Қ азақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
Ұңғыманың түб маңы аймағында қышқылды өңдеу
жүктеу/скачать 9,92 Mb.
|
Мұнайды өндірудің техникасы мен технологиясы оқу құралы (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Ингибиторлар
- Интенсификаторлар
- Тұрақтандырғыштар
| 19.3 Ұңғыманың түб маңы аймағында қышқылды өңдеу
Ұңғымалардың өнімділігін арттырудың арзан және қол жетімді әдістерінің бірі ұңғымалардың кенжар маңы аймағын әртүрлі қышқылдармен өңдеу әдісі болып табылады. Қышқылдық өңдеу қышқылдардың кейбір тау жыныстарын еріту қабілетіне негізделген, цементтеуші материал, бұл поралық арналардың кеңеюіне, яғни су өткізгіштіктің ұлғаюына әкеледі. Өнімді қабаттар әртүрлі тау жыныстарымен қалыптасқан болғандықтан, оларды еріту үшін қышқылдар да әртүрлі қолданылады. Мысалы, карбонатты коллекторларды өңдеу үшін тұз қышқылын қолданады. Қысыммен және әртүрлі баяулатқыштармен тұзды қышқылды өңдеу ең тиімді өтеді. Әктас тұз қышқылымен жақсы жауап береді: СаСО3 + 2НСI = СаСI2 +Н2О + СО2, (187) Продукты реакции не выпадают в осадок и хорошо вымываются водой, то же самое происходит с доломитами - СаМg (СО3)2,, СаСI2 и МgСI2 легко вымываются водой. Өнеркәсіпте түрлі нұсқаларда қышқылды өңдеуді пайдаланудың үлкен тәжірибесі жинақталған - қысыммен қышқылды өңдеу, қышқыл ванналарды қолдану, термоқышқылды өңдеу және т.б. қышқылдарға әртүрлі баяулатқыштар, тұрақтандырғыштар қосылады. Кейде карбонатты жыныстар фторсутекті қышқылмен өңделеді: СаСО3 + НF = СаF2+ СО2, (188) Бұл операция кезінде кальций фториді шөгіндіге түседі, сондықтан Ұңғымаларды екі кезеңде өңдеу – бірінші кезеңде әдеттегі тұзды-қышқылды өңдеу, содан кейін балшық қышқылын айдау қажет. Терригендік коллекторлар силикатты заттармен және алюмосиликаттармен ұсынылған, олар тұз қышқылымен іс жүзінде өзара әрекеттеспейді және балқытқыш (фторлы-сутекті) қышқылда жақсы ериді. SiО2 + 4НF = SiF4 + 2Н2О, (189) Балқытқыш қышқылын таза күйінде сирек қолданады, әдетте тұз қышқылы мен балқытқыш қоспасын жасайды. Плавик қышқылының құндылығы-сазды цементтейтін зат пен цемент қабығын жақсы бұзады. Пайда болған кремний қышқылының гелімен күресу үшін 2 % (көлемі бойынша) сірке қышқылын қоспаға қосады. Ұңғыманы қышқылмен өңдеу схемасы суретте көрсетілген. 111. Ұңғыма мұнаймен толтырылған кезде бірінші жағдай. Екіншісі-СКҚ қышқылмен толтырылған. Үшінші және төртінші орын – қышқыл сатылып, қабатқа сатылды. Ұңғымаларды тұз қышқылымен өңдеу өзінің салыстырмалы қарапайымдылығының, арзандығының және оны қолдану үшін жиі кездесетін қолайлы қабаттық жағдайлардың салдарынан кеңінен таралған. Құрамында мұнай бар жыныстарда әктастар, доломиттер немесе карбонатты цементтейтін заттар жиі кездеседі. Тұз қышқылы мұндай жыныстар жақсы ериді, бұл ретте келесі негізгі реакциялар болады. 