Tractament àcid de pous: tecnologies i equips

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

El tractament àcid dels pous és una de les tecnologies utilitzades en el desenvolupament dels pous i el seu funcionament. El seu objectiu principal és netejar el fons del forat per estimular l'entrada de líquid del dipòsit. Hi ha diverses modificacions d'aquesta tecnologia, depenent del mode d'estimulació del dipòsit i de les condicions geològiques.

Propòsit i principi

El tractament àcid s'utilitza en la perforació, operació i manteniment d'instal·lacions de producció de petroli per resoldre els problemes següents:

• tractament de la zona del fons del forat durant el desenvolupament del pou (per a l'entrada de fluid del dipòsit després de la finalització de la seva construcció);
• intensificació (augment del dèbit);
• netejar el filtre i el fons dels contaminants que s'acumulen durant el funcionament, després de la injecció d'aigua o la reparació del pou;
• elimineu els dipòsits a les cordes de la carcassa i altres equips subterranis.

Els àcids bombejats al pou dissolen les roques que contenen calci (pedra calcària, dolomita i altres), així com partícules de composicions de ciment que romanen al fons del forat després de cimentar l'anell.

Tipus de processament

En la pràctica d'explotació i manteniment d'instal·lacions de producció d'oli, es distingeixen els següents tipus de tractament àcid:

• matrix (injecció d'un reactiu sota pressió, el valor del qual és inferior a la fracturació hidràulica);
• banys àcids in situ (tractament senzill);
• a alta pressió (fractura àcida, mentre es produeix la fractura);
• exposició a intervals;
• tractament tèrmic àcid.

L'últim tipus de tecnologia s'utilitza en situacions en què els porus del dipòsit a la zona del fons del forat estan obstruïts amb dipòsits de parafina, quitrà i hidrocarburs d' alt pes molecular.

Els banys de pou àcid es realitzen principalment en els casos següents:

• desenvolupament principal (comissió de pous);
• neteja de filtres oberts;
• neteja del filtre bloquejat per les canonades de la carcassa de materials solubles en àcids.

Tipus de reactius

Les substàncies bàsiques utilitzades en el tractament àcid dels pous són l'àcid clorhídric i l'àcid fluorhídric HF, així com la seva mescla (àcid d'argila). Altres àcids menys utilitzats:

• acètic;
• sulfàmic;
• ant;
• sulfúric;
• mescles d'àcids orgànics.

Si la formació geològica es troba en condicions d' alta temperatura, llavors l'àcid acètic o fòrmic es bombeja a la formació. L'ús d'àcid sulfàmic està justificat en els casos en què els embassaments estiguin formats per roques carbonatades de sulfat i ferro, ja quela seva reacció amb l'àcid clorhídric dóna lloc a la precipitació de guix o sulfat de calci anhidre.

La solució de treball del reactiu es prepara en bases àcides comercials i es transporta en camions cisterna per carretera o ferrocarril, pintades a l'interior amb revestiment d'esm alt resistent, cautxú o ebonita.

El tractament àcid es realitza no només als pous de petroli, sinó també als pous d'injecció d'aigua (per mantenir la pressió del dipòsit), així com als pous artesians. Els treballs en pous abissinis, a poca profunditat, es poden fer amb un esborrany per netejar els pous.

Paràmetres principals

Els factors següents influeixen en l'elecció de la composició del reactiu:

• Fracturació de la roca. Amb un valor elevat d'aquest indicador, s'aconsella utilitzar àcids espessits i escumes. Això ajuda a augmentar la cobertura de la formació. Per espessir l'àcid, s'afegeix carboximetilcel·lulosa (CMC).
• Contaminació del forat inferior amb suspensions minerals i baixa permeabilitat del dipòsit porós. En aquest cas, per millorar la penetració del reactiu, són preferibles els àcids carbonatats, en els quals es redueix la tensió superficial al límit amb la roca. L'aire, el nitrogen i el diòxid de carboni s'utilitzen per airejar líquids.
• Composició mineral de les roques. Les costures que consisteixen en sorra, gresos i limols es tracten amb àcid argila.
• Temperatura del fons del forat. Així, l'ús de l'àcid sulfàmic està limitat pel fet que quan s'escalfa a 80 ° C, es descompon amb aigua en un 43%. A temperatures superiors a 115 °C, concentratàcid clorhídric.

