Материал: Особенности применения солянокислотной обработки в Бобровском месторождении

Трехплунжерный насос 5НК-500 установлен на раме за кабиной автомобиля. Клапанная коробка насоса кованая, клапаны тарельчатые, взаимозаменяемые. Объемный всасывающий коллектор гуммирован с внутренней стороны. Детали приводной части насоса смазывают посредством разбрызгивания из масляной ванны, а крейцкопфного узла, плунжера и коренного вала - принудительно от шестеренчатого насоса, смонтированного на крышке подшипника вала силовой передачи и получающего вращение от последнего. Диапазон давлений насоса обеспечивается двумя комплектами плунжеров диаметрами 100 и 120 мм.

Коробку отбора мощности крепят к раздаточной коробке автомобиля; обе коробки находятся в постоянном зацеплении. Управление коробкой отбора мощности осуществляют рукояткой, находящейся в кабине автомобиля, через систему рычагов и тяг. Промежуточная силовая передача состоит из карданного вала, редуктора и зубчатой муфты. Карданный вал соединяет вал коробки отбора мощности с нижним валом редуктора.

Редуктор одноступенчатый с парой цилиндрических косозубых колес. Зубчатая муфта соединяет верхний вал редуктора с валом силовой передачи насоса.

Цистерна вместимостью 6 м³ смонтирована на раме агрегата. Она разделена на два отсека по 3 м³ каждый. Их внутренние стенки гуммированы. Сверху на цистерне имеется дощатый настил, по обеим сторонам которого смонтированы складывающиеся перила. Каждый отсек снабжен зачистным люком, к крышке которого крепят крышку наливной горловины, сапун и трубопровод, подводящий воду от промысловой сети.

Приемные трубы гуммированы и опущены в чашеобразные углубления отсеков.

Отсеки снабжены поплавковыми указателями уровня, которые состоят из поплавка, сваренного из винипластовых труб, направляющей трубы и штока. Направляющая труба металлическая, гуммирована изнутри и снаружи, имеет два продольных паза, в которых скользит поплавок. На штоке нанесены риски с интервалами, соответствующими изменению уровня при отборе каждых 0,5 м³ жидкости.

-автошасси КрАЗ-257Б1А; 2-коробка отбора мощности; 3 - приемный трубопровод; 4-насос 6НК-500; 5-напорный трубопровод; 6-редуктор; 7-приемный трубопровод (из цистерны); 8-цистерна; 9-вспомогательный трубопровод; 10-ящик для инструментов; 11-трубопровод для подвода воды из промысловой сети.

Рисунок 1 - Насосная установка с цистерной УНЦ1-160Х500К

Манифольд установки состоит из приемных и нагнетательных трубопроводов, которые позволяют забирать жидкость (кислоты, воду) из цистерн на автомобиле и прицепе и закачивать ее в скважину; забирать жидкость из любой емкости, расположенной вне установки; заполнять цистерны водой из промысловой сети; перекачивать жидкость из цистерн в любую емкость. В соответствие с рисунком 1 рассмотрим насосную установку с цистерной УНЦ1-160Х500К.

Техническая характеристика установки УНЦ1-160х500К:

Насос 5НК-500:

Диаметр сменных плунжеров, мм                   100; 120

Длина хода плунжера, мм              125

Наибольшее число двойных ходов плунжера

в минуту                      242

Условный диаметр, мм:

приемного коллектора .                100

нагнетательного коллектора                  50

Вместимость заправочная для масла, л          70

Цистерна:

Вместимость, м³                    6

Число отсеков                       2

Вместимость каждого отсека, м³            3

Масса транспортируемой жидкости,

т, не более                             6,5

Для забора жидкости цистерны оборудованы приемными линиями, состоящими из резиновых рукавов и трехходового пробкового крана. Приемная линия цистерны на автомобиле соединена непосредственно с приемным коллектором насоса. Для подсоединения к насосу дополнительной цистерны, а также посторонней емкости агрегат оборудован вспомогательным приемным трубопроводом и резиновым рукавом с быстросоединяющимся наконечником.

Нагнетательная линия установки состоит из предохранительного клапана гвоздевого типа, воздушного колпака с показывающим манометром и датчиком самопишущего манометра, напорной и контрольной линий с двумя секторными кранами диаметром 29 мм. Предохранительный и воздушный клапаны крепят к клапанной коробке насоса со стороны кабины автомобиля, напорную и контрольную линии с кранами - с противоположной стороны.

Для соединения напорной линии с головкой на устье скважины установка снабжена вспомогательным напорным трубопроводом. Он состоит из четырех насосно-компрессорных труб с условным диаметром 50 мм, длиной 4,3 м с быстросоединяющимися наконечниками и четырех гибких шарнирных сочленений. Для заполнения водой из промысловой сети цистерны оборудованы специальными трубопроводами диаметром 50 мм.

Цистерна на прицепе (поставляется по требованию заказчика) разделена на два отсека вместимостью по 3 м³. Внутренние стенки отсеков гуммированы. Оборудование ее такое же, как и у основной цистерны.

