טיפול בחומצה של בארות: טכנולוגיות וציוד

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

טיפול בחומצה של בארות הוא אחת הטכנולוגיות המשמשות בפיתוח בארות והפעלתן. מטרתו העיקרית היא לנקות את החור התחתון כדי לעורר את זרימת נוזל המאגר. ישנם מספר שינויים בטכנולוגיה זו, בהתאם למצב גירוי המאגר ולתנאים הגיאולוגיים.

מטרה ועיקרון

טיפול בחומצה משמש בקידוח, תפעול ותחזוקה של מתקני הפקת נפט כדי לפתור את הבעיות הבאות:

• טיפול באזור החור התחתון במהלך פיתוח הבאר (להזרמת נוזל מאגר לאחר השלמת בנייתו);
• אינטנסיביות (הגדלת חיוב);
• ניקוי המסנן והחור התחתון ממזהמים המצטברים במהלך הפעולה, לאחר הזרקת מים או תיקון באר;
• הסר משקעים במיתרי מעטפת וציוד תת-קרקעי אחר.

חומצות הנשאבות לבאר ממיסות סלעים המכילים סידן (גיר, דולומיט ואחרים), כמו גם חלקיקים של קומפוזיציות מלט שנשארות בבור התחתון לאחר המלט את הטבעת.

סוגי עיבוד

בתרגול של תפעול ותחזוקה של מתקני הפקת נפט, מבדילים בין סוגי הטיפול בחומצה הבאים:

• מטריקס (הזרקת מגיב בלחץ, שערכו נמוך משבירה הידראולית);
• אמבטיות חומצה באתר (טיפול פשוט);
• תחת לחץ גבוה (שבירה חומצית, תוך כדי שבירה);
• חשיפה במרווחים;
• טיפול בחומצה תרמית.

הסוג האחרון של הטכנולוגיה משמש במצבים שבהם נקבוביות המאגר באזור החור התחתון סתומות במרבצי פרפין, זפת ופחמימנים בעלי משקל מולקולרי גבוה.

אמבטיות חומצה מבוצעות בעיקר במקרים הבאים:

• פיתוח ראשוני (הזמנת בארות);
• ניקוי מסננים פתוחים;
• ניקוי המסנן חסום על ידי מעטפת צינורות מחומרים מסיסים בחומצה.

סוגי ריאגנטים

החומרים הבסיסיים המשמשים בטיפול בחומצה של בארות הם HCl הידרוכלורי וחומצות HF הידרופלואוריות, כמו גם תערובת שלהם (חומצת חימר). חומצות אחרות בשימוש פחות נפוץ:

• acetic;
• sulfamic;
• ant;
• sulfuric;
• תערובות של חומצות אורגניות.

אם התצורה הגיאולוגית נמצאת בתנאי טמפרטורה גבוהים, אזי נשאבת חומצה אצטית או פורמית לתצורה. השימוש בחומצה סולפאמית מוצדק במקרים בהם המאגרים מורכבים מסלעי קרבונט נושאי סולפט וברזל, שכןהתגובה שלהם עם חומצה הידרוכלורית גורמת למשקעים של גבס או סידן גופרתי נטול מים.

תמיסת העבודה של המגיב מוכנה בבסיסי חומצה מסחריים ומועברת במכליות כביש או רכבת, צבועה בפנים בציפוי אמייל, גומי או אבוניט עמיד.

טיפול בחומצה מתבצע לא רק בבארות נפט, אלא גם בבארות הזרקת מים (לשמירה על לחץ המאגר), וכן בבארות ארטזיות. עבודה בבארות חבשיות, בעומקים רדודים, יכולה להיעשות עם עזר לניקוי הבארות.

פרמטרים עיקריים

הגורמים הבאים משפיעים על בחירת הרכב המגיב:

• שבירה של הסלע. עם ערך גבוה של אינדיקטור זה, רצוי להשתמש בחומצות ומקצפים מעובים. זה עוזר להגדיל את הכיסוי של המבנה. כדי לעבות את החומצה, מוסיפים קרבוקסימתילצלולוזה (CMC).
• זיהום החור התחתון עם מתלים מינרלים וחדירות נמוכה של המאגר הנקבובי. במקרה זה, כדי לשפר את חדירת המגיב, עדיפות חומצות מוגזות, שבהן מתח הפנים בגבול עם הסלע מופחת. אוויר, חנקן, פחמן דו חמצני משמשים לאוורור נוזלים.
• הרכב מינרלי של סלעים. תפרים המורכבים מחול, אבני חול ואבני סחף מטופלים בחומצת חימר.
• טמפרטורת החור התחתונה. לפיכך, השימוש בחומצה סולפאמית מוגבל על ידי העובדה שכאשר מחומם ל-80 מעלות צלזיוס, היא מתפרקת עם מים ב-43%. בטמפרטורות מעל 115 מעלות צלזיוס, מרוכזחומצה הידרוכלורית.

