4.3 Розрахунок рецептури азото-спирто-солянокислотної обробки свердловин для інтенсифікації видобування газу

Суть методу основана на властивостях соляної кислоти (HCl) вступати в реакцію з карбонатним складом колектора і збільшувати його фільтраційні властивості:

CaCO₃ + 2HCl =CaCl₂ + CO₂ + H₂O.

Для проведення робіт з обробки привибійної зони пласта азото-спирто-солянокислотним розчином вибирають малодебітні газові або газоконденсатні свердловини, низька продуктивність яких зумовлена зниженням проникності привибійної зони внаслідок поганої якості розкриття пласта або в результаті їх експлуатації.

Азото-спирто-солянокислотну обробку привибійної зони газоносних пластів ефективно проводити:

а) у свердловинах, які закінчені бурінням на газових і газоконденсатних родовищах з теригенними і карбонатними колекторами, для очистки стінок свердловини і шляхів фільтрації від бурового розчину;

б) у видобувних свердловинах газових і газоконденсатних родовищ з теригенними і карбонатними колекторами для розширення і вирівнювання профілю припливу газу і підключення розкритих пропластків, які не віддають газ;

в) в експлуатаційно-нагнітальних свердловинах на підземних газосховищах, які закінчені бурінням або перебувають в експлуатації, для підвищення газоприймальності або газовіддачі.

При обробці привибійної зони газоносного і газоконденсатного пласта азото-спирто-солянокислотним розчином використовують таке обладнання (рис. 4.2):

• кислотний агрегат “Азінмаш –30”;

• цементуючий агрегат ЦА - 320М;

• азотна установка АГУ - 8К;

• компресор УКП – 80;

• автоцистерна для перевезення води;

• автоцистерна для перевезення метилового спирту.

1. Продуктивний пласт; 2 - свердловина; 3 – ультразвуковий генератор;

4 – сепаратор, 5 – ємкість з технічною водою;6, 8 - насосні агрегати; 7 – ємкість з солянокислотним розчином; 9 – ємкість з метиловим спиртом; 10 – азотна установка; 11 – компресор; 12 – зворотний клапан

Рисунок 4.2 – Схема обв’язки устя свердловини при проведенні азото-спирто-солянокислотної обробки з ультразвуком

При АССКО необхідно використовувати синтетичну технічну соляну кислоту ГОСТ 857-78. Масова частка соляної кислоти в цьому продукті складає 32 %. Синтетична соляна кислота повинна містити не більше 0,02 % заліза.

Для розрахунку необхідної кількості соляної кислоти концентрацією 32 % і переведення її в концентрацію 12 % необхідно застосувати формулу:

(4.8)

де V₁ – необхідний об’єм для закачування в пласт 12 % ССКР, м³;

V₂ – об’єм 32 % соляної кислоти для одержання необхідного 12 % ССКР, м³;

П₁ – 12 % соляна кислота;

П₂ – 32 % соляна кислота.

Для розрахунку необхідної кількості води для одержання ССКР відповідної концентрації застосовують формулу:

V_в = V_с – V_{2 –} V_м, (4.9)

де V_в – необхідний об’єм води для одержання 12 % ССКР, м³;

V_с – об’єм ССКР для проведення АССКО, м³;

V₂ – об’єм 32 % соляної кислоти, необхідний для проведення АССКО в даному інтервалі, м³;

V_м – кількість метанолу, розчиненого в ССКР, м³.

Азот рідкий 3-го сорту ГОСТ 9293 – 74 для повної заправки однієї установки АГУ 8К – 4,2 т.

Метиловий спирт (метанол) ГОСТ 10749.14 – 80, який використовується як добавка до кислотного розчину. Його властивості сприяють зниженню поверхневого натягу кислотного розчину, сприяють його випаровуванню і сповільнюють швидкість реакції кислоти з породою. Крім добавки метанолу до кислотного розчину рекомендовано проводити перед АССКО попереднє закачування його в пласт. Даний захід сприяє зменшенню поверхневого натягу фільтратів, що проникли, та зв’язаної води колектора перед нагнітанням кислотного розчину, глибшому проникненню в пласт активного солянокислотного розчину. При освоєнні свердловини метанол сприяє швидкому і повному видаленню із пласта відреагованого кислотного розчину з продуктами реакції, попереджує утворення в привибійній зоні водяних пробок і кристалогідратів.

