Регламент кислот

Регламент
Технология кислотных обработок с гидрофобизатором ИВВ-1.

Настоящий регламент устанавливает последовательность проведения технологических операций кислотных обработок, в регламенте представлены виды кислотных обработок, химреагенты, применяемые при этих работах, их свойства и меры безопасности.

1. Общие положения.

Известно, что продуктивность скважин во многом зависит от естественной проницаемости продуктивного пласта в целом и призабойной зоны — в частности. Кроме того, большое влияние на последующую производительность объекта оказывают характер и зона изменения проницаемости в процессе закачивания и эксплуатации скважины. Ухудшение коллекторских свойств продуктивного пласта может наступить вследствие набухания глин, выпадения различных солей из пластовых вод, образования стойких эмульсий, отложения смол парафинов и продуктов коррозии в фильтровой части ствола скважины, а также из-за гидратации пород. В этой связи весьма важное значение приобретают методы интенсификации добычи нефти, которые позволяют восстановить, а зачастую и улучшить фильтрационные характеристики коллектора в призабойной зоне скважин. Одним из наиболее распространенных видов воздействия на призабойную зону являются кислотные обработки скважин. В настоящем регламенте будут рассмотрены наиболее распространенные виды обработок: соляно-кислотные обработки (глинокислотные обработки, солянокислотные и глинокислотные ванны).

2. Физико-химические свойства применяемых реагентов.

Соляная кислота — бесцветный водный раствор хлористого 1 рода с резким запахом, в присутствии железа или хлора слабо окрашена в желтовато-зеленый цвет. Соляная кислота активна и растворяет с выделением водорода все металлы, расположенные в ряду активности до водорода. Для нужд нефтяной промышленности заводы изготовители поставляют синтетическую соляную кислоту техническую (ГОСТ 857-78). Массовая доля хлористого водорода в соляной кислоте должна составлять (не менее) 35 % (марка А) и 31,5 % (марка Б). Плотность ингибированной соляной кислоты с содержанием НСl 22 % (ТУ6-01-714—77) 1154-1188 кг/мЗ, температура замерзания минус 58 град. С. Плавиковая кислота (НF) — водный раствор фтористого водорода (при температуре 19° С — бесцветный газ с резким запахом, ниже 19°С — легкоподвижная жидкость). Заводы — изготовители поставляют техническую плавиковую кислоту по ТУ608-236-77 с содержанием НF не менее 30 % , кремнефтористо-водородной кислоты Н2SiF6 не более 8 % и H2SO 4 не более 2,5 % . Температура замерзания плавиковой кислоты с концентрацией НF минус 35 град.С. Плавиковая кислота поставляется в эбонитовых сосудах вместимостью 20 литров или в полиэтиленовых бутылях. Стекло и керамика разлагаются плавиковой кислотой. Поэтому сосуды из этих материалов нельзя использовать даже для кратковременного хранения плавиковой кислоты. Продукт пожаро- и взрывоопасен, токсичен. При попадании на кожу вызывает сильные ожоги, пары обладают раздражающе действием. Для удобства транспортирования и хранения, и безопасности работы на базах цехов химизации плавиковую кислоту можно получить из БФФА (NH4F*HF+NH4F) непосредственно в процессе приготовления рабочего раствора глинокислоты по следующей химической реакции:

NH4F*HF + НСl = 2HF + NH4Сl
NH4F + НСl = NH4Сl + HF

Бифторид-фторид аммония (БФФА) — твердое кристаллическое бесцветное вещество плотностью 1010 кг/мЗ при 25°С. Растворимость БФФА в воде с ростом температуры возрастает. Гидрофобизатор ИВВ-1 (ТУ 2482-013-13164401-94 ) — катионный ПАВ, четвертичное аммониевое соединение, получаемое конденсацией третичного аминов и бензилхлорида. Эмпирическая формула — R(CH3) 2*C6H5Cl , где R(смесь алкильных остатков C10-C18) — представляет собой прозрачную жидкость от бесцветного до желтого цвета. Представляет собой прозрачную жидкость от бесцветного до желтого цвета. Хорошо растворим в воде, спиртах и ацетоне. Не растворим в нефти. Борная кислота по ГОСТ 18704-78. Кристаллическое вещество белого цвета. Растворима в воде, водных растворах кислот. Используется в качестве компонента глинокислотных композиций для предотвращения выпадения вторичных осадков в процессе обработки ПЗП.

3. Виды и технологии проведения кислотных обработок.

