Kaivojen happokäsittely: teknologiat ja laitteet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Kaivojen happokäsittely on yksi kaivojen ja niiden käytön kehittämisen teknologioista. Sen päätarkoitus on puhdistaa pohjareikä säiliön nesteen sisäänvirtauksen stimuloimiseksi. Tähän tekniikkaan on useita muunnelmia riippuen säiliön stimulaatiotavasta ja geologisista olosuhteista.

Tarkoitus ja periaate

Happokäsittelyä käytetään öljyntuotantolaitosten porauksessa, käytössä ja kunnossapidossa seuraavien ongelmien ratkaisemiseksi:

• pohjareikävyöhykkeen käsittely kaivon kehittämisen aikana (säiliönesteen sisäänvirtausta varten sen rakentamisen jälkeen);
• tehostaminen (veloituksen lisäys);
• suodattimen ja pohjareiän puhdistaminen käytön aikana, veden ruiskutuksen tai kaivon korjauksen jälkeen kerääntyneiltä epäpuhtauksilta;
• poista saostumat kotelojonoista ja muista maanalaisista laitteista.

Kaivoon pumpatut hapot liuottavat kalsiumia sisältäviä kiviä (kalkkikivi, dolomiitti ja muut) sekä sementtikoostumusten hiukkasia, jotka jäävät pohjareikään renkaan sementoinnin jälkeen.

Käsittelytyypit

Öljyntuotantolaitosten käytössä ja kunnossapidossa erotetaan seuraavat happokäsittelytyypit:

• matriisi (paineen alaisen reagenssin ruiskutus, jonka arvo on pienempi kuin hydraulinen murtaminen);
• in situ happokylvyt (yksinkertainen hoito);
• korkeassa paineessa (happomurtuminen, vaikka murtumista tapahtuu);
• intervallivalotus;
• lämpöhappokäsittely.

Jälkimmäistä tekniikkaa käytetään tilanteissa, joissa pohjareikävyöhykkeen säiliöhuokoset ovat tukkeutuneet parafiinijäämistä, tervasta ja korkean molekyylipainon hiilivedyistä.

Happokylvyt suoritetaan pääasiassa seuraavissa tapauksissa:

• ensisijainen kehitys (kaivojen käyttöönotto);
• avoin suodattimien puhdistaminen;
• putkien tukossa olevan suodattimen puhdistaminen happoliukoisista materiaaleista.

Reagenssityypit

Kaivojen happokäsittelyssä käytetyt perusaineet ovat kloorivetyHCl ja fluorivetyhappoja sekä niiden seos (savihappo). Harvemmin käytetyt muut hapot:

• etikka;
• sulfamic;
• muurahainen;
• rikki;
• orgaanisten happojen seokset.

Jos geologinen muodostuma on korkeissa lämpötiloissa, muodostukseen pumpataan etikka- tai muurahaishappoa. Sulfamiinihapon käyttö on perusteltua tapauksissa, joissa säiliöt koostuvat sulfaatti- ja rautapitoisista karbonaattikivistä, koskaniiden reaktio kloorivetyhapon kanssa johtaa kipsin tai vedettömän kalsiumsulfaatin saostumiseen.

Reagenssin työliuos valmistetaan kaupallisilla happoemäksillä ja kuljetetaan maantie- tai rautatiesäiliöaluksissa, jotka on maalattu sisältä kestävällä emali-, kumi- tai eboniittipinnoitteella.

Happokäsittelyä ei suoriteta vain öljykaivoissa, vaan myös veden ruiskutuskaivoissa (säiliöpaineen ylläpitämiseksi) sekä arteesisissa kaivoissa. Työt Abessinian kaivoissa, matalissa syvyyksissä, voidaan tehdä kaivojen puhdistamiseen kaivoilla.

Pääparametrit

Seuraavat tekijät vaikuttavat reagenssikoostumuksen valintaan:

• Kiven murtuminen. Tämän indikaattorin suurella arvolla on suositeltavaa käyttää sakeutettuja happoja ja vaahtoja. Tämä auttaa lisäämään muodostelman peittävyyttä. Hapon sakeuttamiseksi lisätään karboksimetyyliselluloosaa (CMC).
• Pohjareiän kontaminaatio mineraalisuspensioilla ja huokoisen säiliön alhainen läpäisevyys. Tässä tapauksessa reagenssin tunkeutumisen parantamiseksi edullisia ovat hiilihapotetut hapot, joissa pintajännitys kiven rajalla pienenee. Ilmaa, typpeä ja hiilidioksidia käytetään nesteiden ilmastamiseen.
• Kivien mineraalikoostumus. Hiekasta, hiekka- ja aleikivistä koostuvat saumat käsitellään savihapolla.
• Pohjareiän lämpötila. Siten sulfamiinihapon käyttöä rajoittaa se tosiasia, että 80 °C:seen kuumennettaessa se hajoaa veden kanssa 43%. Yli 115 °C:n lämpötiloissa konsentroitusuolahappo.