111-сурет-ұңғыманы қышқылмен өңдеу схемасы При воздействии на известняк , (190) Доломитке әсер еткен кезде , (191) Хлористый кальций (CaCL2) и хлористый магний (MgCL2) - это соли, хорошо растворимые в воде - носителе кислоты, образующейся в результате реакции. Углекислый газ (CO2) также легки удаляется из скважины, либо при соответствующем давлении (свыше 7,6 МПа) растворяется в той же воде. Сандық қатынаста тұз қышқылының әктаспен реакциясы келесідей жазылады: , (192) , (193) Осылайша, әктаспен өзара әрекеттескенде 73 г таза НСL оны толық бейтараптандырғанда 100 г әктас ериді. Бұл ретте 111 г хлорлы кальцийдің еритін тұзы, 18 г су және 44 г көмірқышқыл газы алынады. Осылайша, 1 кг әктас үшін келесі таза НСL-730 санын жұмсау керек. 1 л 15% қышқыл ерітіндісінің құрамында 161,2 г таза НСL бар екені белгілі. Демек, 1 кг әктасты еріту үшін 4,53 л ерітінді қажет. НСL доломитке әсер етудің екінші реакциясына ұқсас 146 г таза НСL 184,3 г доломитпен [CaMg (CO3)2] өзара әрекеттесуі кезінде толық бейтараптандырғанда 111 г хлорлы кальций ерітілген тұзы; 95,3 г MgCL2; 36 г су (Н2О) п 88 г көмірқышқылдары алынады. 1 кг доломитті еріту үшін-4,914 л 15% - дық HCL ерітіндісі қажет. Алайда қышқылда әрдайым қоспалар бар, олар онымен өзара әрекеттескен кезде ерітіндіде ерімейтін бейтараптандырылған қышқыл тұнбаларын түзе алады. Бұл жауын-шашынның қабатта түсуі СҚҚ өткізгіштігін төмендетеді. Мұндай қоспалардың қатарына мыналар жатады. 1. Темір тотығы гидролизінің нәтижесінде түзілетін хлорлы темір (FeCL3). 2. H2SO4 күкірт қышқылы ерітіндіде СаСl2 хлорлы кальциймен өзара әрекеттескен кезде гипс (CaS04×2H2O) түзеді, ол ерітіндіде аз мөлшерде ғана ұсталады. Гипстің негізгі массасы ине кристалдарының талшықты массасы түрінде тұнбаға түседі. 3. Коррозияға қарсы қоспалар ретінде қышқыл ерітіндісіне енгізілетін кейбір реагенттер (мысалы, ПБ-5 ингибиторы). 4. Тұз қышқылын өндірудің кейбір технологиялық схемаларында карбонаттармен әрекеттескен кезде қабатта фторлы кальций (CaF2) және фосфор қышқылды кальций [Са3 (РО4)2] ерімейтін шөгінділер түзеді. Скважиналарды өңдеу үшін әдетте 10 - 15% шегінде таза НСL бар тұз қышқылының ерітіндісі дайындалады, өйткені оның құрамы көп болған кезде бейтараптандырылған ерітінді өте тұтқыр болып шығады, бұл оның қабаттан шығуын қиындатады. НСL 15% ерітіндісінің қату температурасы минус 32,8 °С тең. Ерітіндіні дайындау рецептурасын кәсіптік зертханаларда немесе зерттеу институттарында өңдейді. НСL ерітіндісіне келесі реагенттер қосылады: 1. Ингибиторлар-НСl ерітіндісін тасымалдайтын, айдайтын және сақтайтын жабдыққа қышқылдың коррозиялық әсерін төмендететін заттар. Әдетте тежегіштер ингибитор түріне және оның бастапқы концентрациясына байланысты 1% - ға дейінгі мөлшерде қосылады. Тежегіш ретінде қолданылады: - 7-8 есе коррозиялық белсенділікті төмендететін формалин (0,6%); - уникол-жабысқақ қою қоңыр сұйықтық (мысалы, уникол ПБ-5) (0,25 - 0,5%), коррозиялық белсенділікті 30-42 есе