المعالجة الحمضية للآبار: التقنيات والمعدات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

المعالجة الحمضية للآبار من التقنيات المستخدمة في تطوير الآبار وتشغيلها. والغرض الرئيسي منه هو تنظيف البئر السفلي لتحفيز تدفق سائل الخزان. هناك العديد من التعديلات على هذه التقنية ، حسب وضع تنشيط الخزان والظروف الجيولوجية.

الغرض والمبدأ

تُستخدم المعالجة الحمضية في حفر وتشغيل وصيانة مرافق إنتاج النفط لحل المشاكل التالية:

• معالجة منطقة قاع البئر أثناء تطوير البئر (لتدفق سوائل الخزان بعد الانتهاء من بنائه) ؛
• التكثيف (زيادة الخصم) ؛
• تنظيف المرشح وقاع البئر من الملوثات المتراكمة أثناء التشغيل ، بعد حقن الماء أو إصلاح البئر ؛
• إزالة الرواسب في سلاسل الغلاف وغيرها من المعدات الموجودة تحت الأرض.

الأحماض التي يتم ضخها في البئر تذوب الصخور المحتوية على الكالسيوم (الحجر الجيري والدولوميت وغيرها) ، وكذلك جزيئات التراكيب الأسمنتية التي تبقى في قاع البئر بعد تدعيم الحلقة.

أنواع المعالجة

في ممارسة تشغيل وصيانة مرافق إنتاج النفط ، يتم تمييز الأنواع التالية من المعالجة الحمضية:

• مصفوفة (حقن كاشف تحت ضغط ، قيمته أقل من التكسير الهيدروليكي) ؛
• الحمامات الحمضية في الموقع (علاج بسيط) ؛
• تحت ضغط مرتفع (تكسير الحمض ، بينما يحدث التصدع) ؛
• التعرض الفاصل ؛
• المعالجة الحمضية الحرارية.

يستخدم النوع الأخير من التكنولوجيا في الحالات التي يتم فيها انسداد مسام الخزان في منطقة البئر السفلية برواسب البارافين والقطران والهيدروكربونات عالية الوزن الجزيئي.

يتم تنفيذ حمامات الآبار الحمضية بشكل أساسي في الحالات التالية:

• التطوير الأولي (التكليف بالآبار) ؛
• تنظيف المرشحات المفتوحة ؛
• تنظيف الفلتر المسدود بغلاف الأنابيب من مواد قابلة للذوبان في الحمض.

أنواع الكواشف

المواد الأساسية المستخدمة في المعالجة الحمضية للآبار هي هيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك وحمض الهيدروفلوريك HF ، وكذلك خليطهم (حمض الطين). أحماض أخرى أقل شيوعًا:

• خليك
• سلفاميك ؛
• نملة ؛
• كبريتي
• مخاليط من الأحماض العضوية.

إذا كان التكوين الجيولوجي في ظروف درجات حرارة عالية ، فيتم ضخ حمض الأسيتيك أو حمض الفورميك في التكوين. استخدام حامض السلفاميك له ما يبرره في الحالات التي تتكون فيها الخزانات من صخور كربونية حاملة للكبريتات والحديد ، منذ ذلك الحينتفاعلهم مع حمض الهيدروكلوريك ينتج عنه ترسيب الجبس أو كبريتات الكالسيوم اللامائية.

يتم تحضير محلول الكاشف في قواعد حمض تجارية ويتم نقله في صهاريج الطرق أو السكك الحديدية ، ومطلي بالداخل بطلاء مقاوم للمينا أو المطاط أو الإيبونيت.

يتم إجراء المعالجة الحمضية ليس فقط في آبار النفط ، ولكن أيضًا في آبار حقن المياه (للحفاظ على ضغط الخزان) ، وكذلك في الآبار الارتوازية. العمل في الآبار الحبشية ، على أعماق ضحلة ، ويمكن عمل الناقض لتنظيف الآبار.

