Расчет необходимого количества реагентов

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;W_K= 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)

гдеq_виq_K— 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; к_тр— коэффициент трещиноватости пород (принимаем к_тр = 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.