3.1. Кислотные ванны Наиболее простые кислотные обработки, предназначенные для очистки стенок и забоя скважины от остатков цементной и глинистой корок, продуктов коррозии, смолистых веществ, парафина и т.д. (1). Необходимое условие установления кислотной ванны — присутствие раствора кислоты в интервале, для чего разработаны определенные технологические приемы закачивания и продавливания раствора кислоты в скважину. Исходя из опыта работы, нами рекомендованы к применению кислотные обработки на основе как соляной, так и грязевой кислот различных ПАВ, выступающих как ингибиторы коррозии. Функции ПАВ при СКО не ограничиваются только защитой металла от коррозии. Добавление ПАВ к рабочему раствору кислоты обеспечивает также более полное удаление из пласта отработанной кислоты и продуктов реакции за счет снижения поверхностного натяжения на границе «нефть — отработанный раствор соляной кислоты», а также за счет гидрофобизации (гидрофобность — свойство поверхности тела не смачиваться водой) поверхности породы пласта. Наиболее эффективным гидрофобизирующим реагентом является гидрофобизатор ИВВ-1, концентрация которого в растворе кислот и продавочных жидкостей составляет 1.5 % .

3.1.1. Технология проведения кислотных ванн. Необходимое условие установления кислотной ванны — присутствие раствора кислоты в интервале обработки для чего разработаны определенные технологические приемы закачки и продавки раствора кислоты в скважину. Технологический процесс осуществляется следующим образом. Колонну НКТ спускают до забоя и поддерживают циркуляцию воды до устойчивого перелива ее из затрубного пространства. При открытом затрубном пространстве в НКТ закачивают расчетное количество раствора соляной или грязевой кислоты с добавками гидрофобизатора или других ПАВ, а затем без остановки продавочную жидкость. После закачивания продавочной жидкости в объеме, равном объему НКТ, закрывают задвижки в НКТ и выкиде затрубного пространства, и скважина оставляется на реагирование на 0,5 — 6 часов. По истечении времени реагирования производят промывку скважины через затрубное пространство (обратная промывка) водой или через НКТ (прямая промывка) нефтью с целью удаления с забоя продуктов реакции. Схема обвязки наземного оборудования представлена на рис. 1. В нефтяных добывающих скважинах, находящихся в эксплуатации, при обратной промывке в затрубное пространство закачивают нефть. Динамические солянокислотные обработки и динамические грязекислотные обработки проводятся аналогичным образом, но без выдержки кислоты на реакцию. Расчетное количество соляной или грязевой кислоты с добавками гидрофобизатора ИВВ-1 закачивается в НКТ, доводится до зоны перфорации расчетным количеством промывочной жидкости (нефть, вода), а затем производится промывка скважины, обратная, или прямая.

Рисунок 1. Схема обвязки скважины и расположения операторов при простых кислотных обработках.

1 — устье скважины; 2 — УНЦ1-160; 3 — агрегат ЦА-320; 4 — тройник; 5 — 1-й оператор (следит за давлением по манометру на ЦА-320); 6 — 2-й оператор (следит за нагнетательной линией, находится на безопасном расстоянии); 7 — АЦ-11 с продавочной жидкостью; 8 — запорная задвижка. » Расход гидрофобизатора ИВВ-1 на 3м 3 стандартной кислотной ванны составляет 45 литров. * В продавочный раствор добавляют на 10 м3 воды 150 литров ИВВ-1.

3.2. Простые кислотные обработки Применяются наиболее часто в практике для интенсификации притока нефти (2). Технологически он осуществляется так же, как и кислотная ванна, с той лишь разницей, что кислота закачивается в пласт под давлением. Основная цель такой обработки — повышение проницаемости призабойной зоны за счет растворения привнесенных в пласт взвесей и увеличение проходного сечения поровых каналов при частичном растворении карбонатных пород. Наибольшая эффективность достигается при проведении простых кислотных обработок после проведения кислотных ванн. Как уже говорилось, в настоящее время соляно-кислотные и грязекислотные обработки проводятся с применением, в качестве добавок, гидрофобизатора ИВВ-1. Продавка и промывка проводятся 1,5 % растворами гидрофобизатора ИВВ-1. Концентрация соляной и грязевой кислот 6-12 % по соляной кислоте, что достигается разбавлением товарных форм кислот водой. Технология простой кислотной обработки заключается в следующем. При открытом затрубном пространстве в НКТ закачивают раствор кислоты в объеме НКТ и затрубного пространства от нижнего конца НКТ до верхней границы обрабатываемого пласта или интервал перфорации. Закрывают затрубное пространство, продолжают закачивать оставшуюся часть раствора кислоты, а затем продавочную жидкость. После продавливания всего раствора в пласт закрывают устье и скважину оставляют на реагирование. (1). При первичных обработках для более полного охвата всей толщины пласта, рекомендуемое давление продавливания раствора кислоты составляет 8-12 МПа. При последующих обработках стремятся к максимально возможному увеличению скорости продвижения раствора кислоты по пласту для достижения наиболее глубокого проникновения его пласт. При обработке малопроницаемых пород рекомендуют несколько ограничить скорость продавливания раствора кислоты для более полного охвата толщины обрабатываемого пласта и исключения его разрыва. Ориентировочные сроки выдерживания растворов кислот на забое скважины 0,5 — 4 часа.

* Расход гидрофобизатора ИВВ-1 на 6м 3 стандартной кислотной обработки составляет 90 литров.
* В продавочный раствор добавляют на 10 м3 воды 150 литров ИВВ-1.