төмендету. Алайда уникод суда ерімегендіктен, бейтараптандырылған (реагирленген) қышқылдан ол тұнбаға түседі, сондықтан оның концентрациясын 0,1% - ға дейін азайтады, бұл коррозиялық белсенділікті тек 15 есеге дейін төмендетеді. Жоғары температура мен қысымдар үшін коррозиялық белсенділікті (t = 87 °С және Р = 38 МПа кезінде) 20 есе төмендететін уротропинмен (0,8%) қоспада И - 1-А (0,4%) ингибитор-реагенті әзірленді. Ингибитор катапин а үздік деп саналады. Жұмыс қышқылды ерітіндінің көлемінен 0,1% мөлшерлеу кезінде ол ерітіндінің коррозиялық белсенділігін 55-65 есе, ал 0,025% кезінде (1 м3 ерітіндіге 0,25 кг) - 45 есе төмендетеді. Алайда, оның қорғаныс қасиеттері жоғары температураларда қатты нашарлайды. Сондықтан t = 80-100 °С кезінде оның дозасы 0,2% уротропин қосылған 0,2% дейін артады. Сонымен қатар, катапин а-жақсы катионоактивті ПАЗ. НСL ерітіндісінің коррозиялық белсенділігін төмендету үшін пайдаланылатын басқа да реагенттер бар. 2. Интенсификаторлар-мұнай шекарасындағы па беттік керілуін 3 - 5 есе төмендететін беттік - белсенді заттар (ПБЗ) - забой маңы аймағын реакция өнімдерінен және күйген қышқылдан тазартуды жылдамдататын және жеңілдететін бейтараптандырылған қышқыл. ПАЗ қосу қышқыл өңдеу тиімділігін арттырады. Катапин а, катамин а, мервелан К (0) сияқты кейбір тежегіштер интенсификаторлардың рөлін бір мезгілде орындайды, өйткені белсенді Павтар болып табылады. Интенсификаторлар ретінде ОП-10, ОП сияқты Паз қолданылады-7, 44 - 11, 44 - 22 және бірқатар басқа. Айдалатын НСL ерітіндісінің бас бөлігіндегі абсорбция нәтижесінде жыныстың бетіндегі ПБЗ жоғалуын ескере отырып, реагенттің концентрациясын шамамен 2 - 3 есе ұлғайтады. 3. Тұрақтандырғыштар-темірмен, цементпен және құмдақпен НСL ерітіндісінің қоспаларының реакциясының кейбір өнімдерін ерітілген күйінде ұстап тұру үшін, сондай-ақ тұз қышқылы ерітіндісінен күкірт қышқылының зиянды қоспасын алып тастау және оны барийдің еритін тұзына айналдыру үшін қажетті заттар , (194) Бұл жағдайда НСL ерітіндісін ұңғымаға айдау алдында хлорлы барий (BaCL2) ерітіндісімен өңдейді. Түзілетін күкіртқышқылды барий (BaSO4) ерітіндіде оңай ұсталады және басқа реакция өнімдерімен бірге сұйық күйінде қабаттың бөлігінен шығарылады. Тұз қышқылы саздармен өзара әрекеттесіп, алюминий тұзын құрайды,ал цемент пен құмтас-шөгіндіге түсетін кремний қышқылының гель. Оны жою үшін тұрақтандырғыштар - сірке суы (СН3СООН) және балқытқыш (HF) (фторсутекті) қышқылдары, сондай-ақ басқа да бірқатар (лимон, шарап және т.б.) қолданылады. 