Что собой представляет, для чего и как осуществляется кислотная обработка скважин?

Технология и ее сущность

Кислотная обработка скважин – технология, предназначенная для очистки скважин химическим методом. Это наиболее часто применяемый метод для очистки. Химический способ может растворять некоторые виды пород, расширять каналы и очищать скважины.

Когда она проводится?

Она применяется для очистки насосно-компрессорных труб и забоев от нежелательных элементов. Производится очистка от углеводородов: парафинов, масла, механических примесей и десятков других соединений.

Перечисленные вещества имеют свойство накапливаться. Удаление веществ, засоряющих скважину, необходимо для увеличения проницаемости пород и запуска скважины.

Факторы, влияющие на длительность процесса

Процесс может длиться от 2 до 18 часов. На длительность проведения работ по устранению засоров влияет:

1. Температура на объекте. Реакция ускоряется при повышенной температуре. Процесс при низкой температуре составляет от 8 до 24 часов.

   На объекте с температурой не выше 40 С процесс разложения пород происходит от 2 до 18 часов.

   На месторождении с температурой 100-150 С процесс плавления составляет 2-3 часа.

2. Уровень давления, необходимый для попадания реагента в скважину. Химикаты отлично проникают и разъедают нежелательные элементы, но существуют слои с неоднородным пластом, они обладают плохой проницаемостью. Для плавления таких слоёв применяют повышенное давление.
3. Количество кислотных элементов в растворе.

Для увеличения эффективности обработки есть способ увеличения концентрации реагента в растворе. Однако этот способ менее эффективен. Использование уксусной кислоты в концентрации 4-5 % от всего объёма раствора позволяет реагенту проникать на большие расстояние в глубину в 4 — 4,5 раз.

Общие требования

До начала проведения работ необходимо убедиться в исправности скважин. Необходимо проверить герметичность:

• эксплуатационной колонны;
• цементного кольца.

Перед выбором метода очистки призабойной зоны необходимо изучить причины низкой эффективности скважины, а также учесть химический состав пород, в которых будут производиться работы. Также должны проводиться геофизические исследования для оценки фильтрационных свойств призабойной зоны пласта.

Для успешного выполнения задачи в зону производимых работ поставляется специальное оборудование и инструменты. До выполнения процесса по очистке, к работе подготавливается:

• ствол скважины;
• забой;
• фильтр для обработки.

В проёмах, в которых установлено другое оборудование, например, глубинный насос, производится поднятие оборудование из под земли. В дальнейшем спускается насосно-компрессорная труба и другое оборудование для проведения работ по растворению породы.

Подготовка

Перед выполнением работ очищается забой и стенки открытого ствола скважины. Специалисты определяют, в каком состоянии находятся стенки скважины, в зависимости от результата избирается метод очистки.

Это может быть механический способ или метод химической ванны. Возможно сочетание двух способов. В скважинах с пластом-коллектором производится очистка забоя от загрязняющей его пробки.

Оборудование

К работам относится:

• вытягивание штанг;
• подготовка фильтра к работе с нижним пластом;
• подготовка ёмкостей с раствором;
• подготовка жидкостей для продавки.

Гидродинамическое состояние

Важный элемент в подготовке – определение гидродинамического состояния скважины. Специалист должен установить:

• давление;
• расход жидкости;
• температуру;
• уровень и скорость его накопления;
• коэффициент продуктивности.

Расчет объёма химикатов

Рассчитать правильный объём химикатов трудно. Нижеперечисленные данные либо не устанавливаются вообще, либо устанавливаются частично.

Для определения нужных объёмов необходимо установить:

1. Радиус призабойной зоны.
2. Проницаемость пласта.
3. Пористость породы.
4. Химические компоненты призабойного участка скважины.

Какие используются кислоты?

Для выбора реагента специалист выявляет определённые признаки:

1. Трещиноватость – совокупность трещин в породе. Если трещин много, используется пены и загущенные кислоты.
2. Скважинный проём со взвесями из минералов. В этой ситуации применяются газированные кислоты.
3. В породе много минералов. В этом случае используется глинокислота.
4. Температура. Соляная кислота применяется при температуре 115 °С.

