Όξινη επεξεργασία φρεατίων: τεχνολογίες και εξοπλισμός

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η επεξεργασία πηγαδιών με οξύ είναι μία από τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη φρεατίων και τη λειτουργία τους. Ο κύριος σκοπός του είναι να καθαρίσει την κάτω τρύπα για να διεγείρει την εισροή του υγρού της δεξαμενής. Υπάρχουν αρκετές τροποποιήσεις αυτής της τεχνολογίας, ανάλογα με τον τρόπο διέγερσης της δεξαμενής και τις γεωλογικές συνθήκες.

Σκοπός και αρχή

Η επεξεργασία με οξύ χρησιμοποιείται στη γεώτρηση, τη λειτουργία και τη συντήρηση εγκαταστάσεων παραγωγής πετρελαίου για την επίλυση των ακόλουθων προβλημάτων:

• επεξεργασία της ζώνης πυθμένα κατά την ανάπτυξη του φρεατίου (για την εισροή του υγρού της δεξαμενής μετά την ολοκλήρωση της κατασκευής του)·
• εντατικοποίηση (αύξηση χρέωσης);
• καθαρισμός του φίλτρου και της κάτω τρύπας από ρύπους που συσσωρεύονται κατά τη λειτουργία, μετά από έγχυση νερού ή επισκευή φρεατίου;
• αφαιρέστε εναποθέσεις σε χορδές περιβλήματος και άλλο υπόγειο εξοπλισμό.

Τα οξέα που αντλούνται στο φρεάτιο διαλύουν πετρώματα που περιέχουν ασβέστιο (ασβεστόλιθο, δολομίτη και άλλα), καθώς και σωματίδια συνθέσεων τσιμέντου που παραμένουν στην κάτω τρύπα μετά την τσιμεντοποίηση του δακτυλίου.

Τύποι επεξεργασίας

Στην πρακτική της λειτουργίας και συντήρησης εγκαταστάσεων παραγωγής πετρελαίου, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι επεξεργασίας με οξύ:

• μήτρα (έγχυση αντιδραστηρίου υπό πίεση, η τιμή του οποίου είναι μικρότερη από την υδραυλική θραύση),
• in-situ όξινα λουτρά (απλή θεραπεία);
• υπό υψηλή πίεση (όξινη θραύση, ενώ συμβαίνει θραύση);
• interval έκθεση;
• θεραπεία με θερμικό οξύ.

Ο τελευταίος τύπος τεχνολογίας χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου οι πόροι της δεξαμενής στη ζώνη πυθμένα είναι φραγμένοι με εναποθέσεις παραφίνης, πίσσα και υδρογονάνθρακες υψηλού μοριακού βάρους.

Τα όξινα λουτρά γίνονται κυρίως στις ακόλουθες περιπτώσεις:

• πρωτογενής ανάπτυξη (θέση σε λειτουργία φρεατίων);
• καθαρισμός ανοιχτών φίλτρων;
• καθαρισμός του μπλοκαρισμένου φίλτρου από σωλήνες περιβλήματος από διαλυτά σε οξύ υλικά.

Τύποι αντιδραστηρίων

Οι βασικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην όξινη επεξεργασία φρεατίων είναι το υδροχλωρικό HCl και τα υδροφθορικά οξέα HF, καθώς και το μείγμα τους (αργιλικό οξύ). Λιγότερο συχνά χρησιμοποιούμενα άλλα οξέα:

• acetic;
• σουλφαμικό;
• μυρμήγκι;
• θειικό;
• μείγματα οργανικών οξέων.

Εάν ο γεωλογικός σχηματισμός βρίσκεται σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας, τότε οξικό ή μυρμηκικό οξύ αντλείται στον σχηματισμό. Η χρήση σουλφαμικού οξέος δικαιολογείται σε περιπτώσεις που οι δεξαμενές αποτελούνται από θειικά και σιδήρου ανθρακικά πετρώματα, καθώςη αντίδρασή τους με το υδροχλωρικό οξύ έχει ως αποτέλεσμα την καθίζηση γύψου ή ανύδρου θειικού ασβεστίου.