المعلمات الرئيسية

العوامل التالية تؤثر على اختيار تركيبة الكاشف:

• تكسير الصخر. مع القيمة العالية لهذا المؤشر ، فمن المستحسن استخدام الأحماض والرغاوي السميكة. هذا يساعد على زيادة تغطية التكوين. لتكثيف الحمض ، يضاف كربوكسي ميثيل سلولوز (CMC).
• تلوث الحفرة السفلية بالمعلقات المعدنية ونفاذية منخفضة للخزان المسامي. في هذه الحالة ، لتحسين تغلغل الكاشف ، يفضل استخدام الأحماض الكربونية ، حيث يتم تقليل التوتر السطحي عند حدود الصخر. يتم استخدام الهواء والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون لتهوية السوائل.
• التكوين المعدني للصخور. يتم معالجة اللحامات المكونة من الرمل والحجر الرملي والأحجار الطينية بحمض الطين.
• درجة حرارة قاع البئر. وبالتالي ، فإن استخدام حمض السلفاميك مقيد بحقيقة أنه عند تسخينه إلى 80 درجة مئوية ، فإنه يتحلل بالماء بنسبة 43 ٪. عند درجات حرارة أعلى من 115 درجة مئوية ، مركزةحمض الهيدروكلوريك

يتم حساب الحجم المطلوب للحمض بواسطة الصيغة ويعتمد على العوامل التالية:

• سماكة فترة التكوين الحمضي
• مسامية الصخور ؛
• عمق المعالجة
• نصف قطر البئر.

يتم تحديد ضغط الحقن الأقصى بالمعايير التالية:

• أغراض وطريقة المعالجة ؛
• قوة غلاف الإنتاج ؛
• سمك الجسر بين فاصل العمل والتكوين المجاور.

يتم تحديد مدة التعرض للحمض بشكل تجريبي - عن طريق قياس تركيزه في المحلول المزاح عند فوهة البئر من خلال الأنابيب. متوسط قيمة هذه المعلمة في غضون 16-24 ساعة.

ملاحق

نادرا ما تستخدم الأحماض في شكلها النقي. تستخدم المواد التالية كمضافات لها في صناعة النفط:

• مثبطات التآكل - لمنع تلف الغلاف والأنابيب وغيرها من المعدات ؛
• مركبات معقدة تمنع تكوين هلام أو هيدروكسيد الحديد الذي يسد مسام المجمع ؛
• نترات البوتاسيوم لمعالجة الأنهيدرات (كبريتات) ؛
• مثبتات للحفاظ على منتجات التفاعل في حالة مذابة ؛
• حامض الستريك أو الخليك لمعالجة صخور الكربونات الحاملة للحديد ؛
• العوامل الخافضة للتوتر السطحي ، أو المكثفات (OP-10 و OP-7 وغيرها) لتحسينهاترطيب الصخور وتسهيل إزالة نواتج التفاعل من قاع البئر.

حمض الهيدروكلوريك

عند تحميض الآبار باستخدام حمض الهيدروكلوريك ، يكون تركيزه الأمثل هو 10-16٪. لا يتم استخدام المزيد من الحلول المشبعة للأسباب التالية:

• انخفض معدل الذوبان ؛
• زيادة في التآكل ؛
• زيادة في القدرة على الاستحلاب ؛
• زيادة في هطول الملح عند مزجه بمياه التكوين المالحة.

عند معالجة الصخور المحتوية على كبريتات ، يتم إدخال إضافات من ملح الطعام ، كبريتات البوتاسيوم أو المغنيسيوم ، وكلوريد الكالسيوم في سائل العمل. تعمل المادة الأخيرة أيضًا كمثبط لمعادلة الأحماض عند درجات حرارة مرتفعة للفتحة السفلية.

حمض الهيدروفلوريك

حمض الفلوريك قوي للغاية ويستخدم في إذابة المواد التالية:

• مركبات سيليكات في التكوينات الأرضية ؛
• الطين أو الملاط الأسمنتي الذي يتم امتصاصه أثناء الحفر أو صيانة الآبار ؛
• قشرة أسمنتية في قاع البئر.

