การบำบัดกรดในบ่อน้ำ: เทคโนโลยีและอุปกรณ์

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การบำบัดด้วยกรดของบ่อน้ำเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่ใช้ในการพัฒนาบ่อน้ำและการดำเนินงาน วัตถุประสงค์หลักคือการทำความสะอาดก้นหลุมเพื่อกระตุ้นการไหลเข้าของของเหลวในอ่างเก็บน้ำ เทคโนโลยีนี้มีการปรับเปลี่ยนหลายอย่าง ขึ้นอยู่กับโหมดการกระตุ้นอ่างเก็บน้ำและสภาพทางธรณีวิทยา

วัตถุประสงค์และหลักการ

การบำบัดด้วยกรดใช้ในการขุดเจาะ การดำเนินงาน และการบำรุงรักษาโรงงานผลิตน้ำมันเพื่อแก้ไขปัญหาต่อไปนี้:

• การบำบัดบริเวณก้นหลุมระหว่างการพัฒนาบ่อน้ำ (สำหรับการไหลเข้าของของเหลวในอ่างเก็บน้ำหลังจากการก่อสร้างเสร็จสิ้น)
• ทวีความรุนแรง (เดบิตเพิ่มขึ้น);
• ทำความสะอาดตัวกรองและรูก้นจากสิ่งปนเปื้อนที่สะสมระหว่างการทำงาน หลังการฉีดน้ำหรือการซ่อมแซมบ่อน้ำ
• ถอนเงินฝากในสายปลอกและอุปกรณ์ใต้ดินอื่นๆ

กรดที่สูบเข้าไปในหินที่ละลายด้วยแคลเซียม (หินปูน โดโลไมต์ และอื่นๆ) รวมถึงอนุภาคขององค์ประกอบซีเมนต์ที่ยังคงอยู่ที่ก้นหลุมหลังจากทำการประสานวงแหวน

ประเภทการประมวลผล

ในการปฏิบัติการและบำรุงรักษาโรงงานผลิตน้ำมัน การบำบัดด้วยกรดประเภทต่อไปนี้มีความโดดเด่น:

• เมทริกซ์ (การฉีดรีเอเจนต์ภายใต้แรงดัน ซึ่งมีค่าน้อยกว่าการแตกร้าวแบบไฮดรอลิก)
• อาบน้ำกรดในแหล่งกำเนิด (การรักษาง่ายๆ);
• ภายใต้ความกดดันสูง (เกิดการแตกหักของกรดในขณะที่เกิดการแตกหัก);
• ช่วงเวลาการรับแสง;
• รักษากรดด้วยความร้อน

เทคโนโลยีประเภทหลังนี้ใช้ในสถานการณ์ที่รูขุมของอ่างเก็บน้ำในโซนก้นหลุมอุดตันด้วยตะกอนพาราฟิน ทาร์ และไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง

การอาบน้ำด้วยกรดส่วนใหญ่จะดำเนินการในกรณีต่อไปนี้:

• การพัฒนาขั้นต้น (การว่าจ้างบ่อน้ำ);
• ทำความสะอาดตัวกรองที่เปิดอยู่;
• การทำความสะอาดตัวกรองที่ถูกปิดกั้นโดยท่อปลอกหุ้มจากวัสดุที่ละลายได้กรด

ประเภทของน้ำยา

สารพื้นฐานที่ใช้ในการบำบัดกรดในบ่อ ได้แก่ กรดไฮโดรคลอริก HCl และกรดไฮโดรฟลูออริก HF รวมทั้งของผสม (กรดดินเหนียว) กรดอื่น ๆ ที่ใช้น้อยกว่า:

