Анализ методов интенсификации газовых скважин

      Установка УНЦ2-160-500К отличается от установки  УНЦ1-160-500К, во-первых, наличием центробежного  насоса 4К-6 с наибольшим давлением 1 МПа и расходом 37,5 л/с. Назначение насоса - создание подпора рабочей жидкости на приеме насосе 5НК-500 при продавливании углекислоты в пласт. Во-вторых, для перевозки жидкой углекислоты массой 9000 кг и подачи ее в насосную установку имеется автоцистерна АЦИ-9, смонтированная/на полуприцепе, ЧМЗАП-5524А-2 и транспортируется седельным тягачом КрАЗ-258.

      Установка насосная АКПП-500 предназначена для  перевозки, нагнетания жидкостей при  соляно-кислотной обработке ПЗП. В комплект установки АКПП-500 входит также кислотовоз КП-6,5. Он предназначен для перевозки раствора ингибированной соляной кислоты 8-12% концентрации и подачи ее на прием насосной установки или в другие резервуары. Кислотовоз состоит из цистерны, центробежного насоса, вакуумной системы и трубопровода, смонтированных на шасси автомобиля КрАЗ-855Б.

      Кислотовоз  комплектуется цистерной ЦПК-6 вместимостью также 6 м³, установленной на шасси автомобильного прицепа МАЗ-9826. Цистерна имеет наливной трубопровод диаметром 100 м с пробковым краном и сливной трубопровод диаметром 50 мм с секторным краном. 

      2.4. Технологии кислотных обработок ПЗП.[1]

      На  промыслах применяют следующие  кислотные обработки; кислотные  ванны, простые кислотные обработки, кислотные обработки под давлением, кислотные обработки с применением аэрированной кислоты, нефтекислотных эмульсий, термокислотные, термоструиные обработки, углекислотные обработки, обработки с применением плавиковой и сульфаминовой кислоты. Для конкретной скважины выбирается наиболее эффективная технология обработки ПЗП с учетом состава пород-коллектора и причин ухудшения продуктивной характеристики пласта.

      Основное  назначение кислотных ванн заключается  в очистке стенки скважины и забоя  от остатков цемента и глинистах  корок, продуктов коррозии, смолистых  веществ, парафина и т.д.

      Простые кислотные обработки применяются наиболее часто для растворения привнесенных в пласт загрязняющих материалов, а также для увеличения размеров поровых каналов за счет растворения породы.

      Простые кислотные обработки применяют  как в скважинах с открытым стволом, так и в обсаженных. Концентрацию рабочего раствора принимают равной 15-20%, объем кислотного раствора зависит от проницаемости породы, от кратности обработки.

      Простые кислотные обработки в песчаниках и алевролитах предназначены для растворения продуктов коррозии и кальцитовых отложений.

      Кислотная обработки под давлением  в  основном, предназначены для воздействия  на малопроницаемые материалы интервала  пласта. Для этого в начале ограничивают приемистость высокопроницаемых интервалов пласта. Кислотные обработки под давлением увеличивают охват толщины продуктивного пласта воздействием раствора кислоты и применяются в нефтяных добывающих, водонагнетательных и газовых скважинах как с открытым забоем, так и в обсаженных. 

      Выбор объема раствора кислоты при проведении кислотных обработок под давлением аналогичен выбору объема раствора кислоты при простых обработках.

      Обработки ПЗП с применением аэрированных кислотных растворов и пенокислотных  растворов предназначены для  обеспечения большого охвата пласта закачкой кислоты по толщине пласта и доставки концентрированного раствора в удаленные зоны пласта.

      При пенокислотных обработках приготовление  пенных систем заданными свойствами производится с помощью компрессоров, насосов и аэратора. Кислотные эмульсии готовятся также на скважине о помощью цементировочного агрегата ЦА-320М, соединенного с основной установкою УНЦ1-160-500 и для закачки готовой эмульсии скважину. 

