Провести солянокислотную обработку скважины, имеющей следующую характеристику: глубина Н =1420 м; вскрытая эффективная мощность карбонатного пластаh= 20 м; проницаемость пород хорошая (500 мД); пластовое давление низкое (7 кгс/см2); ниже вскрытого пласта имеется зумпф глубиной 10 м; внутренний диаметр скважиныD= 0,15 м; диаметр насосно-компрессорных трубd= 0,05 м.
Требуется определить необходимое количество химикатов.
Для заданных условий принимаем концентрацию кислоты 10%.
При средней норме расхода этой кислоты 1,2 м3 на 1 м интервала обработки общий объем соляной кислоты составит 1,2 • 20 = 24 м3.
Расчет количества химикатов и воды.
На приготовление 10 м3 10%-ногосолянокислотного раствора требуется 3890 кг 27,5%-ной HCl и 6,6 м3 воды, а на 24 м3 10%-ногосолянокислотного раствора необходимо концентрированной НСl.
и воды
Количество концентрированной товарной соляной кислоты для 10%-ногосолянокислотного раствора может быть также найдено по формуле
(3)
Где A и Б- числовые коэффициенты, равные 214 для кислоты 10%-ной концентрации [15]; х — 10%-ная концентрация солянокислотного раствора;z— 27,5%-ная концентрация товарной кислоты;W= 24 м3— объем кислотного раствора.
Следовательно,
Принимаем W=8 м3.
В качестве ингибитора принимаем уникод У-2. Необходимое количество уникола определяется по формуле
(4)
где b— процент добавки уникода к соляной кислоте (для уникода У-2 принимают 5% по объему от количества концентрированной кислоты, для уникода М-Н — 1% и для У-К — 0,3%); х — 10%-ная концентрация солянокислотного раствора;W= 24 м3— объем кислотного раствора; А — числовой коэффициент принимаемый равным 214 для 10%-ной концентрации
кислоты.Следовательно,
Против выпадения из солянокислотного раствора содержащихся в нем солей железа добавляем уксусную кислоту в количестве
(5)
где b— процент добавки уксусной кислоты к объему раствора (b = f + 0,8) = 0,7 + 0,8 = 1,5%.
f— содержание в соляной кислоте солей железа, которое принимаем равным 0,7%.
W = 24 м3— объем солянокислотного раствора;
С—концентрация уксусной кислоты (принимаем 80%).
Следовательно,
Для растворения содержащихся в породе кремнистых соединений (силикатов и цементной корки) и предупреждения их выпадения в виде геля кремниевой кислоты добавляем к соляной кислоте плавиковую кислоту в количестве
(6)
где b— процент добавки плавиковой кислоты к объему раствора (принимаем 1,0%);W=24 м3— объем солянокислотного раствора; m— концентрация товарной плавиковой кислоты в процентах содержания HF (обычно m = 60%). Следовательно,
В товарной соляной кислоте второго сорта содержится примесь серной кислоты в количестве до 0,6% (в пересчете на S03), которая после реакции ее с углекислым кальцием образует гипс, выпадающий в виде кристаллов, закупоривающих поры пласта.
Против выпадения гипса добавляем к соляной кислоте хлористый барий в количестве
гдеW— 24 м3— объем солянокислотного раствора; а = 0,6% — содержание S03 в товарной соляной кислоте; х — 10%-ная концентрация солянокислотного раствора; z=27,5%-ная-концентрация товарной кислоты;
при плотности хлористого бария 4,0.
В качестве интенсификатора для понижения поверхностного натяжения применяем препарат ДС (детергент советский), который одновременно является ингибитором и наиболее активным понизителем скорости реакции соляной кислоты с породой.
Большое снижение (в несколько раз) скорости реакции способствует более глубокому проникновению кислоты в пласт.
Необходимое количество ДС составляет 1—1,5% от объема солянокислотно-го раствора
(принимаем 1%). Это дает24 м3*0,01=0,24м3, или 240 л (дм3).Количество воды для приготовления принятого объема солянокислотного раствора
(7)
гдеW— объем солянокислотного раствора;WK= 8 м3— объем концентрированной
товарной соляной кислоты: ∑Q= 438 + 450 + + 400 + 25 + 240= 1550 л = 1,55 м3— суммарный объем всех добавок к солянокислотному раствору (уникол, уксусная кислота, плавиковая кислота, хлористый барий, ДС):
.
Для изоляции зумпфа применяем раствор хлористого кальция (бланкет) плотностью 1,2.
Объем 1 м ствола скважины внутренним диаметром 0,15 м составляет 0,018 м3 (0,785 * 0,15 м2), а объем 10-м зумпфа будет 0,18 м3.
Для получения 1 м3 раствора хлористого кальция плотностью 1,2 по инструкции требуется 540 СаС12 и 0,66 м3 воды. Для изоляции всего зумпфа надо взять: СаС12 540 • 0,18 = 97 кг и воды 0,66 • 0,18 = 0,12 м3.
После приготовления солянокислотного раствора проверяют ареометром получебную концентрацию раствора НСl, и если она не соответствует заданной, добавляют к раствору воду или концентрированную кислоту.
Количество добавляемой воды при концентрации НСl>10% определяется по формуле
(8)
а количество добавляемой соляжой кислоты, если концентрация НС1< 10%, — по формуле
(9)
гдеqвиqK— объемы добавляемой воды и концентрированной кислоты в м3;W— объем солянокислотного раствора 10%-ной концентрации; p— плотность раствора заданной концентрации; p1 и p2- плотность приготовленного раствора соответственно пониженной и повышенной концентрации; р3— плотность концентрированной соляной кислоты.