Το διάλυμα εργασίας του αντιδραστηρίου παρασκευάζεται σε όξινες βάσεις του εμπορίου και μεταφέρεται σε οδικά ή σιδηροδρομικά βυτιοφόρα, βαμμένα εσωτερικά με ανθεκτική επίστρωση σμάλτου, καουτσούκ ή εβονίτη.

Η επεξεργασία με οξύ πραγματοποιείται όχι μόνο σε πετρελαιοπηγές, αλλά και σε φρεάτια έγχυσης νερού (για τη διατήρηση της πίεσης της δεξαμενής), καθώς και σε αρτεσιανά πηγάδια. Η εργασία σε πηγάδια της Αβησσυνίας, σε ρηχά βάθη, μπορεί να γίνει με δέμα για τον καθαρισμό των φρεατίων.

Κύριες παράμετροι

Οι ακόλουθοι παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή της σύνθεσης του αντιδραστηρίου:

• Ράγμα του βράχου. Με υψηλή τιμή αυτού του δείκτη, συνιστάται η χρήση παχύρρευστων οξέων και αφρού. Αυτό βοηθά στην αύξηση της κάλυψης του σχηματισμού. Για να πυκνώσει το οξύ, προστίθεται καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη (CMC).
• Μόλυνση της κάτω οπής με ορυκτά εναιωρήματα και χαμηλή διαπερατότητα της πορώδους δεξαμενής. Σε αυτή την περίπτωση, για τη βελτίωση της διείσδυσης του αντιδραστηρίου, προτιμώνται τα ανθρακούχα οξέα, στα οποία μειώνεται η επιφανειακή τάση στο όριο με το βράχο. Αέρας, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιούνται για τον αερισμό υγρών.
• Μεταλλική σύνθεση πετρωμάτων. Οι ραφές που αποτελούνται από άμμο, ψαμμίτες και αργιλόλιθους επεξεργάζονται με αργιλικό οξύ.
• Θερμοκρασία κάτω τρύπας. Έτσι, η χρήση του σουλφαμικού οξέος περιορίζεται από το γεγονός ότι όταν θερμαίνεται στους 80 ° C, αποσυντίθεται με νερό κατά 43%. Σε θερμοκρασίες άνω των 115 ° C, συμπυκνωμένουδροχλωρικό οξύ.

Ο απαιτούμενος όγκος οξέος υπολογίζεται από τον τύπο και εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες:

• πάχος του διαστήματος σχηματισμού οξίνισης;
• πορώδες βράχου;
• βάθος επεξεργασίας;
• καλά ακτίνα.

Η μέγιστη πίεση έγχυσης καθορίζεται από τα ακόλουθα κριτήρια:

• σκοποί και μέθοδος επεξεργασίας;
• αντοχή του περιβλήματος παραγωγής;
• πάχος της γέφυρας μεταξύ του διαστήματος εργασίας και του παρακείμενου σχηματισμού.

Η διάρκεια της έκθεσης σε οξύ προσδιορίζεται εμπειρικά - μετρώντας τη συγκέντρωσή του στο διάλυμα που μετατοπίζεται στην κεφαλή του φρεατίου μέσω του σωλήνα. Η μέση τιμή αυτής της παραμέτρου είναι εντός 16-24 ωρών.

Συμπληρώματα

Στην καθαρή του μορφή, τα οξέα χρησιμοποιούνται σπάνια. Οι ακόλουθες ουσίες χρησιμοποιούνται ως πρόσθετα σε αυτές στη βιομηχανία πετρελαίου:

• αναστολείς διάβρωσης - για την αποφυγή ζημιών σε περίβλημα, σωλήνες και άλλο εξοπλισμό,
• συμπλοκοποιητικές ενώσεις που εμποδίζουν το σχηματισμό πηκτής ή υδροξειδίου σιδήρου που φράζει τους πόρους του συλλέκτη.
• νιτρικό κάλιο για την επεξεργασία ανυδριτών (θειικών),
• σταθεροποιητές για τη διατήρηση των προϊόντων αντίδρασης σε διαλυμένη κατάσταση;
• κιτρικό ή οξικό οξύ για την επεξεργασία ανθρακικών πετρωμάτων που περιέχουν σίδηρο;
• επιφανειοδραστικές ουσίες ή ενισχυτές (OP-10, OP-7 και άλλα) για βελτίωσηδιαβρεξιμότητα πετρωμάτων και διευκολύνουν την αφαίρεση των προϊόντων αντίδρασης από την κάτω τρύπα.