1 - 2% мөлшерінде плавик қышқылын (HF) қосу коллектордың кеуектерін бітейтін кремний қышқылы гелінің пайда болуын ескертеді және цемент қабығының жақсы еруіне ықпал етеді. Сірке қышқылы (СН3СООН) темір мен алюминий тұзын ерітілген күйде ұстап тұрады және жыныспен НСL ерітіндісінің реакциясын баяулатады, бұл НСL концентрацияланған ерітіндісін қабаттың неғұрлым терең бөлігіне айдауға мүмкіндік береді. Қышқылдың жұмыс ерітіндісін орталық кәсіптік қышқылды базаларда немесе ұңғымада сирек дайындайды. Қышқыл дайындау операциясының қатаң тізбегі бар. Компоненттердің нақты рецептуралық құрамын және олардың санын зертханалардағы немесе ҒЗИ-дағы тиісті нұсқаулар немесе есептік кестелер бойынша анықтайды. Жұмыс ерітіндісін дайындау үшін судың есептік мөлшеріне алдымен тежегіш пен тұрақтандырғыш, содан кейін техникалық тұз қышқылы енгізіледі. Араластырғаннан кейін хлорлы барий қосады, хлорлы барий үлпектері жойылғанға дейін қайтадан араластырылады, бұл сынамаларды талдау арқылы бақыланады. Содан кейін интенсификаторды қосады, қайтадан араластырады және одан әрі ерітіндіге күкіртқышқыл барий толық жарықтандырылғанға және тұндырғанға дейін тұндыруға мүмкіндік береді. НСL ерітінділерін арнайы киімнің, резеңке қолғаптардың және көзілдіріктердің болуын көздейтін қауіпсіздік техникасы жөніндегі ережелерді міндетті түрде сақтай отырып дайындайды. Ерекше сақтық шаралары буы улы фторлы сутегі қышқылымен (HF) жұмыс істеу кезінде қажет. Тұз қышқылын гуммирленген темір жол цистерналарында немесе автоцистерналарда тасымалдайды. Кейде темір цистерналарды коррозиядан қорғау үшін олардың ішінде химиялық тұрақты эмальмен (ХСЭ-93) бірнеше қабатқа боялады. Фторсутекті қышқыл 20 литрлік эбонитті ыдыстарда тасымалданады. Карбонатты коллекторларды ашқан Ұңғымаларды тұз қышқылымен өңдеудің бірнеше түрі бар: қышқыл ванналар, қарапайым қышқыл өңдеу және ПЗС қысымымен өңдеу, термоқышқыл өңдеу, гидромониторды саптамалар арқылы қышқыл өңдеу, сериялық пинтервалды қышқыл өңдеу. Қышқыл ванналар бұрғылаудан кейін және игергенде ашық ұңғыма түбіндегі бар барлық ұңғымаларда, забойдың бетін Цемент және сазды қабықтың қалдықтарынан, коррозия өнімдерінен, қат суларынан кальцит бөлінулерінен және т. б. тазарту үшін қолданылады. Қышқыл ерітіндісінің көлемі кенжардан өңделетін аралықтың шатырына дейін ұңғыма көлеміне тең, ал СКҚ башмак, ол арқылы айдалатын (ерітінді қабаттың немесе ұңғыма түбіндегі табанына дейін түсірілуі тиіс. Жоғары концентрациядағы НСL ерітіндісі қолданылады (15-20%), өйткені оны забойға араластыру болмайды. Осы кен орны үшін қышқылды бейтараптандыруға арналған ұстау уақыты пайдаланылған және СКҚ арқылы жер бетіне ығыстырылған ерітіндіде қышқыл концентрациясын өлшеу бойынша тәжірибелік жолмен белгіленеді. Әдетте ұстау уақыты 16-24 сағ. Бірнеше рет өңдеу кезінде әрбір келесі операция үшін ерітіндінің еритін қабілеті айдалатын ерітіндінің көлемін арттыру, қышқыл концентрациясын арттыру есебінен, сондай-ақ айдау жылдамдығын арттыру есебінен ұлғайтылуы тиіс. Ерітіндінің бастапқы концентрациясы - 12 %, максималды-20%. Қарапайым қышқылды өңдеу, әдетте, жоғары температура мен қысымды қолданбай, мұқият жуылған және дайындалған ұңғымада бір сорғы агрегатының көмегімен жүзеге асырылады. СКҚ-да және