      2.5. Особенности, кислотных обработок терригенных, коллекторов.[1]

      Одной из особенностей соляно-кислотных обработок (СКО) терригенных коллекторов заключается в том, что кислота в них не формирует отдельные каналы, проникающие в пласт на различную глубину, как в карбонатных и тем более в трещиноватых коллекторах. В данном случае кислотный раствор проникает в пласт более равномерно и контур его проникновения близок к круговому.

      Другой  особенностью СКО является то, что  в карбонатных коллекторах кислота реагирует фактически с неограниченной массой карбонатного вещества по всей глубине образующегося канала, тогда как в терригенных - карбонаты составляют всего лишь несколько процентов от общего объема породы.

      Соляная кислота практически взаимодействует  только с карбонатными компонентами, не вступая в реакцию с основной массой породы терригенного коллектора, состоящего из силикатных веществ. Эти вещества взаимодействуют с фтористоводородной кислотой, называемой также плавиковой.

      Взаимодействие  HF с кварцем происходит по следующей реакции:

SiO₂ + 4HF = 2H₂O + SiF₂.

      Образующийся  фтористый кремний (SiF₂) далее взаимодействует с водо:

3SiF₄ + 4H₂O = Si(OH)₄ + 2H₂SiF₆.

      Кремистофторводородная  кислота Н₂SiF₆ остается в растворе, а кремневая кислота Si(OH)₄ по мере снижения кислотности раствора может образовать студнеобразный гель, закупоривающий поры пласта. Для предотвращения этого фтористая кислота употребляется только в смеси с соляной кислотой для удержания кремниевой кислоты в растворе. Рабочий раствор кислоты для воздействия ня терригенные коллекторы обычно содержат 8-10 % ооляной кислоты и 3-4% фтористоводородной. Фтористоводородная кислота растворяет алюмосиликаты согласно следующей реакции:

H₄Al₂Si₂O₉ + 14HF = 2AlF₃ + 2SiF₄ + 9H₂O.

      Образующийся  фтористый алюминий АlF₃ остается в растворе, а фтористый кремний SiF₄ lдалее взаимодействует с водой, образуя кремниевую кислоту.

      Взаимодействие  НF с зернистым кварцем протекает чрезвычайно медленно, а с алюмосиликатом H₄Al₂Si₂O₉ происходит быстро, но медленнее, чем взаимодействие HCl с карбонатами. Поэтому обработка терригенных коллекторов смесью соляной и фтористоводородной кислот целесообразна как для удаления карбонатных цементирующих материалов, так и для растворения глинистых веществ. 

      2.6. Применение поверхностно-активных веществ (ПАВ).[3]

      Обработка призабойной зоны пластов ПАВ  предназначена для удаления воды и загрязняющего материала, попавших в эту зону при глушении скважины, промывке забоя, ремонтных работах, вскрытии продуктивных пластов глинистым раствором.

      Обработка ПЗП растворами ПАВ позволяет промыть породу от загрязнений, видоизменять характер смачиваемости поверхности пор породы, нейтрализовать отрицательное влияние капиллярного давления. Для обработки ПЗП применяют следующие ПАВ:

1. Сульфонат,  представляющий собой порошок.  Его упаковывают в крафт-целлюлозные мешки, можно хранить в металлических емкостях (желательно из нержавеющей стали). Сульфонат перевозят в крытых железнодорожных вагонах и автомашинах. Срок годности при соблюдении условий хранения достигает нескольких лет. Реактив гигроскопичен, негорюч, нетоксичен, биологически разлагаем. Хорошо растворим в дистиллированной воде. Водные растворы сульфоната обладают высокой смачиваемостью и хорошим моющим действием.

2. ДС-РАС - вязкая масса, при температуре не ниже 50 °С представляет собой жидкость от желтого до светло-коричневого цвета. Хорошо растворим в воде, обладает моющим действием. При хранении в стальных бочках устойчив. Недостатком, как и всех анионактивпых ПАВ, является их взаимодействие с пластовыми водами и полное или частичное высаливание с образованием нерастворимых осадков в виде кальциевых и магниевых солей.

      Наиболее  известными катионактивными ПАВ являются катапин-А. карбозолин-0. 