Установка АКПП-500

Установка предназначена для транспортирования и нагнетания в скважины жидких сред при солянокислотной обработке призабойной зоны нефтяных и газовых скважин в районах с умеренным климатом. Установка состоит из насоса, цистерны, вспомогательного трубопровода, манифольда и другого оборудования.

Насос трехплунжерный горизонтальный с силовой передачей установлен на раме за кабиной автомобиля. Привод насоса осуществляется от тягового двигателя автомобиля через раздаточную коробку, коробку отбора мощности, карданную передачу и редуктор. Для обеспечения всего диапазона давлений и подач насос укомплектован сменными плунжерами двух типоразмеров.

Цистерна, установленная на раме за насосом, служит для транспортирования соляной кислоты. Она оснащена поплавковым указателем уровня. Внутренняя поверхность цистерны гуммирована.

Манифольд включает в себя всасывающую и нагнетательную линии. На последней расположены предохранительный клапан со срезным стержнем, запорная арматура и манометр.

Кислотовоз КП-6,5

Кислотовоз предназначен для перевозки раствора ингибированной 8÷12 %-ной соляной кислоты и подачи ее на прием насосной установки или в другие резервуары в районах с умеренным климатом. Кислотовоз включает в себя цистерну, центробежный насос, вакуумную систему, манифольд и силовую передачу, смонтированные на автошасси.

Цистерна - гуммированная, разделена на два отсека по 3 м³ каждый, оснащена поплавковым указателем уровня.

Центробежный насос приводится от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощности, карданную передачу и редуктор.

Вакуумная система, состоящая из газоструйного эжектора, вакуумного клапана, а также механизмов управления, предназначена для заполнения насоса перекачиваемой жидкостью перед началом работы.

При отсутствии специальных кислотных агрегатов в некоторых случаях скважины обрабатывают при помощи обычных передвижных насосных или промывочных агрегатов с последующей тщательной промывкой водой гидравлической части насосов.

Устьевое оборудование

При солянокислотной обработки пласта и других технологических операциях устье скважины оборудуют специальной арматурой, которая носит название арматура устья скважины универсальная типов 2АУ-70 и 2АУ-70СУ. Этой арматурой можно пользоваться также при гидропескоструйной перфорации и цементировании скважин. Арматура устья состоит из крестовины с патрубком диаметром 80 мм, устьевой головки с сальником, пробковых кранов и других элементов. У крестовины имеются три горизонтальных отвода, к двум из которых через пробковые краны присоединяют напорные линии от насосных агрегатов. На крестовине установлен манометр с разделителем, заполненным маслом. Устьевая головка имеет четыре отвода. Три отвода с пробковыми кранами, а к четвертому крану присоединены манометр и предохранительный клапан гвоздевого типа. На нижнем конце головки нарезана резьба для присоединения к эксплуатационной колонне диаметром 168 мм. К колонне другого размера головку присоединяют при помощи переводника или фланца. Арматура может присоединяться к подъемным трубам диаметрами 73 и 89 мм. Отводы арматуры имеют гибкие соединения.

Арматура устья укомплектована проходными кранами с цилиндрическими пробками, легко управляемыми при любом давлении.

Техническая характеристика устьевого оборудования:

Трубная головка:

Рабочее давление, МПа                                    70

Число присоединительных линий                             2

Условный проход присоединяемых линий, мм                 50

Устьевая головка:

Рабочее давление, МПа                                    32

Число присоединяемых линий                         2

Условный проход присоединяемых линий, мм                 50

Пробковые краны:

Условный проход линии, мм:

нагнетательной                              50

контрольной (с зубчатым сектором)                        25

Габаритные размеры арматуры устья, мм 1828х1695х1532

Масса арматуры в сборе, кг                            500

В соответствие с рисунком 2 рассмотрим арматуру устья 2АУ-70

-манометр; 2-трубная головка; 3-пробковые краны; 4- устьевая головка.

Рисунок 2 - Арматура устья 2АУ-70

2.4 Сущность соляно-кислотной обработки. Применение химических реагентов

Солянокислотная обработка может применяться в скважинах, эксплуатирующих карбонатные, трещинно-поровые пласты любой толщины. Объектами обработок могут быть некачественно освоенные (после бурения или капитального ремонта) скважины и скважины, существенно снизившие дебит в процессе эксплуатации. Обработки назначаются по определению текущего и потенциального коэффициентов продуктивности.

Для проведения солянокислотной обработки нагнетательных скважин следует выбирать скважины, которые должны удовлетворять следующим требованиям:

а) проницаемость вскрытых пластов - 300÷600 мД

б) приемистость скважины более 500 м³ /сутки и со временем снижения до 100 м³ /сут и ниже;

в) скважина должна изливать;

г) устьевая арматура и эксплуатационная колонна должны быть герметичными.