кенжарда парафинді және шайырлы шөгінділер кезінде оларды ұңғыманы тиісті еріткіштермен: керосинмен, пропан-бутан фракцияларымен және мұнай-химия кәсіпорындарының басқа да тауарлық емес өнімдерімен шаюмен алып тастайды. Ашық кенжарда қышқылмен өңдеу тек қышқыл ваннасынан кейін жүргізіледі. Қышқыл ерітіндісінің есептік көлемін СКҚ-ға құйғаннан кейін СКҚ көлеміне тең көлемде сатылатын сұйықтықты айдайды. Сатылатын сұйықтық ретінде, әдетте, өндіруші ұңғымалар үшін мұнай және айдау ұңғымалары үшін ОП-10 типті ПАЗ қосылған су пайдаланылады. НСL ерітіндісін айдау барысында құбыраралық кеңістіктегі қышқыл деңгейі қабаттың шатырында сақталады. Қышқылдың ұсталу уақыты көптеген факторларға байланысты. Зертханалық тәжірибелер көрсеткендей, қышқыл карбонаттармен өте тез жауап береді, әсіресе кеуекті ортада. Жоғары температура реакцияны тездетеді, демек, забойдағы қышқылдың ұстау уақытын қысқартады. Төмен температурада, ашық кенжарда және өңделетін аралықтың шегінде қышқыл көлемі сақталғанда ұстау 8 - ден 24 сағатқа дейін, қабат температурасы 15 - 30 °С - 2 сағатқа дейін, 30 - 60 °С - 1-1,5 С температурада қабатқа барлық қышқылды қою кезінде жалғасады. Жоғары температураларда ұстау жоспарланбайды,өйткені ұңғыманы пайдалану режиміне ауыстыру қышқылды толық бейтараптандыру үшін қажетті уақыттан артық уақытты талап етеді. Көптеген тәжірибелер мен зерттеулер карбонатты жыныстардағы қышқылдар радиалды біркелкі жұмсалатын арналарды құрмайтынын көрсетті. Әдетте бұл бір немесе бірнеше бағыттарда басым түрде қалыптасатын бұрыс пішіндегі шұңқырлар - түтік тәрізді арналар. Карбонатты цементтеуші заты бар кеуекті коллекторларда (еру ұңғыма оқпанының немесе перфорациялық кеуектердің айналасында біркелкі өтеді. Бірақ әлі де түзілетін еріту арналары дұрыс радиалды жүйеден алыс. Қышқыл ерітіндісінің тұқымға ену тереңдігін арттыруға бастапқы ерітіндіде НСL концентрациясының артуы және айдау жылдамдығы, сондай-ақ реакцияны баяулататын түрлі қоспаларды қолдану арқылы қол жеткізіледі. Бастапқы концентрацияның ұлғаюы - тиімді әдіс жеткіліксіз, өйткені ол металл мен жабдықтың тотығуын тудырады, реакция өнімдерінде ерімейтін жауын-шашынның пайда болуына ықпал етеді. Айдау жылдамдығын арттыру тиімді құрал болып саналады,бірақ ол ұңғыманың жұту қабілеттілігімен және қолданылатын сорғы жабдығының қуаттылығымен шектеледі. Қоспаларды қолдану-тиімді құрал. Баяулату үшін қолданылатын ерітіндідегі сірке қышқылының мөлшерін тұрақтандыру үшін қажеттімен салыстырғанда бірнеше есе ұлғайтады. Осылайша, оның құрамы ерітіндінің жалпы көлемінің 4-5 % болғанда бейтараптандыру жылдамдығы 4-5 есе баяулайды. Бұл ерітінді өз белсенділігін басқа тең жағдайларда 4 - 4,5 есе үлкен қашықтықта (бір өлшемді қозғалыс кезінде) сақтайды. Қысыммен қышқылды өңдеу. Қарапайым тұзды қышқылды өңдеуде (СКО) қышқыл жақсы өткізбейтін қабаттарға еніп, оларды жақсартып және жақсы