נפח החומצה הנדרש מחושב לפי הנוסחה ותלוי בגורמים הבאים:

• עובי מרווח היווצרות החומצה;
• נקבוביות סלע;
• עיבוד עומק;
• רדיוס באר.

לחץ ההזרקה המקסימלי נקבע לפי הקריטריונים הבאים:

• מטרות ושיטת עיבוד;
• חוזק מעטפת הייצור;
• עובי הגשר בין מרווח היווצרות העבודה והסמוך.

משך החשיפה לחומצה נקבע באופן אמפירי - על ידי מדידת הריכוז שלה בתמיסה שנעקרה בראש הבאר דרך צינורות. הערך הממוצע של פרמטר זה הוא בתוך 16-24 שעות.

תוספים

בצורתו הטהורה, לעתים נדירות משתמשים בחומצות. החומרים הבאים משמשים כתוספים להם בתעשיית הנפט:

• מעכבי קורוזיה - כדי למנוע נזק למעטפת, צינורות וציוד אחר;
• תרכובות מורכבות המונעות היווצרות ג'ל או ברזל הידרוקסיד שסותם את נקבוביות הקולט;
• אשלגן חנקתי לטיפול באנהידריטים (סולפטים);
• מייצבים לשמירה על תוצרי תגובה במצב מומס;
• חומצה לימון או אצטית לטיפול בסלעי קרבונט נושאי ברזל;
• חומרים פעילי שטח, או מעצימים (OP-10, OP-7 ואחרים) לשיפוריכולת הרטבה בסלע ומקלה על הסרת תוצרי תגובה מהחור התחתון.

חומצה הידרוכלורית

כאשר מחמצת בארות באמצעות HCl, הריכוז האופטימלי שלה הוא 10-16%. לא נעשה שימוש בפתרונות רוויים יותר מהסיבות הבאות:

• הפחתת שיעור הפירוק;
• עלייה בקורוזיביות;
• עלייה ביכולת התחליב;
• עלייה במשקעי מלח בעת ערבוב עם מי היווצרות מלוחים.

בעת עיבוד סלעים המכילים סולפט, תוספים ממלח שולחן, אשלגן או מגנזיום סולפטים וסידן כלורי מוכנסים לנוזל העבודה. החומר האחרון משמש גם כמעכב נטרול חומצה בטמפרטורות גבוהות של חור תחתון.

חומצה הידרופלואורית

חומצה פלואורית היא חזקה מאוד ומשמשת להמסת החומרים הבאים:

• תרכובות סיליקט בתצורות איומות;
• דיסת חימר או מלט שנספגה בזמן קידוח או עיבוד באר;
• קרום מלט בתחתית.

אמוניום פלואוריד-ביפלואוריד משמש גם כתחליף למגיב זה, שצריכתו פחותה פי 1.5.

טיפול פשוט בחומצה הידרוכלורית

טיפולים פשוטים נעשים עם יחידת משאבה אחת. לפני הזרקת חומצה, הבאר נשטפת במים כדי להסיר באופן ראשוני חלקיקי בוצה ומזהמים אחרים. אם יש משקעים של פרפין או שרפים בחור התחתון ובצינור (הצינור), אז פנימהכנוזל שטיפה, משתמשים בממיסים אורגניים - נפט, שבריר פרופאן-בוטאן נוזלי ואחרים. עיבוד בשדות מדוללים יכול להיעשות עם עזר לניקוי באר.

פעילויות מקדימות כוללות גם את הפעולות הבאות:

• התקנה של יחידת התיקון התת-קרקעית בפתח הבאר;
• הסרת ציוד למטה (להפעלת בארות);
• צינורות ירידה לנקבים התחתונים של המרווח המטופל:
• ציוד ראש באר עם אביזרי צנרת ושסתום סימון;
• צנרת של יחידת השאיבה עם צינורות, מוביל חומצה, משאיות טנקים עם נוזל תזוזה;
• בדיקת צינורות הזרקה בלחץ גבוה פי 1.5 מזה העובד.

לאחר מכן, נשאבת חומצה לבאר בנפח השווה לחלל הצינור, ולאחר מכן נסגר השסתום הטבעתי. לאחר מכן מוזרקים את שארית המגיב ונוזל העקירה. נפט גולמי מנוזל משמש כאחרון בבארות הפקה. אתה יכול לראות איך נראה תהליך הטיפול בחומצה בתמונה למטה.

לאחר שאיבת הנפח המלא, סגור את שסתום החיץ, נתק את המשאבה וציוד אחר. החומצה נשארת בבאר במשך הזמן הנדרש לפירוק, ולאחר מכן תוצרי התגובה הכימית משוחזרים על ידי המשאבה על ידי שטיפה לאחור.

טכנולוגיית מרווחים

בעת פתיחת מאגר נפט וגז עם שכבות עם שונותחדירות, טיפול חומצה פשוט של בארות מוביל לעובדה שהוא משפיע רק על השכבה החדירה ביותר. במקרים כאלה, רצוי להשתמש בטכנולוגיית אינטרוולים.