يستخدم فلوريد ثنائي فلوريد الأمونيوم أيضًا كبديل لهذا الكاشف ، الذي يقل استهلاكه 1.5 مرة.

معالجة بسيطة لحمض الهيدروكلوريك

تتم المعالجات البسيطة باستخدام وحدة مضخة واحدة. قبل حقن الحمض ، يتم غسل البئر بالماء لإزالة جزيئات الحمأة والملوثات الأخرى بشكل أولي. إذا كانت هناك رواسب من البارافين أو الراتنجات في قاع البئر وفي الأنبوب (الأنبوب) ، فعندئذ فيكسائل تنظيف ، يتم استخدام المذيبات العضوية - الكيروسين وجزء البروبان - البيوتان المسال وغيرها. يمكن إجراء المعالجة في الحقول المستنفدة باستخدام جهاز تنظيف البئر.

تشمل الأنشطة الأولية أيضًا العمليات التالية:

• تركيب وحدة اصلاح تحت الارض عند فوهة البئر
• إزالة معدات قاع البئر (للآبار العاملة) ؛
• أنبوب نزول إلى الثقوب السفلية للفترة المعالجة:
• معدات فوهة البئر مع تركيبات للأنابيب وصمام فحص ؛
• أنابيب لوحدة الضخ مع الأنابيب ، وناقل الأحماض ، وخزانات السوائل مع سائل الإزاحة ؛
• أنابيب الحقن المائي تحت ضغط 1.5 مرة أعلى من الأنابيب العاملة.

بعد ذلك ، يتم ضخ الحمض في البئر بحجم يساوي تجويف الأنبوب ، وبعد ذلك يتم إغلاق الصمام الحلقي. ثم يتم حقن ما تبقى من الكاشف وسائل الإزاحة. يستخدم الزيت الخام منزوع الغاز باعتباره الأخير في آبار الإنتاج. يمكنك أن ترى كيف تبدو عملية المعالجة الحمضية في الصورة أدناه.

بعد ضخ الحجم الكامل ، أغلق الصمام العازل ، وافصل المضخة والمعدات الأخرى. يبقى الحمض في البئر للمدة المطلوبة للإذابة ، وبعد ذلك يتم استرداد نواتج التفاعل الكيميائي بواسطة المضخة عن طريق الغسيل العكسي.

تقنية الفاصل الزمني

عند فتح خزان نفط وغاز بطبقات مختلفةالنفاذية ، المعالجة الحمضية البسيطة للآبار تؤدي إلى حقيقة أنها تؤثر فقط على الطبقة الأكثر نفاذية. في مثل هذه الحالات ، يُنصح باستخدام تقنية الفاصل الزمني.

لعزل كل طبقة ، يتم تثبيت عبوتين في البئر. يتم منع تدفق المحلول الحمضي عبر الحلقة عن طريق تثبيته. بعد معالجة القسم المحدد من الخزان ، ينتقلون إلى القسم التالي.

التكسير الحمضي والمعالجة الحمضية الحرارية

يتم إجراء المعالجة الحمضية للآبار تحت ضغط مرتفع أثناء تشغيل وتطوير الخزانات بنفاذية غير متجانسة. الحمامات الحمضية البسيطة غير فعالة في مثل هذه الحالات ، لأن الحمض "يترك" في طبقات جيدة النفاذية ، بينما تظل المناطق الأخرى مكشوفة.

قبل حقن الكاشف ، يتم عزل الطبقات عالية النفاذية باستخدام مواد التعبئة (على غرار التقنية السابقة). يتم تنفيذ الإجراءات التحضيرية وفقًا لمخطط المعالجة الحمضية البسيطة للآبار. يتم حماية سلسلة الغلاف عن طريق تثبيت حزمة مثبتة على الأنبوب.

ككاشف عامل ، يتم استخدام مستحلب محضر من محلول حمض الهيدروكلوريك والزيت. كيف يبدو تخطيط وحدة Azinmash-30A لحقن الحمض في الخزان في الشكل أدناه.