3. Катапин-А  - мазеобразная масса от светло-коричневого  до темно-коричневого цвета, хорошо растворим в воде, спирте, бензоле, не выпадает в осадок. Хранят катапин-А в стельных барабанах или бочках..

4. Карбозолин-0 - вязкая жидкость коричневого  цвета, легко растворяется в  воде при температуре 40-45 °С, не выпадает в осадок. Хранят карбозолин в стальных бочках.

5. Неионогенные  ПАВ: ОП-7, ОП-4, ОП-10, АФ-12 и др.

      Основными параметрами технологии обработки  ПЗП с помощью растворов ПАВ  являются объем и концентрация растворов  ПАВ. Оптимальное количество раствора ПАВ на одну обработку равно 0,8-1,0 м³ на 1 м перфорированной толщины пласта. В некоторых случаях бывает целесообразно применять более концентрированные растворы. 

      3. Механические методы  ОПЗ.[1] 

      3.1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП).[2]

        В результате ГРП в породах  образуются новые или расширяются существующие трещины за счет создания на забое скважины высокого давления, превышающего вес вышележащих пород. При этом скорость закачиваемой жидкости для разрыва пласта должна превышать скорость ее поглощения пластом. Для предотвращения полного смыкания трещин после снятия давления вслед за жидкостью разрыва в трещины закачивают наполнители.

      Существует  три основных вида ГРП: однократный (создание одной трещины), многократный (создание нескольких трещин), направленный (место образования трещин регулируется по толщине продуктивного пласта).

      Процесс ГРП состоит из ряда самостоятельных  последовательных операций:

1) закачивание  в пласт жидкости, разрыва для  создания трещины;

2) закачивание  жидкости песконосителя с песком  или другим наполнителем, предназначеным для закрепления образовавщейся трещины, т.е. для предупреждения ее смыкания и сохранения в открытом состоянии после снижения давления;

3) закачивание продавочной жидкости для продавливания песка в трещину.

      Перечисленные жидкости называют рабочими жидкостями и к ним предъявляются следующие требования:

I) рабочие  жидкости не должны уменьшать  абсолютную и фазовую проницаемости  породы. Поэтому при ГРП в добывающих  скважинах применяют в качестве  жидкостей разрыва жидкости на  углеводородной основе (нефть, керосин, соляровое масло и др.), а в водонагнетательных на водной;

2) свойства  рабочих жидкостей должны обеспечивать  наиболее полное удаление их из созданных трещин и порового пространства пород. 0ни должны растворяться в пластовых жидкостях;

3) вязкость  рабочих жидкостей должна быть  стабильной в пластовых условиях в течение времени проведения ГРП;

4) рабочая  жидкость, применяемая для разрыва  пласта и в качестве песконосителя, должна обладать малой фильтруемостью в породу.

      Для проведения ГРП в породах различной проницаемости, трещиноватости необходимо иметь жидкости разрыва различной вязкостью. Обычно жидкости разрыва выбирают с вязкостью от 50 до 500 мПа*с.

      Жидкость-песконоситель  должна быть слабофильтрующейся и иметь  высокую пескоудерживающую способность. Низкой считается  фильтруемость менее 10 см³ жидкости за 30 мин. Способность удерживать песок во взвешенном состоянии зависит от вязкости. Вязкость жидкостей увеличивается путем добавления загустителей.

      Рабочая жидкость, применяемая для продавливания жидкости разрыва в обрабатываемый пласт, называется продавочной падкостью. Вязкость продавочной жидкости должна быть минимальной.

      ГРП дает наилучшие результаты в следующих  случаях: в пластах, имеющих низкую проницаемость, призабойная зона имеет меньшую проницаемость, чем удаленная, призабойная зона имеет меньшую толщину, чем удаленная зона пласта, хотя их проницаемости могут быть и равными; призабойная зона имеет меньшую толщину и меньшую проницаемость, пластовое давление достаточно высокое. Во всех перечисленных случаях трещина, образованная в результате ГРП, соединяет удаленную зону пласта со стволом скважина. При этом производительность скважины увеличивается.

      Проницаемости призабойной и удаленной зоны пласта определяют специальными исследованиями.