כדי לבודד כל שכבה, מותקנים 2 אורזים בבאר. זרימת התמיסה החומצית דרך הטבעת נמנעת על ידי הצמדתה. לאחר עיבוד החלק הנבחר של המאגר, הם ממשיכים לחלק הבא.

שבירה בחומצה וטיפול בחומצה תרמית

טיפול בחומצה של בארות בלחץ גבוה מתבצע במהלך ההפעלה והפיתוח של מאגרים בעלי חדירות הטרוגנית. אמבטיות חומצה פשוטות אינן יעילות במקרים כאלה, מכיוון שהחומצה "עוזבת" בשכבות חדירות היטב, בעוד שאזורים אחרים נשארים חשופים.

לפני הזרקת המגיב, שכבות חדירות גבוהה מבודדות באמצעות אורזים (בדומה לטכנולוגיה הקודמת). צעדי הכנה מבוצעים על פי תכנית הטיפול בחומצה פשוטה של בארות. מחרוזת המעטפת מוגנת על ידי התקנת פקר מעוגן על הצינור.

כמגיב עבודה, נעשה שימוש באמולסיה שהוכנה מתמיסה של חומצה הידרוכלורית ושמן. איך נראה הפריסה של יחידת Azinmash-30A להזרקת חומצה למאגר מוצג באיור למטה.

יחידה זו מצוידת במשאבות אופקיות של בוכנה משולשת בלחץ גבוה. לפעמים 2 תחנות שאיבה משמשות לעיבודהַתקָנָה. תעשיית הנפט מייצרת גם יחידות נוספות - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, המיוצרות על שלדת KrAZ או URAL. פריסה טיפוסית של היחידות כוללת שלדת שטח עם גלגלים, פלטפורמת הרכבה עליה מותקן ציוד התהליך העיקרי, משאבות בלחץ גבוה, מיכל לשינוע ואספקת מגיב, סעפת עמידה לחומצה המורכבת מלחץ ויניקה. צינורות.

במקרה של טיפול בחומצה תרמית, קצות התגובה יורדים לתוך הבאר. החלל הפנימי שלהם מלא במגנזיום בצורה של שבבים או גרגירים, ועל פני השטח החיצוניים יש חורים מחוררים. בחשיפה לחומצה, מגנזיום משחרר כמות גדולה של אנרגיה תרמית.

הגנה על ציוד מפני קורוזיה

ריאגנטים המשמשים לטיפול בחומצה של בארות הם סביבות קורוזיביות ביחס למתכות. שיעור הקורוזיה של חלקים העשויים מפלדת St3 בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס וריכוז של HCl 10% הוא 7 גרם/(m²∙h), ולתערובת של 10 % HCl ו-5% HF – 43 גרם/(m^{2∙h). לכן, מעכבים משמשים להגנה על מתכת ציוד:}

• formalin;
• catapine;
• urotropine;
• I-1-A inhibitor;
• unicol ואחרים.

בטיחות להחמצת בארות

חומרים רעילים ודליקים משמשים כאשר מחמצת את התצורה. במקרה של נזילה או דליפה, עלול להיגרם נזק רבסביבה.

תוכנית טיפול בחומצה מפתחת ומאושרת על ידי המהנדס הראשי של OGPD. העבודות מתבצעות על פי ההיתר והתקנות הטכנולוגיות. אמצעי האבטחה הבאים חלים:

• שאריות של כימיקלים ונוזלי כביסה נאספים במיכלים מיוחדים לסילוק לאחר מכן.
• ריכוז אדי החומצה מנוטר באמצעות מנתח גז.
• ציוד שאיבה ומיכלים מותקנים במרחק של לפחות 10 מ' מראש הבאר, מוניות המכוניות ממוקמות בכיוון ההפוך.
• במהלך הזרקת חומצות נשארים בקרבת היחידות רק אותם עובדים שפעילותם קשורה ישירות לתחזוקת הציוד; כל שאר האנשים מוסרים למרחק בטוח.
• אסור לבצע עבודות ברוחות חזקות, ערפל ובלילה.
• עבודות תיקון והתקנה של צינורות וציוד תהליך לא מתבצעות עד לשחרור הלחץ במערכת.
• כדי להגן מפני השפעות החומצות, נעשה שימוש בציוד מגן אישי - ביגוד מיוחד (סינרים, מגפיים), כפפות גומי, משקפיים, מסכות, מסכות גז.

לשדה צריך להיות גם אספקת חירום של סרבל וכימיקלים לנטרול חומצות (סיד, גיר, כלורמין ואחרים). כל אנשי ההפעלה וההנדסה נדרשים לעבור הכשרה והסמכה תקופתית להכרת תקנות הבטיחות לפי לוח זמנים שאושר על ידי ראש המיזם.