Kaevude happetöötlus: tehnoloogiad ja seadmed

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Kaevude happetöötlus on üks tehnoloogiatest, mida kasutatakse puurkaevude ja nende ekspluatatsiooni arendamisel. Selle põhieesmärk on põhjaava puhastamine, et stimuleerida reservuaari vedeliku sissevoolu. Sellel tehnoloogial on mitu modifikatsiooni, olenev alt reservuaari stimulatsioonirežiimist ja geoloogilistest tingimustest.

Eesmärk ja põhimõte

Happetöötlust kasutatakse naftatootmisrajatiste puurimisel, käitamisel ja hooldamisel järgmiste probleemide lahendamiseks:

• põhjaaugu tsooni töötlemine kaevu arendamise ajal (reservuaari vedeliku sissevooluks pärast selle rajamise lõpetamist);
• intensiivistamine (deebeti suurendamine);
• filtri ja põhjaava puhastamine töö käigus, pärast vee sissepritse või kaevu parandamist kogunevatest saasteainetest;
• eemaldage ümbrisnööridest ja muudest maa-alustest seadmetest jäägid.

Kaevu pumbatud happed lahustavad k altsiumi sisaldavad kivimid (lubjakivi, dolomiit jt), samuti tsemendikompositsioonide osakesed, mis jäävad pärast rõnga tsementeerimist põhjaauku.

Töötlemistüübid

Õlitootmisrajatiste käitamise ja hooldamise praktikas eristatakse järgmisi happetöötluse liike:

• maatriks (rõhu all oleva reaktiivi süstimine, mille väärtus on väiksem kui hüdrauliline purustamine);
• in situ happevannid (lihtne ravi);
• kõrge rõhu all (happemurdumine, samal ajal kui puruneb);
• intervallsäritus;
• termiline happetöötlus.

Viimast tüüpi tehnoloogiat kasutatakse olukordades, kus reservuaari poorid põhjaaugu tsoonis on ummistunud parafiini, tõrva ja suure molekulmassiga süsivesinikega.

Happekaevu vannid tehakse peamiselt järgmistel juhtudel:

• esmane arendus (kaevude kasutuselevõtt);
• avatud filtrite puhastamine;
• torude poolt ummistunud filtri puhastamine happes lahustuvatest materjalidest.

Reaktiivide tüübid

Kaevude happetöötlusel kasutatavad põhiained on vesinikkloriid-HCl ja vesinikfluoriidhapped, samuti nende segu (savihape). Harvemini kasutatavad muud happed:

• äädikhape;
• sulfamic;
• ant;
• väävelhape;
• orgaaniliste hapete segud.

Kui geoloogiline kihistu on kõrge temperatuuri tingimustes, siis pumbatakse kihistusse äädik- või sipelghapet. Sulfamiinhappe kasutamine on õigustatud juhtudel, kui reservuaarid koosnevad sulfaat- ja rauda sisaldavatest karbonaatkivimitest, kunanende reaktsioon vesinikkloriidhappega põhjustab kipsi või veevaba k altsiumsulfaadi sadestamist.

Reaktiivi töölahus valmistatakse kaubanduslikel happelistel alustel ja transporditakse maantee- või raudteetsisternides, seest värvituna vastupidava email-, kummi- või eboniidikattega.

Happega töötlemist ei tehta mitte ainult naftapuuraukudes, vaid ka vee sissepritsekaevudes (reservuaari rõhu säilitamiseks), samuti arteesia kaevudes. Töid Abessiinia kaevudes, madalal sügavusel, saab kaevude puhastamiseks teha treileri abil.

Peamised parameetrid

Reaktiivi koostise valikut mõjutavad järgmised tegurid:

• Kivimi purunemine. Selle indikaatori kõrge väärtuse korral on soovitatav kasutada paksendatud happeid ja vahtu. See aitab suurendada moodustise katvust. Happe paksendamiseks lisatakse karboksümetüültselluloosi (CMC).
• Alumise augu saastumine mineraalsete suspensioonidega ja poorse reservuaari madal läbilaskvus. Sel juhul eelistatakse reaktiivi läbitungivuse parandamiseks karboniseeritud happeid, mille puhul pindpinevus kivimi piiril väheneb. Vedelike õhustamiseks kasutatakse õhku, lämmastikku, süsinikdioksiidi.
• Kivimite mineraalne koostis. Liivast, liivakividest ja aleuriitidest koosnevaid õmblusi töödeldakse savihappega.
• Põhjaaugu temperatuur. Seega piirab sulfamiinhappe kasutamist asjaolu, et 80 ° C-ni kuumutamisel laguneb see veega 43%. Temperatuuril üle 115 ° C, kontsentreeritudvesinikkloriidhape.