До закачки соляной кислоты скважина должна быть заполнена нефтью. При закачке кислоты необходимо, чтобы она заполнила выкидную линию диаметром 0,05 м, длиной 100 м (0,00198 X 100= 0,2 м3) от насосного агрегата, промывочные трубы диаметром 0,05 м, длиной 1400 м (0,00198 • 1400 = 2,8 м3) и нижнюю часть скважины от подошвы до кровли пласта (0,018 • 20 = 0,36 м3), а всего 3,36 м3. После этого устье скважины герметизируют и раствор под давлением закачивают в
призабойную зону пласта. Для вытеснения всей соляной кислоты в пласт требуется 3,36 м3 нефти.
Для солянокислотной обработки призабойной зоны скважин применяются специальные агрегаты Азинмаш-30 (таблица 5).
Таблица 5 Агрегаты Азинмаш-30
| Скорость | Частота вращения кривошипного вала насоса в минуту | Теоретическая производительность насоса, л/с | Давление, кгс/см2 | ||
| при 90-мм плунжере | при 110-мм плунжере | при 90-мм плунжере | при 110-мм плунжере | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| I | 46,6 | 1,86 | 2,80 | 500 | 333,0 |
| II | 89,0 | 3,50 | 5,35 | 261 | 174,0 |
| III | 159,0 | 6,40 | 9,50 | 146 | 97,5 |
| IV | 204,0 | 8,20 | 12,20 | 144 | 76,0 |
При высоких давлениях лучше применять более мощные агрегаты — Азинмаш-З0А.(таблица 6).
Таблица 6 Азинмаш-30А
| Скорость | Частота вращения коренного вала насоса в минуту | Плунжер диаметром 100 мм | Плунжер диаметром 110 мм | ||
| теоретическая производительность насоса, л/с | давление, кгс/см2 | теоретическая производительность насоса, л/с | давление, кгс/см2 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| I | 54,9 | 2,5 | 500 | 3,6 | 332 |
| II | 104,5 | 4,76 | 250 | 6,85 | 174 |
| III | 183,5 | 8,48 | 140 | 12,22 | 97 |
| IV | 240,0 | 10,81 | 110 | 15,72 | 76 |
Эти агрегаты предназначены для транспортировки, смешения и нагнетания раствора кислоты в скважину, а также для гидрокислотных разрывов пластов.
После продавливания кислотного раствора в пласт закрывают задвижки на нагнетательной линии, оставляют скважину для реакции солянокислотного раствора с породой и следят по манометру за скоростью спада давления.Призабойную зону скважины очищают отпродуктов реакции путем поршневания или в процессе эксплуатации скважины. Затем скважину исследуют на приток для оценки эффективности солянокислотной обработки.
1) Институт СевКавНИПИнефть в соответствии с составленной им инструкцией по солянокислотной обработке пластов, сложенных трещиноватыми известняками, рекомендует проводить обработку в две стадии: для очистки и расширения трещин, находящихся вблизи ствола скважины, закачивать небольшой объем (3—15 м8) соляной кислоты 12—15%-ной концентрации;
2) для обработки удаленных зон пласта применять (по окончании реагирования 12—15%-ной кислоты с породой) форсированную закачку соляной кислоты повышенной концентрации (20—25%) в объеме 20—30 м3.
При отсутствии положительных результатов, особенно в условиях высокой пластовой температуры (до 150° С), обработку следует проводить нефтекислотной эмульсией, при которой время нейтрализации кислоты и радиус обработки значительно увеличиваются. Радиус проникновения кислоты в глубь пласта до ее нейтрализации при солянокислотной обработке может быть определен по формуле
(9)
где V = 24 м3— количество продавленного в пласт кислотного раствора; ктр— коэффициент трещиноватости пород (принимаем ктр = 0,005);d— 100 мм — диаметр забоя скважины;h= 50 м — эффективная мощность пласта.
Применение гидрофобных нефтекислотных эмульсий предотвращает в течение некоторого промежутка времени вступление кислоты в реакцию с породой, сохраняя ее в дисперсном состоянии. Это позволяет доставлять неотреагированную кислоту в более удаленные участки пласта.
Чтобы получить качественные эмульсии, следует применять маловязкую нефть с небольшим содержанием асфальтено-смолистых веществ и стабилизировать ее специальными эмульгаторами. Рекомендуемый состав нефтекислотных эмульсий: соляной кислоты 12—15%-ной концентрации — 60%, нефти — 39,5% и аминов — 0,5%.
Для защиты подземного оборудования скважин от солянокислотной коррозии следует применять в качестве ингибиторов уротропин (0,8%) плюс ингибитор И-1-А (1%), которые сохраняют свои защитные свойства и при высоких температурах.
Эффект кислотной обработки скважины определяется суммарным количеством дополнительно полученной нефти после обработки скважины кислотой за все время ее работы с повышенным дебитом. Кроме того, результаты обработки проверяют по величине коэффициента продуктивности скважины до и после обработки при одинаковой депрессии.
Суммарный прирост добычи находят путем сопоставления кривой снижения производительности скважины без обработки с фактической кривой добычи нефти после обработки.
Для экономической оценки эффективности обработки следует определить стоимость дополнительно добытой нефти (с учетом промысловой себестоимости) и сравнить ее с затратами, связанными с проведением солянокислотной обработки.