4. Защита окружающей среды.

При работах с применением соляной кислоты, грязевой кислот необходимо соблюдать особые меры предосторожности. Во — первых, выделяющийся из соляной кислоты (концентрацией более 25%) хлористый водород соединяется с влагой, содержащийся в воздухе. В результате этого образуется туман, состоящий из легких частичек соляной кислоты. Эти частички попадают в легкие человека, раздражают дыхательные пути и вызывают отравление, токсичность плавиковой кислоты, входящей в состав грязевой кислоты, также велика. При попадании соляной кислоты на кожу необходимо произвести обильный смыв чистой холодной водой в течение 10 минут. Затем на обожженное место наложить «кашицу» из пищевой соды. При попадании соляной кислоты в глаза (жжение, боль, слезотечение) надо их обильно и энергично промыть струей чистой воды. После чего закапать в глаза 2% раствор новокаина. При ожоге слизистой оболочки рта необходимо длительное промывание чистой водой. При поражении соляной кислотой нельзя применять нейтрализующие растворы. При попадании на кожу плавиковой кислоты, входящей в состав грязевой кислоты, необходимо обильное промывание холодной водой, затем обмывание раствором пищевой соды в течение нескольких минут, снова кратковременное промывание холодной водой и прикладывание в течение часа примочки 10% раствора хлористого кальция сернокислого магния. Вместо примочки можно накладывать магнезиальную мазь, состоящую из одной части магнезии и двух частей вазелина или глицерина. При поражении слизистой оболочки глаз плавиковой кислоты, входящей в состав грязевой кислоты, необходимо длительное промывание тонкой струей чистой воды, 3% раствором хлористого кальция, снова промывание чистой водой и введение 2-3 капель 0.5% раствора дикаина. При поражении слизистой оболочки рта необходимо промывание чистой водой, полоскание раствором пищевой соды, снова водой, 3-5% раствором хлористого кальция и чистой водой. При поражении плавиковой кислоты, входящей в состав грязевой кислоты, нельзя применять мази на жировой основе или масла. В местах производства работ с использованием кислот должны быть средства индивидуальной защиты: спецодежда из сукна или шерсти с преланом; резиновые сапоги, резиновые перчатки и прорезиненные фартуке. На кислотной базе должен быть душ, а на скважине — шланг от водовода для моментального и интенсивного смыва водой кислот. На рабочем месте, связанном с применением кислот, должна быть аптечка с перечисленными выше медикаментами. К проведению кислотных обработок допускаются лица, прошедшие медицинскую проверку, обучение по ТБ и дополнительный инструктаж по конкретному виду обработки. Кислотные обработки осуществляются, под руководством мастера или другого инженерно-технического работника. Для закачивания растворов кислот в скважину нагнетательные линии от ЦА до устья скважины опрессовываются на 1,5 кратное ожидаемое рабочее давление. Если появляются утечки в соединительных узлах, в ФА, закачивание кислот прекращают. Насосные агрегаты устанавливают не менее чем в 10 метрах от устья скважины. Расстояние между агрегатами должно быть не менее 1 метра, а кабины обращены в противоположную от устья скважины сторону. Кислотные обработки рекомендуют проводить в дневное время. Плавиковая кислота, входящая в состав грязевой кислоты, взрывоопасна, токсична, класс опасности — 3. Соляная кислота не горит, пожароопасности не представляет. Класс опасности- 3. Грязевая кислота — пожаро-взрывоопасна, 2 класс опасности. Пары раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, при попадании на кожу вызывает ожоги. При утечке, разливе необходимо немедленно убрать, место пролива смыть раствором соды или воды. Противопожарные мероприятия при использовании грязевой кислоты также, как при работах связанных с применением ЛВЖ и ГЖ должны быть оборудованы искрогасителями и заземлены. При работе использовать обедненный инструмент. При загорании тушить огнетушителями, песком, распыленной водой, кошмой.

5. Противопожарные мероприятия.

Охрана окружающей среды при закачивании рабочих агентов по технологиям обеспечивается мероприятиями, выполняемыми при обустройстве и эксплуатации нефтяных месторождений:

оснащение нагнетательных скважин устройствами, предотвращающими излив воды из пласта в случае разрыва напорного водовода;
использование исправного герметичного оборудования и арматуры в системах подготовки и закачки рабочих агентов, а также емкости объемом 20-30 м3 на случай аварийного сброса жидкостей;
обеспечение надежной изоляции водоопасных горизонтов в скважинах от продуктивных пластов;
недопущение гидроразрыва пласта, приводящего к сообщаемости продуктивных пластов с вышерасположенными пластами;
рекультивация земель в районе нагнетательных и добывающих скважин;
контроль качества подземных вод из горизонтов, являющихся источниками водоснабжения;
детальное ознакомление производителей работ с технологией использования химических продуктов, со свойствами этих продуктов, правилами работы с ними на промысловых объектах, контроль ответственных лиц за выполнением работ.