El volum d'àcid necessari es calcula mitjançant la fórmula i depèn dels factors següents:

• gruix de l'interval de formació acidificat;
• porositat de la roca;
• profunditat de processament;
• radi de pou.

La pressió d'injecció màxima es determina pels criteris següents:

• propòsits i mètode de processament;
• resistència de la carcassa de producció;
• gruix del pont entre el treball i l'interval de formació adjacent.

La durada de l'exposició a l'àcid es determina empíricament, mesurant la seva concentració en la solució desplaçada al cap del pou a través d'un tub. El valor mitjà d'aquest paràmetre és d'entre 16 i 24 hores.

Suplements

En la seva forma pura, els àcids s'utilitzen poques vegades. Les substàncies següents s'utilitzen com a additius a la indústria del petroli:

• inhibidors de corrosió: per evitar danys a la carcassa, tubs i altres equips;
• compostos complexants que impedeixen la formació d'un gel o hidròxid de ferro que obstrueix els porus del col·lector;
• nitrat de potassi per al tractament d'anhidrites (sulfats);
• estabilitzadors per mantenir els productes de reacció en estat dissolt;
• àcid cítric o acètic per al tractament de roques carbonatades de ferro;
• tensioactius o intensificadors (OP-10, OP-7 i altres) per millorarhumectabilitat de la roca i facilitar l'eliminació dels productes de reacció del fons del forat.

Àcid clorhídric

En acidificar pous amb HCl, la seva concentració òptima és del 10-16%. No s'utilitzen solucions més saturades pels motius següents:

• disminució de la taxa de dissolució;
• augment de la corrosivitat;
• augment de la capacitat emulsionant;
• augment de la precipitació de sal quan es barreja amb aigua de formació salina.

Quan es processen roques que contenen sulfat, s'introdueixen al fluid de treball additius de sal de taula, sulfats de potassi o magnesi i clorur de calci. Aquesta darrera substància també serveix com a retardador de neutralització d'àcids a temperatures elevades del forat inferior.

Àcid fluorhídric

L'àcid fluor és molt potent i s'utilitza per dissoldre els materials següents:

• compostos de silicat en formacions terrígenes;
• purina d'argila o ciment absorbida durant la perforació o la reparació del pou;
• escorça de ciment al fons del forat.

El fluorur-bifluorur d'amoni també s'utilitza com a substitut d'aquest reactiu, el consum del qual és 1,5 vegades menor.

Tractament senzill amb àcid clorhídric

Els tractaments senzills es fan amb una sola unitat de bomba. Abans d'injectar àcid, el pou es renta amb aigua per eliminar preliminarment les partícules de fang i altres contaminants. Si hi ha dipòsits de parafina o resines al fons del forat i al tub (tub), llavorscom a líquid de rentat, s'utilitzen dissolvents orgànics: querosè, fracció propà-butà liquat i altres. El processament en camps esgotats es pot fer amb un escàndol de neteja de pous.

Les activitats preliminars també inclouen les operacions següents:

• instal·lació de la unitat de reparació subterrània a la capçalera del pou;
• eliminació d'equips de fons de pou (per operar pous);
• tub de descens a les perforacions inferiors de l'interval tractat:
• equip de cap de pou amb accessoris per a canonades i vàlvules de retenció;
• conductes de la unitat de bombeig amb tubs, transportador d'àcids, camions cisterna amb fluid de desplaçament;
• hidroprova de canonades d'injecció sota pressió 1,5 vegades superior a la de treball.

A continuació, l'àcid es bombeja al pou en un volum igual a la cavitat del tub, després del qual es tanca la vàlvula anular. A continuació, s'injecta la resta del reactiu i el fluid de desplaçament. El petroli cru desgasificat s'utilitza com aquest últim en els pous de producció. Podeu veure com es veu el procés de tractament àcid a la imatge següent.

Després de bombar tot el volum, tanqueu la vàlvula d'amortiment, desconnecteu la bomba i altres equips. L'àcid roman al pou durant el temps necessari per a la dissolució, després del qual els productes de la reacció química són recuperats per la bomba mitjançant rentat a contracor.

Tecnologia d'interval

En obrir un dipòsit de petroli i gas amb capes amb diferentspermeabilitat, un simple tractament àcid dels pous porta al fet que només afecta la capa més permeable. En aquests casos, és recomanable utilitzar la tecnologia d'interval.

