Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 [ 47 ] 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67

Таблица 13.1 (продолжение)

Тип кислоты

Область применения

Симптом или типичные решаемые проблемы

Свойства

Достоинства

Примечания

МСА (агент для

удаления бурового раствора)

MSA (универсальная кислота)

Интенсификация всех типов скважин перед цементированием

Интенсификация всех типов скважин

Низкая кажущаяся проницаемость из-за фильтрата бурового раствора, взвешенных частиц из бурового раствора, прорыва воды или эмульсии

Отложения в добывающих скважинах. Низкий дебит высокотемпературных скважин. Необходимость использования низкокоррозионной жидкости для перфорирования

Низкое поверхностное и межфазное натяжение, способность к деэмульги-рованию и диспергированию взвешенных частиц

Медленно реагирующая органическая кислота. Низкая коррозия. Не отслаивает хромовое покрытие

Диспергирует и удаляет весь спекшийся буровой раствор и фильтрат. Разрушает эмульсионные и водяные пробки

Может закачиваться вниз по кольцевому зазору насосной скважины. Используется как буферная жидкость для перфорирования или как замедленная кислота для заизвесткованных высокотемпературных скважин

Широкий спектр применения, работает с большинством нефтей и буровых растворов. Может применяться до цементирования для улучшения адгезии. Прочищает перфорационные отверстия

Не вызывает водородного охрупчивания. Минимальные

повреждения тросов и перфорирующего оборудования

о Таблица 13.1 (окончание)

Тип кислоты

Область применения

Симптом или типичные решаемые проблемы

Свойства

Достоинства

Примечания

OSA (масло-растворимая кислота)

Кислота FE

Для случаев, когда водный раствор может испортить пласт

Нефтяные, газовые, нагнетательные скважины или скважины для утилизации рассола

PAD (образцовая кислотная дисперсия)

Добывающие или нагнетательные скважины. Перевод старых добывающих в нагнета-

Набухание глин, отложения, обводнение или образование эмульсий

Добыча затруднена продуктами коррозии, железистыми отложениями или вторичными продуктами реакции

Отложение чешуек, парафина, асфальтеновых глин и/или продуктов

Органическая кислота в органическом растворителе. Исполь зует внутрипоро-вую воду

Снижает количество железа и регулирует рН

Создает кислую среду без введения дополни->- тельной воды

Помогает предотвратить вторичное осаждение продуктов реакции с железом

Ароматический растворитель, диспергированный в кислоте

Одновременно

удаляет органические и неорганические отложения

Удаляет также буровой раствор на нефтяной основе или органические отложения с минимальной коррозией

Может модифицироваться большинством других добавок к кислоте. Низкое рН приводит к минимуму набухание глины

Тип кислоты можно менять в соответствии с видом отложений

Ч ГО

тельные скважины коррозии

Удержание железа

В нагнетательных скважинах для вторичной добычи и повышения нефтеотдачи пластов (подробнее см. главы XIV и XY) или для утилизации рассола часто происходит закупоривание пластовых протоков. Для предотвращения этого используют соляную кислоту. Однако растворенные соединения железа после выработки кислоты оседают в виде объемистого гелеобразного гидроксида. Если не предпринимать защитных мер, может произойти серьезное закупоривание.

Химикаты, называемые комплексообразователями, химически связывают железо в комплексные ионы. В большинстве случаев осаждение растворенного железа в форме гидроксида полностью прекращается.

Кислота для удаления бурового раствора

Кислота, используемая для удаления бурового раствора, представляет собой смесь соляной и плавиковой кислот, содержащую соответствующие ингибиторы, детергенты и деэмульгаторы. Такая кислота называется растворной кислотой, она растворяет глины, обычно применяемые в буровых растворах.

Растворная кислота удаляет корку бурового раствора с поверхности продуктивного горизонта в процессе заканчивания или перед капитальным ремонтом. Она также удаляет просочившийся буровой раствор, который может заблокировать протоки в пласте. Кислота разрушает отложения глины, оставляя поверхность продуктивной зоны свободной и чистой. Кроме того, растворная кислота увеличивает проницаемость песчаников. Если лабораторные испытания показывают, что растворимость породы в растворной кислоте выше, чем в других видах кислоты, рекомендуется этот тип обработки.