• อะซิติก;
• ซัลฟามิค;
• ant;
• กำมะถัน;
• ผสมกรดอินทรีย์

หากการก่อตัวทางธรณีวิทยาอยู่ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูง กรดอะซิติกหรือกรดฟอร์มิกจะถูกสูบเข้าไปในชั้นหิน การใช้กรดซัลฟามิกนั้นสมเหตุสมผลในกรณีที่อ่างเก็บน้ำประกอบด้วยหินคาร์บอเนตที่มีซัลเฟตและธาตุเหล็กเนื่องจากปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกส่งผลให้เกิดการตกตะกอนของยิปซั่มหรือแคลเซียมซัลเฟตปราศจากน้ำ

สารละลายในการทำงานของรีเอเจนต์เตรียมที่ฐานกรดเชิงพาณิชย์และขนส่งในรถบรรทุกน้ำมันบนถนนหรือราง ทาสีภายในด้วยอีนาเมลต้านทาน ยางหรืออีโบไนต์

การบำบัดด้วยกรดไม่เพียงดำเนินการในบ่อน้ำมัน แต่ยังรวมถึงในบ่อน้ำฉีด (เพื่อรักษาแรงดันในอ่างเก็บน้ำ) เช่นเดียวกับในบ่อบาดาล ทำงานในบ่อน้ำ Abyssinian ที่ระดับความลึกตื้น สามารถทำได้โดยใช้คนช่วยทำความสะอาดบ่อน้ำ

พารามิเตอร์หลัก

ปัจจัยต่อไปนี้มีอิทธิพลต่อการเลือกองค์ประกอบรีเอเจนต์:

• การแตกหักของหิน. ด้วยค่าที่สูงของตัวบ่งชี้นี้ ขอแนะนำให้ใช้กรดและโฟมที่ข้นขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มความครอบคลุมของการก่อตัว คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของกรด
• การปนเปื้อนของรูด้านล่างด้วยสารแขวนลอยแร่และการซึมผ่านของอ่างเก็บน้ำที่มีรูพรุนต่ำ ในกรณีนี้ เพื่อปรับปรุงการแทรกซึมของรีเอเจนต์ ควรใช้กรดคาร์บอเนตซึ่งแรงตึงผิวที่ขอบกับหินจะลดลง อากาศ ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ใช้ในการเติมอากาศของเหลว
• แร่ธาตุของหิน. ตะเข็บที่ประกอบด้วยทราย หินทราย และหินตะกอน บำบัดด้วยกรดดินเหนียว
• อุณหภูมิก้นหลุม. ดังนั้นการใช้กรดซัลฟามิกจึงถูก จำกัด ด้วยความจริงที่ว่าเมื่อถูกความร้อนถึง 80 ° C จะสลายตัวด้วยน้ำ 43% ที่อุณหภูมิสูงกว่า 115 ° C เข้มข้นกรดไฮโดรคลอริก

ปริมาณกรดที่ต้องการคำนวณโดยสูตรและขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

• ความหนาของช่วงการก่อตัวที่เป็นกรด
• หินพรุน;
• ความลึกในการประมวลผล
• รัศมีบ่อ

แรงดันฉีดสูงสุดถูกกำหนดโดยเกณฑ์ต่อไปนี้:

• วัตถุประสงค์และวิธีการดำเนินการ
• ความแรงของปลอกการผลิต;
• ความหนาของสะพานระหว่างช่วงการทำงานและระยะการก่อตัวที่อยู่ติดกัน

ระยะเวลาของการสัมผัสกับกรดจะถูกกำหนดโดยสังเกต - โดยการวัดความเข้มข้นในสารละลายที่ถูกแทนที่ที่หลุมผลิตผ่านท่อ ค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์นี้อยู่ภายใน 16-24 ชั่วโมง

อาหารเสริม

ในรูปแบบบริสุทธิ์ กรดจะไม่ค่อยได้ใช้ สารต่อไปนี้ใช้เป็นสารเติมแต่งในอุตสาหกรรมน้ำมัน:

• สารยับยั้งการกัดกร่อน - เพื่อป้องกันความเสียหายต่อปลอก ท่อ และอุปกรณ์อื่นๆ
• สารประกอบที่ซับซ้อนที่ป้องกันการก่อตัวของเจลหรือไฮดรอกไซด์เหล็กที่อุดตันรูขุมขนของตัวสะสม
• โพแทสเซียมไนเตรตสำหรับบำบัดแอนไฮไดรต์ (ซัลเฟต);
• คงตัวเพื่อให้ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาอยู่ในสถานะละลาย
• กรดซิตริกหรือกรดอะซิติกสำหรับบำบัดหินคาร์บอเนตที่มีธาตุเหล็ก
• สารลดแรงตึงผิวหรือสารเพิ่มความเข้มข้น (OP-10, OP-7 และอื่นๆ) ที่ต้องปรับปรุงความเปียกชื้นของหินและอำนวยความสะดวกในการกำจัดผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาจากก้นหลุม

กรดไฮโดรคลอริก

เมื่อทำให้บ่อน้ำเป็นกรดโดยใช้ HCl ความเข้มข้นที่เหมาะสมที่สุดคือ 10-16% สารละลายอิ่มตัวอื่น ๆ ไม่ได้ใช้ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• อัตราการละลายลดลง
• เพิ่มการกัดกร่อน;
• เพิ่มความสามารถในการทำให้เป็นอิมัลชัน;
• เพิ่มปริมาณน้ำฝนเมื่อผสมกับน้ำที่สร้างเกลือ

เมื่อแปรรูปหินที่มีซัลเฟต สารเติมแต่งจากเกลือแกง โพแทสเซียมหรือแมกนีเซียมซัลเฟต และแคลเซียมคลอไรด์ จะถูกนำเข้าไปในสารทำงาน สารหลังยังทำหน้าที่เป็นตัวหน่วงการทำให้เป็นกลางของกรดที่อุณหภูมิรูด้านล่างสูง

กรดไฮโดรฟลูออริก

กรดฟลูออริกมีศักยภาพสูงและใช้ในการละลายวัสดุต่อไปนี้:

• สารประกอบซิลิเกตในรูปแบบเทอร์ริจีเนียส;
• ดินเหนียวหรือสารละลายซีเมนต์ถูกดูดซับขณะเจาะหรือทำงานดี
• เปลือกซีเมนต์ที่ก้นหลุม

แอมโมเนียมฟลูออไรด์-ไบฟลูออไรด์ยังใช้แทนรีเอเจนต์นี้ด้วย ซึ่งมีการบริโภคน้อยกว่า 1.5 เท่า

การรักษากรดไฮโดรคลอริกอย่างง่าย

ทรีตเมนต์ง่ายๆ ด้วยเครื่องปั๊มเดียว ก่อนฉีดกรด บ่อน้ำจะถูกล้างด้วยน้ำเพื่อขจัดอนุภาคตะกอนและสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ในขั้นต้น หากมีการสะสมของพาราฟินหรือเรซินที่ก้นหลุมและในท่อ (ท่อ) ให้ทำดังนี้ในฐานะที่เป็นของเหลวล้างจะใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ - น้ำมันก๊าดเศษโพรเพน - บิวเทนเหลวและอื่น ๆ การประมวลผลในทุ่งที่หมดแล้วสามารถทำได้ด้วยตัวทำความสะอาดบ่อ

กิจกรรมเบื้องต้นรวมถึงการดำเนินการดังต่อไปนี้:

• ติดตั้งหน่วยซ่อมใต้ดินที่หลุมผลิต;
• การถอดอุปกรณ์ downhole (สำหรับหลุมปฏิบัติการ);
• ท่อลงสู่รูด้านล่างของช่วงการรักษา:
• อุปกรณ์หัวหลุมพร้อมข้อต่อสำหรับวางท่อและเช็ควาล์ว;
• ท่อของหน่วยสูบน้ำพร้อมท่อ, ตัวพากรด, รถบรรทุกแท้งค์พร้อมน้ำมันราง
• ท่อฉีดไฮโดรเทสภายใต้แรงดันที่สูงกว่าท่อทำงาน 1.5 เท่า