Солянокислотная обработка призабойных зон скважин предназначена для очистки поверхности забоев (фильтровой части) скважин и увеличения проницаемости призабойной зоны пласта в целях увеличения дебита добывающих или приемистости нагнетательных скважин, сокращения сроков их освоения.

Солянокислотная обработка основана на способности растворения карбонатных пород (известняков и доломитов) соляной кислотой в результате химических реакций, протекающих при взаимодействии соляной кислоты с породами следующим образом.

Продукты реакции соляной кислоты с карбонатами - двухлористый кальций (СаСl₂) и двухлористый магний (MgCl₂) хорошо растворяются в воде. Эти продукты вместе с остатками прореагировавшей кислоты извлекаются на поверхность при промывке скважины. Углекислый газ (СО₂) в зависимости от давления выделяется в виде свободного газа или растворяется. В результате реакции соляной кислоты с карбонатными породами и вымыванием продуктов реакции в призабойной зоне пласта образуют поровые каналы большого сечения, что ведет к увеличению проницаемости призабойной зоны пласта, а следовательно, и производительности (приемистости) скважин.

Эффективность солянокислотлых обработок скважин зависит от концентрации кислоты, ее количества, давления при обработке, температуры на забое, характера пород и других факторов. Для проведения кислотных обработок объем, и концентрация раствора кислоты планируются для каждого месторождения и каждой скважины индивидуально, так как точно подсчитать эти параметры затруднительно. Предельные значения этих параметров обычно следующие: объем - 0,4÷1,5 м³ на 1 м обрабатываемой мощности пласта: концентрация 12÷16 % HCI с уменьшением ее в отдельных случаях до 8 % и увеличением до 20 %.

Наименьшие объемы кислоты в 0,4÷1,0 м³ на 1 м мощности обрабатываемого интервала пласта применяют для малопроницаемых карбонатных пород при малых начальных дебатах скважин. Для этих условий принимают наиболее высокую концентрацию раствора - с 15÷16 % HCI, а при отдельных обработках и 20 % НСl.

Для скважин с высоким начальным дебитом и породами высокой проницаемости следует планировать 1,0÷1,5 м³ раствора кислоты на 1 м мощности обрабатываемого пласта.

Для песчаных коллекторов первичные обработки рекомендуется начинать с малыми объемами раствора кислоты (0,4÷0,6 м³ на 1 м мощности) при сниженной до 8,0÷10 %-ной концентрации кислоты.

При повторных обработках во всех случаях объем кислотного раствора постепенно увеличивают по сравнению с предыдущими обработками до максимального.

Процесс солянокислотной обработки скважины заключается в нагнетании в пласт раствора соляной кислоты насосом или самотеком, если пластовое давление низкое).

Порядок работ при этом следующий. Скважину очищают от песка, грязи, парафина и продуктов коррозии. Для очистки стенок скважины от цементной и глинистой корки и от продуктов коррозии при открытом забое применяют «кислотную ванну». При этом раствор кислоты подают на забой скважины и выдерживают ее там, не продавливая в пласт. Через несколько часов отреагировав кислоту вместе с продуктами реакции вымывают на поверхность обратной промывкой, нагнетая промывочную жидкость (нефть или вода) в затрубное пространство скважины.

Кислотная ванна предупреждает попадание загрязняющих материалов в поровое пространство пласта при последующей обработке. Поэтому кислотная ванна считается одним из первых и обязательных этапов кислотного воздействия на пласт.

Перед обработкой скважины у ее устья устанавливают необходимое оборудование и опрессовывают все трубопроводы на полуторократное рабочее давление. В случае закачки раствора кислоты самотеком опрессовку оборудования не производят.

Параллельно с обвязкой устья скважины к месту работы подвозят подготовленный раствор соляной кислоты или готовят его тут же у скважины.

Сначала скважину заполняют нефтью и устанавливают циркуляцию. Затем в трубы нагнетают заготовленный раствор соляной кислоты. Объем нефти, вытесненной из скважины через кольцевое пространство, измеряют в мернике. Количество первой порции кислоты, нагнетаемой в скважину, рассчитывают так, чтобы она заполняла трубы и кольцевое пространство от башмака труб до кровли пласта. После этого закрывают задвижку на отводе из затрубного пространства и остатки заготовленного кислотного раствора под давлением закачивают в скважину. Кислота при этом поступает в пласт. Оставшуюся в трубах и в нижней части скважины кислоту также продавливают в пласт водой или нефтью.

При низких давлениях в скважинах не всегда удается установить циркуляцию при промывке нефтью вследствие поглощения ее пластом. В этом случае в скважину прокачивают с максимально возможной скоростью от 10 до 20 м3 нефти и при этом наблюдают за положением уровня в кольцевом пространстве при помощи эхолота или других приборов (например, газовых счетчиков). Установив, что уровень в скважине перестал подниматься, не прерывая процесса, в скважину вслед за нефтью на той же скорости нагнетают весь рассчитанный объем кислоты, а затем закачивают нефть для вытеснения кислоты из труб.