Tarvittava hapon tilavuus lasketaan kaavalla ja riippuu seuraavista tekijöistä:

• happaman muodostusvälin paksuus;
• kiven huokoisuus;
• käsittelysyvyys;
• kaivon säde.

Enimmäisruiskutuspaine määräytyy seuraavien kriteerien mukaan:

• tarkoitukset ja käsittelytapa;
• tuotantokuoren vahvuus;
• sillan paksuus työ- ja viereisen muodostusvälin välillä.

Hapolle altistumisen kesto määritetään empiirisesti - mittaamalla sen pitoisuus liuoksessa, joka on syrjäytetty kaivonpäässä letkun kautta. Tämän parametrin keskiarvo on 16–24 tunnin sisällä.

Lisäaineet

Puhtaassa muodossaan happoja käytetään harvoin. Seuraavia aineita käytetään niiden lisäaineina öljyteollisuudessa:

• korroosionestoaineet - estämään kotelon, putkien ja muiden laitteiden vaurioitumista;
• kompleksoivat yhdisteet, jotka estävät kerääjän huokoset tukkivan geelin tai rautahydroksidin muodostumisen;
• kaliumnitraatti anhydriittien (sulfaattien) käsittelyyn;
• stabilisaattorit pitämään reaktiotuotteet liuenneina;
• sitruuna- tai etikkahappo rautaa sisältävien karbonaattikivien käsittelyyn;
• pinta-aktiiviset aineet tai tehostimet (OP-10, OP-7 ja muut) parantamaankiven kostuvuus ja helpottaa reaktiotuotteiden poistamista pohjareiästä.

Kloorivetyhappo

Kun happamoitetaan kuoppia HCl:lla, sen optimaalinen pitoisuus on 10-16 %. Kyllästetympiä liuoksia ei käytetä seuraavista syistä:

• alentunut liukenemisnopeus;
• syövyttävyyden lisääntyminen;
• emulgointikyvyn kasvu;
• suolan saostuman lisääntyminen, kun se sekoitetaan suolanmuodostusveteen.

Sulfaattipitoisia kiviä käsiteltäessä työnesteeseen lisätään ruokasuolan lisäaineita, kalium- tai magnesiumsulfaatteja ja kalsiumkloridia. Jälkimmäinen aine toimii myös hapon neutraloinnin hidastajana korkeissa pohjareikien lämpötiloissa.

fluorivetyhappo

Fluorihappo on erittäin voimakas ja sitä käytetään liuottamaan seuraavat materiaalit:

• silikaattiyhdisteet terrigeenisissä muodostelmissa;
• porauksen tai kaivon työstämisen aikana imeytynyt savi- tai sementtiliete;
• sementtikuori pohjareiässä.

Ammoniumfluoridi-bifluoridia käytetään myös tämän reagenssin korvikkeena, jonka kulutus on 1,5 kertaa pienempi.

Yksinkertainen suolahappokäsittely

Yksinkertaiset hoidot tehdään yhdellä pumppuyksiköllä. Ennen hapon ruiskuttamista kaivo huuhdellaan vedellä lietehiukkasten ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi alustavasti. Jos pohjareiässä ja letkussa (letkussa) on parafiini- tai hartsikerrostumia,huuhtelunesteenä käytetään orgaanisia liuottimia - kerosiinia, nesteytettyä propaani-butaanifraktiota ja muita. Käsittely tyhjennetyillä kentillä voidaan tehdä kaivonpuhdistusaineella.

Esitoimintaan kuuluvat myös seuraavat toiminnot:

• maanalaisen korjausyksikön asennus kaivonpäähän;
• kaivonreiän laitteiden poisto (käytäviä kaivoja varten);
• laskeutumisletku käsitellyn välin alemmille rei'ityksille:
• kaivon päälaitteet liittimillä putkistoa ja takaiskuventtiiliä varten;
• pumppuyksikön putkisto letkulla, hapon kantaja, säiliöautot syrjäytysnesteellä;
• hydrotestaa ruiskutusputkistoja 1,5 kertaa korkeammalla paineella kuin toimiva.

Seuraavaksi kaivoon pumpataan happoa putken ontelon suuruisena tilavuutena, minkä jälkeen rengasmainen venttiili suljetaan. Sitten loput reagenssista ja syrjäytysneste ruiskutetaan. Jälkimmäisenä tuotantokaivoissa käytetään raakaöljyä, josta on poistettu kaasut. Voit nähdä, miltä happokäsittelyprosessi näyttää alla olevasta kuvasta.

Kun olet pumpannut täyden tilavuuden, sulje puskuriventtiili, irrota pumppu ja muut laitteet. Happo pysyy kaivossa vaaditun ajan liukenemista varten, minkä jälkeen kemiallisen reaktion tuotteet otetaan t alteen pumpulla vastahuuhtelulla.

Intervallitekniikka

Avatessasi öljy- ja kaasusäiliötä, jossa on erilaisia kerroksialäpäisevyys, yksinkertainen kaivojen happokäsittely johtaa siihen, että se vaikuttaa vain läpäisevimpään kerrokseen. Tällaisissa tapauksissa on suositeltavaa käyttää intervallitekniikkaa.