ถัดไป กรดจะถูกสูบเข้าไปในบ่อน้ำในปริมาตรเท่ากับโพรงของท่อ หลังจากนั้นวาล์ววงแหวนจะปิด จากนั้นจึงฉีดน้ำยารีเอเจนต์และของไหลแบบดิสเพลสเมนต์ส่วนที่เหลือ น้ำมันลดก๊าซดิบถูกใช้เป็นน้ำมันในหลุมผลิต คุณสามารถดูกระบวนการบำบัดกรดได้ในภาพด้านล่าง

หลังจากสูบน้ำเต็มปริมาตรแล้ว ให้ปิดบัฟเฟอร์วาล์ว ถอดปั๊มและอุปกรณ์อื่นๆ กรดยังคงอยู่ในบ่อน้ำเป็นเวลาที่จำเป็นสำหรับการละลาย หลังจากนั้นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาเคมีจะถูกกู้คืนโดยปั๊มโดยการล้างย้อน

เทคโนโลยีช่วง

เมื่อเปิดถังน้ำมันและก๊าซแบบมีชั้นต่างกันการซึมผ่านการบำบัดด้วยกรดอย่างง่ายของหลุมนำไปสู่ความจริงที่ว่ามันส่งผลกระทบต่อชั้นที่ดูดซึมได้มากที่สุดเท่านั้น ในกรณีเช่นนี้ ขอแนะนำให้ใช้เทคโนโลยีแบบช่วงเวลา

เพื่อแยกแต่ละชั้น มีการติดตั้ง 2 packers ในบ่อน้ำ การไหลของสารละลายกรดผ่านวงแหวนป้องกันได้โดยการประสาน หลังจากประมวลผลส่วนที่เลือกของอ่างเก็บน้ำแล้ว ก็ไปยังส่วนถัดไป

การแตกร้าวของกรดและการรักษากรดด้วยความร้อน

การบำบัดด้วยกรดในบ่อภายใต้ความกดอากาศสูงจะดำเนินการระหว่างการทำงานและการพัฒนาอ่างเก็บน้ำที่มีการซึมผ่านต่างกัน อ่างกรดธรรมดาจะไม่ได้ผลในกรณีเช่นนี้ เนื่องจากกรด "ออก" ในชั้นที่ซึมผ่านได้ดี ในขณะที่ส่วนอื่นๆ ยังคงเปิดออก

ก่อนฉีดรีเอเจนต์ ชั้นที่มีการซึมผ่านสูงจะถูกแยกออกโดยใช้เครื่องแพ็ค (คล้ายกับเทคโนโลยีก่อนหน้า) มาตรการเตรียมการจะดำเนินการตามโครงการบำบัดกรดอย่างง่ายของบ่อน้ำ สตริงปลอกหุ้มได้รับการปกป้องโดยการติดตั้งอุปกรณ์บรรจุหีบห่อแบบยึดบนท่อ

เป็นสารทำงาน ใช้อิมัลชันที่เตรียมจากสารละลายของกรดไฮโดรคลอริกและน้ำมัน เค้าโครงของหน่วย Azinmash-30A สำหรับการฉีดกรดลงในอ่างเก็บน้ำมีลักษณะอย่างไรดังแสดงในรูปด้านล่าง

เครื่องนี้ติดตั้งเครื่องสูบน้ำแนวนอนแบบลูกสูบสามสูบแรงดันสูง บางครั้งใช้สถานีสูบน้ำ 2 สถานีในการประมวลผลการติดตั้ง. อุตสาหกรรมน้ำมันยังผลิตหน่วยอื่นๆ - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32 ซึ่งผลิตบนแชสซี KrAZ หรือ URAL เลย์เอาต์ทั่วไปของยูนิตประกอบด้วยโครงล้อแบบออฟโรด แท่นประกอบที่ติดตั้งอุปกรณ์ในกระบวนการหลัก ปั๊มแรงดันสูง แท็งก์สำหรับขนส่งและจ่ายน้ำยา ท่อร่วมที่ทนต่อกรดซึ่งประกอบด้วยแรงดันและการดูด ไปป์ไลน์