Υδροχλωρικό οξύ

Όταν οξινίζονται φρεάτια με χρήση HCl, η βέλτιστη συγκέντρωσή του είναι 10-16%. Δεν χρησιμοποιούνται περισσότερα κορεσμένα διαλύματα για τους ακόλουθους λόγους:

• μειωμένος ρυθμός διάλυσης;
• αύξηση της διαβρωτικότητας;
• αύξηση της ικανότητας γαλακτωματοποίησης;
• αύξηση της καθίζησης αλατιού όταν αναμιγνύεται με αλατούχο νερό σχηματισμού.

Κατά την επεξεργασία πετρωμάτων που περιέχουν θειικά, πρόσθετα από επιτραπέζιο αλάτι, θειικά άλατα καλίου ή μαγνησίου και χλωριούχο ασβέστιο εισάγονται στο υγρό εργασίας. Η τελευταία ουσία χρησιμεύει επίσης ως επιβραδυντής εξουδετέρωσης οξέος σε υψηλές θερμοκρασίες οπών πυθμένα.

Υδροφθορικό οξύ

Το φθορικό οξύ είναι ένα πολύ ισχυρό και χρησιμοποιείται για τη διάλυση των ακόλουθων υλικών:

• πυριτικές ενώσεις σε τερατογενείς σχηματισμούς;
• πολτός αργίλου ή τσιμέντου που απορροφάται κατά τη διάτρηση ή την κατεργασία φρεατίου;
• κρούστα τσιμέντου στην κάτω τρύπα.

Φθοριούχο αμμώνιο-διφθοριούχο χρησιμοποιείται επίσης ως υποκατάστατο αυτού του αντιδραστηρίου, η κατανάλωση του οποίου είναι 1,5 φορές μικρότερη.

Απλή θεραπεία με υδροχλωρικό οξύ

Οι απλές θεραπείες γίνονται με μία μονάδα αντλίας. Πριν από την έγχυση του οξέος, το φρεάτιο ξεπλένεται με νερό για την προκαταρκτική απομάκρυνση των σωματιδίων λάσπης και άλλων ρύπων. Εάν υπάρχουν εναποθέσεις παραφίνης ή ρητινών στην κάτω τρύπα και στη σωλήνωση (σωλήνωση), τότε σεως υγρό έκπλυσης, χρησιμοποιούνται οργανικοί διαλύτες - κηροζίνη, υγροποιημένο κλάσμα προπανίου-βουτανίου και άλλοι. Η επεξεργασία σε εξαντλημένα χωράφια μπορεί να γίνει με ένα δεματοφύλακα καθαρισμού φρεατίων.

Οι προκαταρκτικές δραστηριότητες περιλαμβάνουν επίσης τις ακόλουθες λειτουργίες:

• εγκατάσταση της υπόγειας μονάδας επισκευής στο πηγάδι;
• αφαίρεση εξοπλισμού κάτω οπών (για λειτουργία φρεατίων);
• σωλήνωση καθόδου στις χαμηλότερες διατρήσεις του διαστήματος που έχει υποστεί επεξεργασία:
• εξοπλισμός κεφαλής φρεατίου με εξαρτήματα για σωληνώσεις και βαλβίδα αντεπιστροφής;
• σωλήνωση της μονάδας άντλησης με σωλήνωση, φορέα οξέος, βυτιοφόρα με υγρό εκτόπισης;
• υδροδοκιμή αγωγών έγχυσης υπό πίεση 1,5 φορές υψηλότερη από αυτή που λειτουργεί.