هذه الوحدة مجهزة بمضخات أفقية ثلاثية الغطاس عالية الضغط. في بعض الأحيان يتم استخدام محطتي ضخ للمعالجةتثبيت. تنتج صناعة النفط أيضًا وحدات أخرى - UNTs-125x35K ، ANTs-32/50 ، SIN-32 ، المصنعة على هيكل KrAZ أو URAL. يشتمل التصميم النموذجي للوحدات على هيكل بعجلات للطرق الوعرة ، ومنصة تجميع تُركب عليها معدات العملية الرئيسية ، ومضخات الضغط العالي ، وخزان لنقل وتزويد الكاشف ، ومشعب مقاوم للأحماض يتكون من الضغط والشفط خطوط الأنابيب.

في حالة المعالجة بالحمض الحراري ، يتم إنزال أطراف التفاعل في البئر. يمتلئ تجويفها الداخلي بالمغنيسيوم على شكل رقائق أو حبيبات ، والسطح الخارجي به ثقوب مثقبة. عند تعرضه للحمض ، يطلق المغنيسيوم كمية كبيرة من الطاقة الحرارية.

حماية المعدات من التآكل

الكواشف المستخدمة في المعالجة الحمضية للآبار هي بيئات أكالة فيما يتعلق بالمعادن. معدل تآكل الأجزاء المصنوعة من الفولاذ St3 عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وتركيز HCl 10٪ هو 7 جم / (م²∙ ساعة) ، ولمزيج من 10 ٪ HCl و 5 ٪ HF - 43 جم / (م^{2∙ ح). لذلك ، تستخدم المثبطات لحماية معادن المعدات:}

• الفورمالين
• المنجنيق ؛
• يوروتروبين ؛
• I-1-A مثبط ؛
• يونيكول و اخرين

سلامة الآبار

تستخدم المواد السامة والقابلة للاشتعال عند تحمض التكوين. في حالة حدوث تسرب أو انسكاب ، يمكن أن يحدث ضرر كبيرالبيئة

يتم تطوير خطة المعالجة الحمضية والموافقة عليها من قبل كبير المهندسين في OGPD. يتم تنفيذ الأعمال وفقًا للترخيص والأنظمة التكنولوجية. تطبق الإجراءات الأمنية التالية:

• يتم جمع بقايا المواد الكيميائية وسوائل الغسيل في حاويات خاصة للتخلص منها لاحقًا.
• يتم رصد تركيز بخار الحمض باستخدام محلل الغاز.
• تم تركيب معدات الضخ والخزانات على مسافة لا تقل عن 10 أمتار من فوهة البئر ، وتقع كبائن السيارات في الاتجاه المعاكس.
• أثناء حقن الأحماض ، يبقى بالقرب من الوحدات فقط العمال الذين ترتبط أنشطتهم ارتباطًا مباشرًا بصيانة المعدات ؛ يتم إبعاد جميع الأشخاص الآخرين إلى مسافة آمنة.
• يحظر القيام بأعمال في ظل الرياح القوية والضباب والليل.
• لا يتم تنفيذ أعمال الإصلاح والتركيب على خطوط الأنابيب ومعدات العملية حتى يتم تحرير الضغط في النظام.
• للحماية من تأثيرات الأحماض ، يتم استخدام معدات الحماية الشخصية - ملابس خاصة (مآزر مطاطية ، أحذية) ، قفازات مطاطية ، نظارات ، أقنعة ، أقنعة واقية من الغاز.

يجب أن يحتوي الحقل أيضًا على إمدادات طارئة من ملابس العمل والمواد الكيميائية لتحييد الأحماض (الجير والطباشير والكلورامين وغيرها). يُطلب من جميع موظفي التشغيل والهندسة الخضوع لتدريب وشهادة دورية لمعرفة لوائح السلامة وفقًا لجدول زمني معتمد من قبل رئيس المؤسسة.