ในกรณีของการบำบัดกรดด้วยความร้อน ทิปปฏิกิริยาจะลดลงในบ่อ ช่องภายในของพวกเขาเต็มไปด้วยแมกนีเซียมในรูปของชิปหรือแกรนูลและพื้นผิวด้านนอกมีรูพรุน เมื่อสัมผัสกับกรด แมกนีเซียมจะปล่อยพลังงานความร้อนออกมาจำนวนมาก

อุปกรณ์ป้องกันการกัดกร่อน

รีเอเจนต์ที่ใช้ในการบำบัดกรดในบ่อน้ำมีสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนเมื่อเทียบกับโลหะ อัตราการกัดกร่อนของชิ้นส่วนที่ทำจากเหล็กกล้า St3 ที่อุณหภูมิ 20 °C และความเข้มข้นของ HCl 10% คือ 7 g/(m²∙h) และสำหรับส่วนผสม 10 % HCl และ 5% HF – 43 g/(m^{2∙h) ดังนั้น สารยับยั้งจึงถูกใช้เพื่อปกป้องโลหะอุปกรณ์:}

• ฟอร์มาลิน;
• catapine;
• urotropine;
• ตัวยับยั้ง I-1-A;
• unicol และอื่นๆ

ความปลอดภัยสำหรับบ่อที่ทำให้เป็นกรด

สารพิษและสารไวไฟถูกใช้เพื่อทำให้กรดเกิดกรด ในกรณีที่มีการรั่วไหลหรือหกสามารถทำความเสียหายได้มากสิ่งแวดล้อม

แผนการบำบัดกรดกำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาและอนุมัติโดยหัวหน้าวิศวกรของ OGPD งานจะดำเนินการตามใบอนุญาตและข้อบังคับทางเทคโนโลยี มีการใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยดังต่อไปนี้:

• เก็บสารเคมีและน้ำยาล้างที่เหลืออยู่ในภาชนะพิเศษเพื่อนำไปกำจัดในภายหลัง
• ตรวจสอบความเข้มข้นของไอกรดโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ
• ติดตั้งอุปกรณ์สูบน้ำและแท็งก์ห่างจากหลุมผลิตอย่างน้อย 10 ม. ห้องโดยสารรถตั้งอยู่ฝั่งตรงข้าม
• ในระหว่างการฉีดกรด เฉพาะคนงานที่มีกิจกรรมที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการบำรุงรักษาอุปกรณ์เท่านั้นที่จะอยู่ใกล้หน่วย บุคคลอื่นๆ ทั้งหมดจะถูกนำออกไปให้อยู่ในระยะที่ปลอดภัย
• ห้ามทำงานในลมแรง หมอก และตอนกลางคืน
• งานซ่อมแซมและติดตั้งท่อและอุปกรณ์ในกระบวนการไม่ถูกดำเนินการจนกว่าแรงดันในระบบจะถูกปล่อยออกมา
• เพื่อป้องกันผลกระทบของกรด มีการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล - เสื้อผ้าพิเศษ (ผ้ากันเปื้อนยาง, รองเท้าบูท), ถุงมือยาง, แว่นตา, หน้ากาก, หน้ากากป้องกันแก๊สพิษ

ภาคสนามควรมีการจัดหาชุดคลุมและสารเคมีในกรณีฉุกเฉินเพื่อทำให้กรดเป็นกลาง (มะนาว ชอล์ก คลอรามีน และอื่นๆ) บุคลากรฝ่ายปฏิบัติการและวิศวกรรมทุกคนต้องได้รับการฝึกอบรมเป็นระยะและรับรองความรู้เกี่ยวกับกฎระเบียบด้านความปลอดภัยตามกำหนดการที่ได้รับอนุมัติจากหัวหน้าองค์กร