Στη συνέχεια, το οξύ αντλείται στο φρεάτιο σε όγκο ίσο με την κοιλότητα της σωλήνωσης, μετά την οποία η δακτυλιοειδής βαλβίδα κλείνει. Στη συνέχεια εγχέεται το υπόλοιπο του αντιδραστηρίου και το υγρό εκτόπισης. Το ακατέργαστο απαερωμένο πετρέλαιο χρησιμοποιείται ως τελευταίο σε πηγάδια παραγωγής. Μπορείτε να δείτε πώς φαίνεται η διαδικασία επεξεργασίας με οξύ στην παρακάτω εικόνα.

Μετά την άντληση του πλήρους όγκου, κλείστε τη βαλβίδα απομόνωσης, αποσυνδέστε την αντλία και τον άλλο εξοπλισμό. Το οξύ παραμένει στο φρεάτιο για τον απαιτούμενο χρόνο για διάλυση, μετά τον οποίο τα προϊόντα της χημικής αντίδρασης ανακτώνται από την αντλία με αντίστροφη πλύση.

Τεχνολογία διαστήματος

Όταν ανοίγετε μια δεξαμενή πετρελαίου και αερίου με στρώματα με διαφορετικάδιαπερατότητα, μια απλή επεξεργασία με οξύ των φρεατίων οδηγεί στο γεγονός ότι επηρεάζει μόνο το πιο διαπερατό στρώμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, συνιστάται η χρήση της τεχνολογίας διαστημάτων.

Για να απομονωθεί κάθε στρώμα, τοποθετούνται 2 packers στο φρεάτιο. Η ροή του διαλύματος οξέος μέσω του δακτυλίου εμποδίζεται με τσιμεντοποίηση του. Αφού επεξεργαστούν το επιλεγμένο τμήμα της δεξαμενής, προχωρούν στο επόμενο.

Θραύση οξέων και θεραπεία με θερμικό οξύ

Οξινοεπεξεργασία φρεατίων υπό υψηλή πίεση πραγματοποιείται κατά τη λειτουργία και ανάπτυξη δεξαμενών με ετερογενή διαπερατότητα. Τα απλά λουτρά με οξύ είναι αναποτελεσματικά σε τέτοιες περιπτώσεις, επειδή το οξύ «φεύγει» σε καλά διαπερατά στρώματα, ενώ άλλες περιοχές παραμένουν ακάλυπτες.

Πριν από την έγχυση του αντιδραστηρίου, τα στρώματα υψηλής διαπερατότητας απομονώνονται χρησιμοποιώντας συσκευαστές (παρόμοια με την προηγούμενη τεχνολογία). Τα προπαρασκευαστικά μέτρα πραγματοποιούνται σύμφωνα με το σχέδιο της απλής επεξεργασίας με οξύ των φρεατίων. Η χορδή του περιβλήματος προστατεύεται με την εγκατάσταση ενός αγκυρωμένου συσκευαστή στη σωλήνωση.

Ως αντιδραστήριο εργασίας, χρησιμοποιείται ένα γαλάκτωμα που παρασκευάζεται από διάλυμα υδροχλωρικού οξέος και ελαίου. Πώς φαίνεται η διάταξη της μονάδας Azinmash-30A για έγχυση οξέος στη δεξαμενή φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Αυτή η μονάδα είναι εξοπλισμένη με οριζόντιες αντλίες τριπλού εμβόλου υψηλής πίεσης. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται 2 αντλιοστάσια για επεξεργασίαεγκατάσταση. Η βιομηχανία πετρελαίου παράγει επίσης άλλες μονάδες - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, που κατασκευάζονται στο πλαίσιο KrAZ ή URAL. Μια τυπική διάταξη των μονάδων περιλαμβάνει ένα τροχοφόρο πλαίσιο εκτός δρόμου, μια πλατφόρμα συναρμολόγησης στην οποία είναι εγκατεστημένος ο κύριος εξοπλισμός διεργασίας, αντλίες υψηλής πίεσης, μια δεξαμενή για τη μεταφορά και την παροχή αντιδραστηρίου, μια πολλαπλή ανθεκτική στα οξέα που αποτελείται από πίεση και αναρρόφηση αγωγών.