Vajalik happe maht arvutatakse valemiga ja see sõltub järgmistest teguritest:

• hapendatud moodustumise intervalli paksus;
• kivi poorsus;
• töötlussügavus;
• kaevu raadius.

Maksimaalne sissepritserõhk määratakse järgmiste kriteeriumide alusel:

• eesmärgid ja töötlemisviis;
• tootmisümbrise tugevus;
• silla paksus töötava ja külgneva moodustamise intervalli vahel.

Happega kokkupuute kestus määratakse empiiriliselt – mõõtes selle kontsentratsiooni lahuses, mis nihutatakse läbi torude kaevupeas. Selle parameetri keskmine väärtus on 16–24 tundi.

Toidulisandid

Puhtal kujul kasutatakse happeid harva. Nende lisandina kasutatakse naftatööstuses järgmisi aineid:

• korrosiooniinhibiitorid – korpuse, torude ja muude seadmete kahjustamise vältimiseks;
• kompleksühendid, mis takistavad geeli või raudhüdroksiidi moodustumist, mis ummistab kollektori poorid;
• kaaliumnitraat anhüdriitide (sulfaatide) töötlemiseks;
• stabilisaatorid reaktsioonisaaduste hoidmiseks lahustunud olekus;
• sidrun- või äädikhape rauda sisaldavate karbonaatkivimite töötlemiseks;
• pindaktiivsed ained või intensiivistajad (OP-10, OP-7 ja teised) parandamisekskivimite märguvus ja hõlbustada reaktsioonisaaduste eemaldamist põhjaaugust.

Soolhape

Kaevude hapestamisel HCl-ga on selle optimaalne kontsentratsioon 10-16%. Rohkem küllastunud lahuseid ei kasutata järgmistel põhjustel:

• vähenenud lahustumiskiirus;
• söövitusvõime suurenemine;
• emulgeerimisvõime suurenemine;
• soolade sademete suurenemine, kui see segatakse soolase moodustumise veega.

Sulfaate sisaldavate kivimite töötlemisel lisatakse töövedelikku lauasoola lisandeid, kaalium- või magneesiumsulfaate ja k altsiumkloriidi. Viimane aine toimib ka happe neutraliseerimise aeglustajana kõrgendatud põhjaava temperatuuridel.

vesinikfluoriidhape

Fluorhape on väga tugev ja seda kasutatakse järgmiste materjalide lahustamiseks:

• silikaatühendid terrigeensetes moodustistes;
• puurimise või kaevu töötlemise ajal imendunud savi- või tsemendipulber;
• tsemendikoorik põhjaaugus.

Selle reaktiivi asendajana kasutatakse ka ammooniumfluoriidbifluoriidi, mille tarbimine on 1,5 korda väiksem.

Lihtne vesinikkloriidhappetöötlus

Lihtsad hooldused tehakse ühe pumbaga. Enne happe süstimist loputatakse kaevu veega, et eelnev alt eemaldada mudaosakesed ja muud saasteained. Kui põhjaaugus ja torus (torustikus) on parafiini või vaikude ladestusi, siisloputusvedelikuna kasutatakse orgaanilisi lahusteid - petrooleumi, veeldatud propaan-butaani fraktsiooni jt. Tühjade väljade töötlemist saab teha kaevupuhastusseadmega.

Eeltegevused hõlmavad ka järgmisi toiminguid:

• maa-aluse remondisõlme paigaldamine kaevupea juurde;
• puuraukude seadmete eemaldamine (kaevude käitamiseks);
• lasketorud töödeldud intervalli alumiste perforatsioonideni:
• kaevupea varustus koos torustiku ja tagasilöögiklapiga;
• pumbaüksuse torustik koos torustikuga, happekandja, paakautod nihkevedelikuga;
• hüdrotestimine sissepritsetorustike surve all, mis on 1,5 korda suurem kui töökorras.

Järgmisena pumbatakse süvendisse hape mahus, mis on võrdne toruõõnsusega, mille järel rõngakujuline ventiil suletakse. Seejärel süstitakse ülejäänud reaktiiv ja tõrjumisvedelik. Viimasena kasutatakse tootmiskaevudes degaseeritud toorõli. Kuidas happetöötlusprotsess välja näeb, näete alloleval pildil.

Pärast täismahu pumpamist sulgege puhverventiil, ühendage lahti pump ja muud seadmed. Hape jääb süvendisse lahustumiseks vajaliku aja, misjärel keemilise reaktsiooni saadused pumbas tagasipesemise teel regenereeritakse.