Оцтова кислота таких сортів: кислота оцтова синтетична (ГОСТ 7077 – 54) і кислота оцтова лісохімічна, технічна або очищена (ГОСТ 6968 – 54). Кислота повинна витримати пробу на домішки сірчаної кислоти. Введення оцтової кислоти сприяє в 4 – 4,5 рази сповільненню швидкості нейтралізації кислотного розчину з карбонатною породою. При цьому кислотний розчин глибше проникає в пласт і довше зберігає її активність, попереджає випаданню в поровому просторі пласта осадів гідратів, окису заліза в результаті гідролізу її солей.

При проведені АССКО використовують інгібітори корозії, додавання яких у невеликій кількості різко знижує корозію металу, яка може бути спричинена кислотними розчинами. Як інгібітор корозії використовують реагент ХОСП – 10 або катапін – А, катамін – А, атропін, формалін.

Для сповільнення реакції кислоти з породою і зниження набухання глинистої речовини колектора до складу кислотного розчину додають хлористий кальцій (CaCl₂).

Дослідження і підготовка свердловини до обробки привибійної зони пласта включає:

а) підготовчі роботи перед кислотною обробкою, які залежать від конкретних геолого-технічних характеристик свердловини. Метою роботи є забезпечення безперервної дії на привибійну зону пласта кислотним розчином і можливе оцінювання результатів обробки;

б) до і після проведення обробки привибійної зони пласта азото-спирто-солянокислотним розчином необхідно провести комплекс газодинамічних і промислово-геофізичних досліджень з метою визначення продуктивної характеристики свердловини і оцінювання ефективності проведеної обробки;

в) перед проведенням операції треба доставити на свердловину необхідну кількість реагентів, продавочну рідину та азот, а також запірну арматуру та усі необхідні матеріали.

Для успішного проведення АССКО, а також попередження одержання негативних результатів необхідно застосовувати таку рецептуру кислотного розчину:

1) обробку присвердловинних зон газоносних пластів слід проводити спирто-солянокислотним розчином (ССКР) із розрахунку 0,6 м³ об’єму на 1 погонний метр перфорованого інтервалу 12 % концентрації, який повинен містити обов’язкові добавки ( в % від вихідного об’єму ССКР):

– CaCl₂ – 10 %;

– оцтова кислота – 5 % (залежно від кількості заліза в розчині);

• ХОСП (катапін – А, катамін – А, атропін, формалін – 0,3 % (0,05 %);

• метиловий спирт – 30 %;

• об’єм метанольного буферу, який закачується в пласт спочатку, із розрахунку 50 % від об’єму вихідного ССКР;

• у проміжку між метанольним буфером і ССКР повинен створюватись стиснений буфер газоподібного азоту із розрахунку 0,5 м³ рідкого азоту на кожні 10 м³ ССКР. Ступінь аерації ССКР газоподібним азотом має становити 1:40 ÷ 1:60.

Технологія проведення АССКО така:

1. провести огляд фонтанної арматури і агрегатів;

2. перед проведенням робіт стравити газ із кільцевого простору між експлуатаційною колоною і насосно-компресорними трубами (НКТ);

3. після об’язки устя свердловини необхідним обладнанням опресувати напірну лінію на тиск, який не перевищує тиск опресування експлуатаційної колони;

4. при закритому затрубному просторі через напірну лінію та НКТ закачати в свердловину необхідний об’єм буферного метанолу (при цьому тиск на виході не повинен перевищувати 50 % тиску на вході);

5. після закінчення нагнітання агрегатом об’єму буферного метанолу через напірну лінію закачують одночасно азот у трубний і затрубний простір з метою продавлювання в пласт метанолу і створення буферного об’єму азоту;

6. закачавши в пласт необхідний об’єм буферного азоту, закінчують подачу азоту в затрубний простір і переходять до нагнітання газованого азотом спирто-солянокислотного розчину (ССКР) для закачування його в пласт через НКТ;

7. після закачування в напірну лінію розрахованого об’єму ССКР, продавлювання в пласт проводиться азотом спочатку по НКТ, а потім по затрубному просторі. Якщо необхідно глибоко продавити в пласт ССКР, то потрібно продовжувати подачу азоту в свердловину аж до вирівнювання тиску на трубному і затрубному просторі;

8. провести освоєння свердловини для очищення привибійної зони від продуктів реакції через НКТ шляхом поступового зменшення тиску (плавне утворення депресії) на трубному просторі;

9. після одержання припливу газу необхідно проводити періодичні продування свердловини до одержання сухого газу;

10. запустити свердловину в експлуатацію і провести дослідження на продуктивність.

Технологічний ефект кислотної обробки оцінюється зіставленням продуктивності свердловини до і після проведення обробки привибійної зони пласта.