Per aïllar cada capa, s'instal·len 2 empaquetadores al pou. El flux de la solució àcida a través de l'anell s'impedeix cimentant-lo. Després de processar la secció seleccionada de l'embassament, passen a la següent.

Fracturació àcida i tractament tèrmic d'àcid

El tractament àcid dels pous a alta pressió es realitza durant l'explotació i desenvolupament de dipòsits amb permeabilitat heterogènia. Els banys àcids simples són ineficaços en aquests casos, perquè l'àcid "surt" en capes ben permeables, mentre que altres àrees romanen descobertes.

Abans de la injecció del reactiu, s'aïllen les capes d' alta permeabilitat mitjançant empacadors (similar a la tecnologia anterior). Les mesures preparatòries es duen a terme segons l'esquema de tractament àcid simple dels pous. La corda de la carcassa es protegeix instal·lant un empaquetador ancorat al tub.

Com a reactiu de treball, s'utilitza una emulsió preparada a partir d'una solució d'àcid clorhídric i oli. A la figura següent es mostra com es veu la disposició de la unitat Azinmash-30A per a la injecció d'àcid al dipòsit.

Aquesta unitat està equipada amb bombes horitzontals d'èmbol triple d' alta pressió. De vegades s'utilitzen 2 estacions de bombeig per al processamentinstal·lació. La indústria petroliera també produeix altres unitats: UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, fabricades al xassís KrAZ o URAL. Un disseny típic de les unitats inclou un xassís tot terreny amb rodes, una plataforma de muntatge en la qual s'instal·la l'equip de procés principal, bombes d' alta pressió, un dipòsit per transportar i subministrar un reactiu, un col·lector resistent a l'àcid format per pressió i succió. canonades.

En cas de tractament amb àcid tèrmic, les puntes de reacció es baixen al pou. La seva cavitat interna està plena de magnesi en forma d'encenalls o grànuls, i la superfície exterior té forats perforats. Quan s'exposa a l'àcid, el magnesi allibera una gran quantitat d'energia tèrmica.

Protecció d'equips de la corrosió

Els reactius utilitzats en el tractament àcid de pous són ambients corrosius pel que fa als metalls. La taxa de corrosió de peces d'acer St3 a una temperatura de 20 °C i una concentració de HCl 10% és de 7 g/(m²∙h), i per a una barreja de 10 % HCl i 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Per tant, els inhibidors s'utilitzen per protegir el metall de l'equip:}

• formalina;
• catapina;
• urotropina;
• Inhibidor I-1-A;
• unicol i altres.

Seguretat per a pous acidificants

S'utilitzen substàncies tòxiques i inflamables en acidificar la formació. En cas de fuga o vessament, es poden fer grans danysmedi ambient.

L'enginyer en cap de l'OGPD està desenvolupant i aprovant un pla de tractament d'àcids. Les obres es realitzen d'acord amb el permís i la normativa tecnològica. S'apliquen les mesures de seguretat següents:

• Les restes de productes químics i líquids de rentat es recullen en contenidors especials per a la seva posterior eliminació.
• La concentració de vapor àcid es controla mitjançant un analitzador de gasos.
• Els equips de bombeig i els dipòsits s'instal·len a una distància d'almenys 10 m de la capçalera del pou, les cabines dels cotxes es troben en sentit contrari.
• Durant la injecció d'àcids només romanen prop de les unitats aquells treballadors les activitats dels quals estiguin directament relacionades amb el manteniment dels equips; totes les altres persones són retirades a una distància segura.
• Està prohibit realitzar treballs amb fort vent, boira i de nit.
• Els treballs de reparació i instal·lació de canonades i equips de procés no es duen a terme fins que s'alliberi la pressió del sistema.
• Per protegir-se dels efectes dels àcids, s'utilitzen equips de protecció personal: roba especial (davantals de goma, botes), guants de goma, ulleres, màscares, màscares de gas.

El camp també hauria de disposar d'un subministrament d'emergència de monos i productes químics per neutralitzar els àcids (calç, guix, cloramina i altres). Tot el personal d'explotació i enginyeria ha de rebre formació i certificació periòdica per conèixer les normes de seguretat segons un calendari aprovat pel cap de l'empresa.