Jokaisen kerroksen eristämiseksi kaivoon asennetaan 2 pakkaajaa. Happoliuoksen virtaus renkaan läpi estetään sementoimalla se. Kun olet käsitellyt valitun säiliön osan, he jatkavat seuraavaan.

Happomurto ja lämpöhappokäsittely

Korkean paineen alaisen kaivojen happokäsittely suoritetaan heterogeenisen läpäisevyyden omaavien säiliöiden käytön ja kehittämisen aikana. Yksinkertaiset happokylvyt ovat tehottomia tällaisissa tapauksissa, koska happo "lähde" hyvin läpäiseviin kerroksiin, kun taas muut alueet jäävät peittämättömiksi.

Ennen reagenssin ruiskuttamista korkean läpäisevyyden kerrokset eristetään pakkareilla (samanlainen kuin aikaisempi tekniikka). Valmistelevat toimenpiteet suoritetaan kaivojen yksinkertaisen happokäsittelyn kaavion mukaisesti. Kotelonauha on suojattu asentamalla letkuun ankkuroitu tiiviste.

Työreagenssina käytetään kloorivetyhapon ja öljyn liuoksesta valmistettua emulsiota. Alla olevassa kuvassa näkyy, miltä Azinmash-30A-yksikön asettelu hapon ruiskuttamista varten säiliöön näyttää.

Tämä yksikkö on varustettu korkeapaineisilla kolmimäntäisillä vaakasuuntaisilla pumpuilla. Joskus käsittelyyn käytetään 2 pumppuasemaaasennus. Öljyteollisuus tuottaa myös muita yksiköitä - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, jotka on valmistettu KrAZ- tai URAL-alustalle. Tyypillinen yksiköiden sijoittelu sisältää pyörillä varustetun off-road-alustan, kokoonpanoalustan, jolle pääprosessilaitteisto on asennettu, korkeapainepumput, säiliön reagenssin kuljetukseen ja syöttämiseen, haponkestävän jakoputken, joka koostuu paineesta ja imusta. putket.

Lämpöhappokäsittelyssä reaktiokärjet lasketaan kaivoon. Niiden sisäontelo on täytetty magnesiumilla lastujen tai rakeiden muodossa, ja ulkopinnassa on rei'itettyjä reikiä. Altistuessaan hapolle magnesium vapauttaa suuren määrän lämpöenergiaa.

Laitteiden suojaaminen korroosiolta

Kaivojen happokäsittelyssä käytettävät reagenssit ovat metallien suhteen syövyttäviä ympäristöjä. St3-teräksestä valmistettujen osien korroosionopeus 20 °C:n lämpötilassa ja HCl-pitoisuudessa 10 % on 7 g/(m²∙h) ja seoksessa 10 % HCl ja 5 % HF – 43 g/(m^{2∙h). Siksi estäjiä käytetään suojaamaan laitemetallia:}

• formaliini;
• katapiini;
• urotropiini;
• I-1-A:n estäjä;
• unicol ja muut.

Turvallisuus kaivojen happamoinnissa

Myrkyllisiä ja syttyviä aineita käytetään muodostuman happamoituksessa. Vuoto tai läikkyminen voi aiheuttaa suuria vahinkojaympäristö.

Happokäsittelysuunnitelmaa kehitetään ja OGPD:n pääinsinööri hyväksyy. Työt suoritetaan luvan ja teknisten määräysten mukaisesti. Seuraavat turvatoimenpiteet ovat voimassa:

• Kemikaalien jäännökset ja pesunesteet kerätään erikoissäiliöihin myöhempää hävittämistä varten.
• Happohöyryn pitoisuutta seurataan kaasuanalysaattorilla.
• Pumppauslaitteet ja säiliöt asennetaan vähintään 10 m etäisyydelle kaivon päästä, auton ohjaamot sijaitsevat vastakkaiseen suuntaan.
• Hapon ruiskutuksen aikana yksiköiden lähelle jäävät vain ne työntekijät, joiden toiminta liittyy suoraan laitteiden huoltoon; kaikki muut henkilöt siirretään turvalliselle etäisyydelle.
• Töiden suorittaminen kovassa tuulessa, sumussa ja yöllä on kielletty.
• Putkilinjojen ja prosessilaitteiden korjaus- ja asennustöitä ei tehdä ennen kuin järjestelmän paine on vapautettu.
• Suojatakseen happojen vaikutuksilta henkilökohtaisia suojavarusteita - erikoisvaatteita (kumiesiliinat, -saappaat), kumihanskoja, laseja, naamioita, kaasunaamareita.

Kentälle tulee myös olla hätävarasto haalareita ja kemikaaleja happojen neutraloimiseksi (kalkki, liitu, kloramiini ja muut). Kaiken käyttö- ja insinöörihenkilöstön on läpäistävä määräaikaiskoulutus ja todistus turvallisuusmääräysten tuntemisesta yrityksen päällikön hyväksymän aikataulun mukaisesti.