3.3.Расчет кислотной ванны

Объем кислотного раствора

V_p = π r_c²h ,

где h — толщина обрабатываемого пласта, 22 м;

r_c — радиус свкажины 0,18 м ;

х_р — концентрация кислотного раствора — 15-20%

1. Вычисляем объем кислотного раствора:

V_p = π r_c²h ,

V_p =3,14 * 0,18² * 22 = 12,4 м³.

2. Рассчитываем объем кислоты:

V_к = V_р * х_р *(5,09* х_р + 999) / (х_к * (5,09 * х_к + 999))

V_к = 12,4*20*(5,09*20 + 999) / (27,5*(5,09 *27,5+ 999)) = 8,72 м³.

3. Количество хлористого бария:

G_хб = 21,3 * V_р*(а*х_р / х_к – 0,02),

G_хб = 21,3 * 12,4*(0,4*20 / 27,5 – 0,02) = 76,89 кг,

или его объем

V_хб = G_хб / ρ_хб ,

где ρ_хб = 4000 кг/м³

V_хб = 76,89 / 4000 = 0,019 м³.

4. Объем уксусной кислоты:

V_ук = b_ук * V_р ∕ С_ук ,

V_ук = 3 * 12,4 / 80 = 0,465 м³.

5. Объем ингибитора:

V_и = b_и * V_р ∕ С_и ,

V_и = 0,2 * 12,4 / 100 = 0,0248 м³.

6. Объем интенсификатора:

V_ин = b_ин * V_р ∕ 100 ,

V_ин = 0,3 * 12,4 / 100 = 0,0372 м³.

7. Объем воды:

V_в = V_р – V_к – (V_хб + V_ук + V_и + V_ин).

V_в = 12,4 - 8,72 – (0,019 + 0,465 + 0,0248 + 0,0372) = 3,134 м³.

Полученный раствор закачиваем в скважину и оставляем для реакции на 6,8 часов.

Рис. 3.3.Расчет кислотной ванны

При проведении данной СКО на скв.8356 — в основе которой было положено воздействие на породы ПЗП с целью растворения частиц, засоряющих поровое пространство и увеличение поровых каналов мы получили прирост дебита на 8 тонн в сутки.

Qн до обработки — 6 т/сут;

Qн после обработки — 14 т/сут.

3.4.Термокислотные обработки пзс

Если на забое скважины образовались отложения парафина или смол, то для повышения эффективности КО следует предварительно подогреть забой и расплавить отложения парафина. Для этого предварительно промывают скважину (забой) горячей нефтью или применяют более эффективную термокислотную обработку.

Для термической обработки скважины на забой спускают такое вещество, которое при соприкосновении с соляной кислотой вступает с ней в хим. реакцию, сопровождающуюся большим выделением тепла: каустическую соду, магний или некоторые другие металлы.

После спуска такого вещества на забой скважины кислотный раствор промывают обычным способом.

Активным материалом, выделяющим при реакции большое количество тепла, является металлический магний. Магний применяют в чистом виде или в виде сплавов с другими металлами, например, с алюминием. Такие сплавы называют электронами.

Хорошим сплавом является электрон марки МА-2, содержание магния, в котором составляет около 98%. Магний или электроны можно применять в виде стружек — отходов металлорежущих станков и в виде прутков. Прутки более удобны, диаметр их 2-4 см, длина до 60 см.

При термокислотных обработках применяют специальные реакционные наконечники для загрузки магния и вызова взаимодействия его с кислотой. Конструкции реакционных наконечников различаются в зависимости от применения магния в виде стружек или прутков.

Реакционный наконечник.

Он имеет верхнюю трубу, являющуюся контактным стволом наконечника. Эту трубу заполняют прутками магния, и в ней происходит реакция прокачиваемого через нее кислотного раствора с магнием. Нагретый в результате реакции кислотный раствор из верхней трубы через дырчатую пластину-решетку поступает в нижнюю трубу и оттуда выбрасывается на стенки скважины. Ниппели расположены попарно в шахматном порядке через каждые 0,5 м по длине трубы. На верхнюю трубу навинчен переводник с муфтой, посредством которой реакционный наконечник соединяется с НКТ; между верхними и нижними трубами установлена воронка- газоотборник для дегазации горячего раствора, поступающего в нижнюю трубу. В верхней части нижней трубы под муфтой просверливают отверстия диаметром 3 мм в один ряд по окружности трубы; отверстия служат для удаления освобожденного газа — водорода. В нижней части нижней трубы установлен на шпильках термометр-самописец для записи температуры. Объем наконечника позволяет загрузить 40 кг пруткового магния.

