllerini ve diğer kirleticileri önceden uzaklaştırmak için kuyu suyla yıkanır. Alt delikte ve boruda (boruda) parafin veya reçine birikintileri varsa, o zamanyıkama sıvısı olarak organik çözücüler kullanılır - gazyağı, sıvılaştırılmış propan-bütan fraksiyonu ve diğerleri. Tükenmiş alanlarda işleme, iyi temizlenen bir bailer ile yapılabilir.

Ön faaliyetler ayrıca aşağıdaki işlemleri içerir:

• kuyu başında yer altı onarım ünitesinin kurulumu;
• Kuyu içi ekipmanın çıkarılması (kuyuların işletilmesi için);
• tedavi edilen aralığın alt perforasyonlarına inen tüp:
• boru ve çek valf için bağlantı parçalarına sahip kuyu başlığı ekipmanı;
• Tüplü, asit taşıyıcılı, deplasman sıvılı tankerli pompa ünitesi boruları;
• Enjeksiyon boru hatlarının çalışandan 1,5 kat daha yüksek basınç altında hidrotest edilmesi.

Ardından, boru boşluğuna eşit bir hacimde kuyuya asit pompalanır, ardından dairesel valf kapatılır. Daha sonra reaktifin geri kalanı ve yer değiştirme sıvısı enjekte edilir. Üretim kuyularında ham petrol kullanılmaktadır. Asit arıtma işleminin nasıl göründüğünü aşağıdaki resimde görebilirsiniz.

Tam hacmi pompaladıktan sonra, tampon valfini kapatın, pompayı ve diğer ekipmanı ayırın. Asit, çözünme için gerekli süre boyunca kuyuda kalır, ardından kimyasal reaksiyonun ürünleri pompa tarafından geri yıkama ile geri kazanılır.

Aralık teknolojisi

Farklı katmanlara sahip bir petrol ve gaz rezervuarı açarkengeçirgenlik, kuyuların basit bir asit tedavisi, yalnızca en geçirgen tabakayı etkilemesine yol açar. Bu gibi durumlarda aralık teknolojisinin kullanılması tavsiye edilir.

Her katmanı izole etmek için kuyuya 2 paketleyici kurulur. Asit çözeltisinin halka içinden akışı, çimentolanarak engellenir. Rezervuarın seçilen bölümünü işledikten sonra bir sonrakine geçerler.

Asit kırma ve termal asit tedavisi

Yüksek basınç altında kuyuların asit tedavisi, heterojen geçirgenliğe sahip rezervuarların işletilmesi ve geliştirilmesi sırasında gerçekleştirilir. Basit asit banyoları bu gibi durumlarda etkisizdir, çünkü asit iyi geçirgen katmanlarda "yapraklanır", diğer alanlar ise açıkta kalır.

Reaktifin enjeksiyonundan önce, yüksek geçirgenliğe sahip katmanlar, paketleyiciler kullanılarak izole edilir (önceki teknolojiye benzer şekilde). Hazırlık önlemleri, kuyuların basit asit tedavisi şemasına göre gerçekleştirilir. Gövde dizisi, boruya sabitlenmiş bir paketleyici takılarak korunur.

Çalışma reaktifi olarak, hidroklorik asit ve yağ çözeltisinden hazırlanan bir emülsiyon kullanılır. Rezervuara asit enjeksiyonu için Azinmash-30A ünitesinin yerleşimi aşağıdaki şekilde gösterilmektedir.

Bu ünite, yüksek basınçlı üçlü pistonlu yatay pompalarla donatılmıştır. Bazen işleme için 2 pompa istasyonu kullanılırKurulum. Petrol endüstrisi ayrıca KrAZ veya URAL şasisinde üretilen UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32 gibi başka birimler de üretiyor. Ünitelerin tipik yerleşimi, tekerlekli bir arazi şasisi, ana proses ekipmanının monte edildiği bir montaj platformu, yüksek basınç pompaları, bir reaktifin taşınması ve sağlanması için bir tank, basınç ve emmeden oluşan aside dayanıklı bir manifold içerir. boru hatları.

Termal asit tedavisi durumunda, reaksiyon uçları kuyuya indirilir. İç boşlukları talaş veya granül şeklinde magnezyum ile doldurulur ve dış yüzeyde delikli delikler bulunur. Aside maruz kaldığında magnezyum büyük miktarda termal enerji yayar.

Ekipmanın korozyondan korunması

Kuyuların asitle işlenmesinde kullanılan reaktifler metallere göre korozif ortamlardır. St3 çeliğinden yapılmış parçaların 20 °C sıcaklıkta ve %10 HCl konsantrasyonunda korozyon hızı 7 g/(m²∙h) ve 10 karışım için % HCl ve %5 HF – 43 g/(m^{2∙h). Bu nedenle, ekipman metalini korumak için inhibitörler kullanılır:}

• formalin;
• katapin;
• ürotropin;
• I-1-A inhibitörü;
• unicol ve diğerleri.

Asitleme kuyuları için güvenlik

Oluşumu asitleştirirken zehirli ve yanıcı maddeler kullanılır. Sızıntı veya dökülme durumunda büyük hasarlar meydana gelebilir.çevre.

OGPD'nin Baş Mühendisi tarafından bir asit arıtma planı geliştirilmekte ve onaylanmaktadır. Çalışmalar izin ve teknolojik düzenlemelere göre yürütülmektedir. Aşağıdaki güvenlik önlemleri geçerlidir:

• Kimyasalların ve yıkama sıvılarının kalıntıları daha sonra bertaraf edilmek üzere özel kaplarda toplanır.
• Asit buharının konsantrasyonu bir gaz analizörü kullanılarak izlenir.
• Pompalama ekipmanı ve tanklar kuyu başından en az 10 m mesafeye kurulur, araba kabinleri ters yönde bulunur.
• Asit enjeksiyonu sırasında, yalnızca faaliyetleri doğrudan ekipmanın bakımıyla ilgili olan işçiler birimlerin yakınında kalır; diğer tüm kişiler güvenli bir mesafeye uzaklaştırılır.
• Kuvvetli rüzgar, sis ve gece çalışmak yasaktır.
• Boru hatlarında ve proses ekipmanlarında onarım ve montaj çalışmaları sistemdeki basınç serbest kalana kadar yapılmaz.
• Asitlerin etkilerine karşı korunmak için kişisel koruyucu ekipman kullanılır - özel giysiler (kauçuk önlükler, çizmeler), lastik eldivenler, gözlükler, maskeler, gaz maskeleri.

Alanda ayrıca asitleri (kireç, tebeşir, kloramin ve diğerleri) nötralize etmek için acil durum tulumları ve kimyasallar bulunmalıdır. Tüm işletme ve mühendislik personelinin, işletme başkanı tarafından onaylanan bir programa göre güvenlik düzenlemeleri bilgisi için periyodik eğitim ve sertifika almaları gerekmektedir.