өткізгіштігін жақсартады. Нашар өткізбейтін қабаттар сіңірілмеген. Қабаттың біртекті емес қабатымен байланысты бұл кемшілікті жою үшін жоғары қысыммен қышқыл өңдеу қолданылады. Бұл ретте анық айқындалған жоғары өткізбейтін қабаттар пакерлермен немесе осы қабаттарға буфердің алдын ала айдалуымен - мұнайдағы қышқыл түріндегі жоғары тұтқыр эмульсиямен оқшауланады. Мұндай тәсілмен қышқыл ерітіндісін кейіннен айдау кезінде қабаттың қышқылдың әсерімен қалыңдығы бойынша қамтылуын едәуір арттыруға болады. СҚО қысым астында әдетте ванна және қарапайым СҚО кейін үшінші операция болып табылады. Алдымен ұңғымада әдеттегі дайындық шаралары жүргізіледі: забой тығындарын, парафинді шөгінділерді жою, суланған қабаттарды оқшаулау немесе забойда ұңғыманың суланған төменгі жағында ауыр сұйықтықты жасау. Әдетте қысым астында СҚО жүргізер алдында өнімді қабат олардың қалыңдығын п сіңіретін қабаттардың орналасқан жерін анықтау үшін зерттеледі. Шегендеу бағанасын қаттың шатырындағы жоғары қысымнан сақтау үшін СКҚ-ға зәкірлі пакер орнатылады. Оқшаулау үшін немесе жоғары өткізбейтін қабаттардың сіңіру қабілетін төмендету үшін қабатқа эмульсия құйылады. Эмульсияны 10 - 12%-дық НСL ерітіндісінің қоспасын және мұнайды орталықтан тепкіш сорғымен бір сыйымдылықтан екінші сыйымдылыққа айдау арқылы дайындайды. Жеңіл мұнайға эмульгирлеуші қасиеттері бар қоспалар, мысалы, қышқыл мазут, қышқыл газойль қосылады. ГрозНИИ аминдер, диаминдиолеат және басқа да заттарды қосуды ұсынады. Эмульсия әдетте НСL ерітіндісінің көлемі бойынша 70% - дан және 30% мұнайдан жасалады. Араластыру тәсілі мен уақытына байланысты әртүрлі тұтқырлықтағы эмульсияларды, тіпті 10 Па-с дейін алуға болады. Өткізілетін қабаттарға айдау үшін мұнай қышқылды тұтқыр эмульсиясының көлемі R айдау радиусы шегіндегі қабаттың пораларының көлемімен, өткізілетін қабаттардың қалыңдығы h және олардың кеуектілігі m формула бойынша анықталады. , (195) Әдетте жоғары өткізбейтін қабаттың 1 м қалыңдығына 1,5-2,5 м3 эмульсия қажет. Жұмыс ерітіндісі қарапайым СҚО-дағы көлемде айдалады. СКҚ және Пакер астындағы кеңістік көлеміндегі Эмульсия ашық құбыр сыртындағы кеңістікте және герметикаланбаған пакерде айдалады. Содан кейін СКҚ-ға түсірілген пакермен сақиналы кеңістікті герметикалайды және қабатқа аз қысымда эмульсияның қалған көлемі айдалады. Эмульсиядан кейін СКҚ ішкі көлеміне тең НСL жұмыс ерітіндісі айдалады, сондай-ақ қалыпты қысым кезінде, ал СКҚ башмак қышқылына жеткенде айдау кенжарда қажетті қысым жасау үшін ең жоғары жылдамдықта жалғасады. НСL жұмыс ерітіндісінен кейін жылдамдық төмендемей, СКҚ көлеміне және Пакер асты кеңістігіне тең көлемде сатылатын сұйықтық айдалады. Толық бейтараптандыруға арналған ерітіндіні ұстау уақыты қарапайым СҚО сияқты. Зәкірі мен СКҚ бар пакерді ұстағаннан кейін алынады және ұңғыма пайдалануға беріледі. жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|