Intervalltehnoloogia

Nafta- ja gaasimahuti avamisel, mille kihid on erinevadläbilaskvus, toob kaevude lihtne happetöötlus kaasa asjaolu, et see mõjutab ainult kõige läbilaskvamat kihti. Sellistel juhtudel on soovitatav kasutada intervalltehnoloogiat.

Iga kihi isoleerimiseks paigaldatakse kaevu 2 pakkijat. Happelahuse voolamist läbi rõnga välditakse selle tsementeerimisega. Pärast reservuaari valitud osa töötlemist jätkatakse järgmisega.

Happepurustamine ja termiline happetöötlus

Kaevude happetöötlus kõrgsurve all toimub heterogeense läbilaskvusega reservuaaride käitamise ja arendamise käigus. Lihtsad happevannid on sellistel juhtudel ebaefektiivsed, sest hape "lahkub" hästi läbilaskvate kihtidena, samas kui teised alad jäävad katmata.

Enne reaktiivi süstimist isoleeritakse suure läbilaskvusega kihid pakkijate abil (sarnaselt eelmisele tehnoloogiale). Ettevalmistavad meetmed viiakse läbi vastav alt kaevude lihtsa happetöötluse skeemile. Korpuse string on kaitstud torule ankurdatud tihendi paigaldamisega.

Tööreagendina kasutatakse vesinikkloriidhappe ja õli lahusest valmistatud emulsiooni. Kuidas näeb välja reservuaari happe süstimise seadme Azinmash-30A paigutus, on näidatud alloleval joonisel.

See seade on varustatud kõrgsurve kolmekordse kolviga horisontaalpumpadega. Mõnikord kasutatakse töötlemiseks 2 pumbajaamapaigaldus. Õlitööstus toodab ka muid üksusi - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, mis on toodetud KrAZ või URAL šassiil. Seadmete tüüpiline paigutus sisaldab ratastega maastikušassii, montaažiplatvormi, millele on paigaldatud peamised protsessiseadmed, kõrgsurvepumbad, paak reaktiivi transportimiseks ja tarnimiseks, happekindlat kollektorit, mis koosneb rõhust ja imemisest. torujuhtmed.

Termilise happetöötluse korral lastakse reaktsiooniotsad süvendisse. Nende sisemine õõnsus on täidetud magneesiumiga laastude või graanulite kujul ning välispinnal on augulised augud. Happega kokkupuutel vabastab magneesium suurel hulgal soojusenergiat.

Seadmete kaitsmine korrosiooni eest

Kaevude happega töötlemisel kasutatavad reaktiivid on metallide suhtes söövitavad keskkonnad. St3 terasest valmistatud detailide korrosioonikiirus temperatuuril 20 °C ja HCl kontsentratsioonis 10% on 7 g/(m²∙h) ja segus 10 % HCl ja 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Seetõttu kasutatakse seadmete metalli kaitsmiseks inhibiitoreid:}

• formaline;
• katapiin;
• urotropiin;
• I-1-A inhibiitor;
• unicol ja teised.

Kaevude hapestamise ohutus

Mormistise hapestamisel kasutatakse mürgiseid ja tuleohtlikke aineid. Lekke või lekke korral võib tekkida suur kahjukeskkond.

Happetöötluskava töötatakse välja ja selle kinnitab OGPD peainsener. Töid teostatakse vastav alt loale ja tehnoloogilistele eeskirjadele. Kehtivad järgmised turvameetmed:

• Kemikaalide ja pesuvedelike jäägid kogutakse spetsiaalsetesse konteineritesse, et neid edaspidi kõrvaldada.
• Happeauru kontsentratsiooni jälgitakse gaasianalüsaatori abil.
• Pumbaseadmed ja mahutid paigaldatakse kaevupeast vähem alt 10 m kaugusele, autokabiinid asuvad vastassuunas.
• Hapete sissepritse ajal jäävad üksuste lähedusse vaid need töötajad, kelle tegevus on otseselt seotud seadmete hooldusega; kõik teised inimesed eemaldatakse ohutusse kaugusesse.
• Töid on keelatud teha tugeva tuule, udu ja öösel.
• Torujuhtmete ja protsessiseadmete remondi- ja paigaldustöid ei teostata enne, kui rõhk süsteemis on vabastatud.
• Kaitsemaks hapete mõju eest kasutatakse isikukaitsevahendeid - eririietust (kummist põlled, saapad), kummikindaid, prille, maske, gaasimaske.

Väljal peaks olema ka tunkede ja hapete neutraliseerimiseks mõeldud kemikaalide (lubi, kriit, kloramiin jt) hädaabivaru. Kõik operatiiv- ja inseneritöötajad peavad läbima perioodilise koolituse ja läbima ohutuseeskirja tundmise tunnistuse vastav alt ettevõtte juhi kinnitatud ajakavale.