Σε περίπτωση επεξεργασίας με θερμικό οξύ, οι άκρες αντίδρασης κατεβαίνουν στο φρεάτιο. Η εσωτερική τους κοιλότητα είναι γεμάτη με μαγνήσιο με τη μορφή τσιπς ή κόκκων και η εξωτερική επιφάνεια έχει διάτρητες οπές. Όταν εκτίθεται σε οξύ, το μαγνήσιο απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα θερμικής ενέργειας.

Προστασία εξοπλισμού από διάβρωση

Τα αντιδραστήρια που χρησιμοποιούνται στην όξινη επεξεργασία φρεατίων είναι διαβρωτικά περιβάλλοντα σε σχέση με μέταλλα. Ο ρυθμός διάβρωσης των εξαρτημάτων από χάλυβα St3 σε θερμοκρασία 20 °C και συγκέντρωση HCl 10% είναι 7 g/(m²∙h), και για ένα μείγμα 10 % HCl και 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Επομένως, οι αναστολείς χρησιμοποιούνται για την προστασία του μεταλλικού εξοπλισμού:}

• φορμαλίνη;
• καταπίνη;
• ουροτροπίνη;
• I-1-A αναστολέας;
• unicol και άλλοι.

Ασφάλεια για φρεάτια οξίνισης

Τοξικές και εύφλεκτες ουσίες χρησιμοποιούνται κατά την οξίνιση του σχηματισμού. Σε περίπτωση διαρροής ή διαρροής, μπορεί να προκληθεί μεγάλη ζημιάπεριβάλλον.

Ένα σχέδιο επεξεργασίας οξέος αναπτύσσεται και εγκρίνεται από τον Αρχιμηχανικό του OGPD. Οι εργασίες εκτελούνται σύμφωνα με την άδεια και τους τεχνολογικούς κανονισμούς. Ισχύουν τα ακόλουθα μέτρα ασφαλείας:

• Υπολείμματα χημικών ουσιών και υγρών πλυσίματος συλλέγονται σε ειδικά δοχεία για μετέπειτα απόρριψη.
• Η συγκέντρωση των ατμών οξέος παρακολουθείται με χρήση αναλυτή αερίων.
• Ο εξοπλισμός άντλησης και οι δεξαμενές εγκαθίστανται σε απόσταση τουλάχιστον 10 μέτρων από την κεφαλή του φρέατος, οι καμπίνες των αυτοκινήτων βρίσκονται στην αντίθετη κατεύθυνση.
• Κατά τη διάρκεια της έγχυσης οξέων, μόνο εκείνοι οι εργαζόμενοι των οποίων οι δραστηριότητες σχετίζονται άμεσα με τη συντήρηση του εξοπλισμού παραμένουν κοντά στις μονάδες. όλα τα άλλα άτομα απομακρύνονται σε ασφαλή απόσταση.
• Απαγορεύεται η εκτέλεση εργασιών σε ισχυρούς ανέμους, ομίχλη και τη νύχτα.
• Εργασίες επισκευής και εγκατάστασης σε αγωγούς και εξοπλισμό διεργασίας δεν εκτελούνται μέχρι να εκτονωθεί η πίεση στο σύστημα.
• Για την προστασία από τις επιδράσεις των οξέων, χρησιμοποιείται ατομικός προστατευτικός εξοπλισμός - ειδικά ρούχα (λαστιχένιες ποδιές, μπότες), λαστιχένια γάντια, γυαλιά, μάσκες, μάσκες αερίων.

Το χωράφι θα πρέπει επίσης να διαθέτει φόρμες έκτακτης ανάγκης και χημικά για την εξουδετέρωση οξέων (άσβεστος, κιμωλία, χλωραμίνη και άλλα). Όλο το προσωπικό λειτουργίας και μηχανικού απαιτείται να υποβάλλεται σε περιοδική εκπαίδευση και πιστοποίηση για γνώση των κανονισμών ασφαλείας σύμφωνα με χρονοδιάγραμμα εγκεκριμένο από τον επικεφαλής της επιχείρησης.