Горячий кислотный раствор вначале быстро очищает поверхность ствола скважины от парафинистых и смолистых отложений, которые всплывают на поверхность нефти, имеющуюся в затрубном пространстве, а последующие порции раствора действуют на чистую поверхность забоя скважины. При этом горячий кислотный раствор действует на известняки со скоростью реакции 4-5 раза большей, чем при обычной температуре. Реакция между кислотой и магнием протекает по следующей схеме:

Mg + 2HCl + H₂O = MgCl₂ + H₂O + H₂ + 110.2 ккал

Из этой схемы видно, что при растворении в кислоте одной грамм-молекулы магния, равной 24 г по весу, выделяется 110,2 ккал тепла или 1 кг магния при растворении в соляной кислоте дает 4520 ккал, при чем на полное растворение 1 кг магния требуется 18,62 литра 15% раствора кислоты, которая при этом полностью нейтрализуется. Такого количества тепла достаточно для нагревания полученного объема отреагировавшего раствора (хлористого магния) до t=308^оС.

Однако такая высокая температура привела бы к отрицательным явлениям, т.е. потери тепла на корообразование с выделением части хлористого магния, которая дает окончательную температуру раствора после реакции в пределах 70-90^оС.

Для термокислотной обработки рекомендуется применять кислоту 14-15% концентрации, так как при более высокой концентрации образуются тяжелые растворы отработанной кислоты, трудно извлекаемые в последующем из пласта.

Тепловой расчет показывает, что количество тепла, выделяемого при растворении 1 кг магния, достаточно для нагревания 8о литров 15% раствора до 90^оС или 100 литров до 70^оС. При этом 15% раствор снижает концентрацию в первом случае до 11,5%, во втором — до 12,2%.

Поэтому при проведении термокислотной обработки применяют заряд магния весом 30-40 кг при соотношении 80-100 литров 15% кислотного раствора на 1 кг магния.

Для уменьшения сильного коррозионного действия горячей кислоты на металл оборудования к 15% кислотному раствору, применяемому для тепловой части процесса, добавляют 0,5% формалина от всего раствора.

Применять для этого уникол нельзя, т.к. присадки его к кислотному раствору резко тормозят реакцию растворения в ней магния.

Для кислоты, предназначенной для 2 фазы процесса обработки, необходимо использовать тормозящее влияние уникола на реакцию кислоты с карбонатными породами и производить ингибирование кислотного раствора униколом, а не формалином.

Следует иметь в виду, что при применения формалина в качестве присадки к 15% кислотному раствору, предназначенному для тепловой части процесса, все же значительное количество железа переходит в раствор горячей кислоты. Поэтому желательная добавка к нему 1-1,5% уксусной кислоты для предупреждения возможности выпадения в дальнейшем железа в пористой среде пласта.

Термокислотную обработку выполняют следующим образом:

• реакционный наконечник, загруженный прутками магния, спускают в скважину на НКТ;

• после приготовления двух порций кислотного раствора (для тепловой части процесса и для самой обработки и проведения всех других подготовительных работ) производят подкачку нефти при максимальной производительности насоса. При подкачке нефти необходимо следить за подъемом уровня в затрубном пространстве, как и при СКО;

• по окончании прокачки нефти тут же, без перерыва, но при закрытой задвижке закачивают в скважину 15% кислотный раствор, предназначенный для теплового процесса, регулируя скорость закачки в соответствии с расчетным режимом;

• по окончании закачки этой порции кислотного раствора немедленно закачивают порцию кислотного раствора, приготовленного для второй стадии процесса и опять ведут закачку при максимальной производительности насоса;

• при завершении прокачки кислотного раствора в скважину закачивают продавочную жидкость и задавливают кислоту в пласт. Скорость прокачки HCl должна быть такой, чтобы в течение всего процесса на выходе наконечника была одинаковая запланированная тем-ра и постоянная остаточная кислотность раствора.