В основном применяются такие кислоты:

1. Плавиковая – используется для уничтожения силикатных соединений, цементно-глинистого раствора при образовании корки из цемента на забое.
2. Соляная кислота – применяется при концентрации 10-16 %. Это оптимальное значение для растворения пород. Сильнее концентрировать кислоту в растворе нельзя из-за низкой скорости растворения, увеличения коррозии, выпадения солевых остатков.
3. Глинокислота – смесь этих двух кислот.

Также применяются следующие кислоты:

• серная;
• сульфаминовая;
• муравьиная;
• уксусная;
• смеси органических кислот.

Сульфаминовая кислота используется, если горная порода состоит из железосодержащих пород. Реакция такой породы с соляной кислотой вызывает выпадение нежелательных элементов (гипса и безводного сернокислого кальция).

Что добавляют?

Породы в проёмах отличаются друг от друга по физико-химическому составу. Поэтому для повышения эффективности к растворам добавляются реагенты и добавки:

1. Игнибиторы – устраняют воздействие коррозии на оборудование. В основном применяется: формалин, катапин А, уникол.
2. Интенсификаторы – химические вещества, облегчающие очистку призабойной зоны от оставшихся веществ.
3. Стабилизаторы – удерживают в жидком состоянии нужные для работы примеси. Удаляет из раствора серную кислоту и превращает её в безопасные элементы.

Виды

К соляно-кислотным методам относятся:

Ванны

Устанавливаются в проёмах с открытым стволом. Используется соляная кислота с 20-24 % концентрации в растворе. Применяются при освоении и бурении скважин, а также процесса коррозии, цементно-глинистых отложений, пластовых вод. В качестве продавочной жидкости используется вода насыщенная минеральными веществами.

На иллюстрации показан процесс работы:

Насосно-компрессорные трубы циркулируют воду до её перелива из затрубного пространства. В насосно-компрессорные трубы по очереди закачивается химические вещества, продавочная жидкость, вода.

После того как заканчивается жидкость для продавливания, в трубах закрываются задвижки, и агрегат начинает процессы очистки в течении 16-24 часов.

Обычные методы

В этом методе для промывки используется керосин, бутан-пропановая смесь. Для применения метода обычной обработки используется насосный агрегат без использования давления и высоких температур.

На иллюстрации показан процесс работы:

Через насосно-компрессорные трубы закачивается вода до устойчивого переливания. После этих действий, закачиваются химические компоненты от нижнего конца трубы до верхнего слоя пласта. Закрываются задвижки, остатки раствора закачиваются внутрь, а потом заливается продавочная жидкость.

За счёт давления

Этот вид применяется для неоднородных по проницаемости горных пород. Обычные способы обработки справляются с хорошо проницаемыми породами. Для трудно проницаемых зон используется для трудно проницаемых коллекторов.

Термокислотная

Доломит – плотная порода, с которой не справляется обычные средства для растворения. Также обычной обработке мешают отложения асфальтенов, смол и парафина. В таком случае применяется нагретая кислота.

Существует 2 метода:

1. Первый способ предназначен для уничтожения парафина и асфальтовых отложений. При растворении металла кислота и магний регулируют температуру соляной кислоты до нужных значений. Этот способ называется термохимическим.
2. Во втором методе используется большее количество раствора. Работа занимает 2 этапа. Один этап сразу следует за другим. Сначала делают термическую, затем кислотную очистку. Нагретая кислота очищает скважину, и холодная кислота растворяет породу. Этот метод называется термокислотным.

Пенокислотная

В виде пены в скважину вводится аэрированный раствор активных веществ. Кислотные пены снижают время раствора карбонатного материала. За счёт этого реагент проникает глубоко в пласт.

Глинокислотная

Чистка глинокислотой нужна для устранения песчано-глинистых пород и глиняных корок. Глинокислота – это смесь плавиковой и соляной кислоты.

Дальнейшие действия

После всех действий производится откачка химических веществ. Происходит устранение различных осадков и солей, которые находятся в жидком состоянии. Удаление остатков раствора. Откачка происходит сразу после завершения работ по очистке.

Заключение

Кислотная обработка предназначена для очистки скважин от нежелательных элементов. Самые распространенные методы:

• кислотный,
• глинокислотный,
• пенокислотный,
• термокислотный и обычный методы.

При этом нередко используются реагенты для устранения засоров.