Обработке растворной кислотой может предшествовать промывка 15-процентной соляной кислотой с ингибитором, детергентом и деэмульгатором. При этой операции с поверхности продуктивной зоны удаляются все легко-

растворимые материалы. Это гарантирует, что обработка растворной кислотой воздействует именно на малорастворимые участки породы.

Очищающие растворы

Очищающие растворы применяют перед гидроразрывом пласта, цементированием и кислотной обработкой. Операция очистки обеспечивает равномерность распределения воздействия при интенсификации пласта по всей высоте продуктивной зоны. Очищающие растворы представляют собой кислотные смеси, не содержащие фторидов.

Безводная кислота

Для обработки маслорастворимой безводной кислотой используют безводную уксусную кислоту. Уксусная кислота смешивается с углеводородным растворителем и вводится в горную породу так же, как и другие кислоты. Она не вступает в реакцию с породой до тех пор, пока в породе не встретится вода. Малое количество реликтовой воды в порах камня позволяет уксусной кислоте вступить в реакцию с карбонатами в пласте.

Гидроразрыв пласта

При гидравлическом разрыве пласта (метод разработан примерно в 1948 г.) нефть или вода, смешанные с песком или другим расклинивающим наполнителем, закачиваются в пласт с высокой скоростью, вызывая растрескивание пласта. Именно песок, движущийся вместе с водой сквозь эти трещины, вызывает их раскрытие. Это значительно увеличивает дренируемую площадь вокруг ствола скважины, а также производительность скважины.

Гидроразрыв пласта успешно применялся на всех типах геологических пластов, кроме очень мягких и несвязанных. Пластичная природа мягких сланцев и глин мешает их гидроразрыву.

Повышение добычи нефти в результате гидроразрыва варьируется в широких пределах, хотя обычно в среднем составляет 200-300%. Гораздо большего увеличения можно добиться, если добыча ограничивается малопроницаемыми блоками вокруг ствола скважины. При этом суммарную нефтеотдачу такой метод может увеличить на 5-15%. Итак, гидроразрыв пласта позволяет сделать выгодной добычу из многих скважин и месторождений, которая иначе не могла бы быть экономически оправданной.

Трещины и их структура

Растрескивание происходит в стволе скважины, обусловленной прочностью породы на разрыв и напряжением, вызванным весом вышележащих пород, когда гидравлическое давление превосходит объединенное сопротивление. Разрыв начинается в точке, где сумма этих двух сил наименьшая. В пластах, залегающих менее глубоко, обычно возникают горизонтальные разрывы, а в пластах, залегающих более глубоко, - вертикальные разрывы (рис. 13.4).

Трещины, образующиеся при гидроразрыве, должны иметь раскрытие, достаточное для того, чтобы воспринять поток жидкости, нагруженной расклинивающим наполнителем. Стенки разлома после обработки стремятся сомкнуться, поэтому песок и некоторые другие расклинивающие материалы должны задержаться в нем, чтобы он остался открытым.

Оборудование для гидроразрыва

Оборудование для гидроразрыва состоит из четырех главных частей: насосной установки, смесителей, транспортеров песка и жидкостных магистралей (рис. 13.5). В старину установка могла накачивать только 40 гал./мин (6м) при давлении 5000 psi (35 МПа). Современные установки могут непрерывно работать при давлениях до

Цементированная обсадная колонна

Перспективный пласт

Созданная X трещина

Просверленное отверстие Перфорация Цементное покрытие

Рабочая жидкость, содержащая песок

Перспективный пласт

Рис. 13.4. Принцип гидроразрыва

20 ООО psi (140 МПа), причем их можно объединять для осуществления одной обработки.

Давление на поверхности, необходимое для гидроразрыва скважины, определяется сочетанием трех факторов:

• давления, необходимого для закачивания жидкости для гидроразрыва в пласт в нижней части скважины;

• потерь давления из-за трения, возникающих при течении жидкости вниз по насосно-компрессорной колонне или по обсадной трубе;

• давления, создаваемого столбом жидкости в скважине.

Суммарное давление на поверхности равно давлению в пласте плюс падение давления в трубе в результате трения минус гидростатический напор жидкости для гидроразрыва. Во многих случаях, особенно если гидроразрыв происходит через насосно-компрессорную колонну, наиболее важной составляющей является трение.