Pengolahan asam sumur: teknologi dan peralatan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Pengolahan asam sumur adalah salah satu teknologi yang digunakan dalam pengembangan sumur dan pengoperasiannya. Tujuan utamanya adalah untuk membersihkan lubang dasar untuk merangsang masuknya fluida reservoir. Ada beberapa modifikasi dari teknologi ini, tergantung pada mode stimulasi reservoir dan kondisi geologis.

Tujuan dan Prinsip

Perlakuan asam digunakan dalam pengeboran, operasi dan pemeliharaan fasilitas produksi minyak untuk mengatasi masalah berikut:

• perawatan zona lubang bawah selama pengembangan sumur (untuk aliran masuk fluida reservoir setelah penyelesaian konstruksinya);
• intensifikasi (peningkatan debit);
• membersihkan filter dan lubang dasar dari kontaminan yang terakumulasi selama operasi, setelah injeksi air atau perbaikan sumur;
• menghilangkan endapan di senar casing dan peralatan bawah tanah lainnya.

Asam yang dipompa ke dalam sumur melarutkan batuan yang mengandung kalsium (batu kapur, dolomit, dan lainnya), serta partikel komposisi semen yang tertinggal di dasar lubang setelah penyemenan anulus.

Jenis pemrosesan

Dalam praktik operasi dan pemeliharaan fasilitas produksi minyak, jenis pengolahan asam berikut dibedakan:

• matriks (injeksi reagen di bawah tekanan, yang nilainya lebih kecil dari rekahan hidrolik);
• mandi asam in-situ (perawatan sederhana);
• di bawah tekanan tinggi (retak asam, sementara rekah terjadi);
• interval eksposur;
• perawatan asam termal.

Teknologi jenis terakhir digunakan dalam situasi di mana pori-pori reservoir di zona lubang dasar tersumbat oleh endapan parafin, tar, dan hidrokarbon dengan berat molekul tinggi.

Pemandian sumur asam terutama dilakukan dalam kasus berikut:

• pengembangan primer (commissioning sumur);
• membersihkan filter terbuka;
• membersihkan filter yang terhalang oleh pipa selubung dari bahan yang larut dalam asam.

Jenis reagen

Bahan dasar yang digunakan dalam pengolahan asam sumur adalah asam klorida HCl dan asam fluorida HF, serta campurannya (asam tanah liat). Asam lain yang kurang umum digunakan:

• asetat;
• sulfamik;
• semut;
• sulfur;
• campuran asam organik.

Jika formasi geologi berada dalam kondisi suhu tinggi, maka asetat atau asam format dipompa ke dalam formasi. Penggunaan asam sulfamat dibenarkan dalam kasus di mana reservoir terdiri dari batuan karbonat yang mengandung sulfat dan besi, karenareaksinya dengan asam klorida menghasilkan pengendapan gipsum atau kalsium sulfat anhidrat.

Larutan kerja reagen disiapkan di asam basa komersial dan diangkut dalam kapal tanker jalan atau kereta api, dicat di dalam dengan lapisan enamel, karet atau ebonit yang tahan.

Pengolahan asam dilakukan tidak hanya di sumur minyak, tetapi juga di sumur injeksi air (untuk menjaga tekanan reservoir), serta di sumur artesis. Pekerjaan di sumur Abyssinian, pada kedalaman yang dangkal, dapat dilakukan dengan gayung untuk membersihkan sumur.

Parameter utama

Faktor berikut mempengaruhi pemilihan komposisi reagen:

• Pecahan batuan. Dengan nilai indikator ini yang tinggi, disarankan untuk menggunakan asam dan busa kental. Ini membantu meningkatkan cakupan formasi. Untuk mengentalkan asam, ditambahkan karboksimetilselulosa (CMC).
• Kontaminasi lubang bawah dengan suspensi mineral dan permeabilitas rendah dari reservoir berpori. Dalam hal ini, untuk meningkatkan penetrasi reagen, asam berkarbonasi lebih disukai, di mana tegangan permukaan pada batas dengan batuan berkurang. Udara, nitrogen, karbon dioksida digunakan untuk mengaerasi cairan.
• Komposisi mineral batuan. Lapisan yang terdiri dari pasir, batupasir dan batulanau diperlakukan dengan asam lempung.
• Suhu dasar lubang. Dengan demikian, penggunaan asam sulfamat dibatasi oleh fakta bahwa ketika dipanaskan hingga 80 ° C, ia terurai dengan air sebesar 43%. Pada suhu di atas 115 ° C, terkonsentrasiasam klorida.

Volume asam yang dibutuhkan dihitung dengan rumus dan tergantung pada faktor-faktor berikut:

• ketebalan interval formasi yang diasamkan;
• porositas batuan;
• kedalaman pemrosesan;
• radius sumur.

Tekanan injeksi maksimum ditentukan oleh kriteria berikut:

• tujuan dan cara pengolahan;
• kekuatan casing produksi;
• tebal jembatan antara interval formasi yang bekerja dan yang berdekatan.

Durasi paparan asam ditentukan secara empiris - dengan mengukur konsentrasinya dalam larutan yang dipindahkan di kepala sumur melalui pipa. Nilai rata-rata dari parameter ini adalah dalam waktu 16-24 jam.

Suplemen

Dalam bentuknya yang murni, asam jarang digunakan. Zat berikut digunakan sebagai aditif dalam industri minyak:

• corrosion inhibitor - untuk mencegah kerusakan pada casing, tubing dan peralatan lainnya;
• senyawa kompleks yang mencegah pembentukan gel atau besi hidroksida yang menyumbat pori-pori kolektor;
• kalium nitrat untuk pengobatan anhidrit (sulfat);
• stabilisator untuk menjaga produk reaksi dalam keadaan terlarut;
• asam sitrat atau asetat untuk merawat batuan karbonat yang mengandung besi;
• surfaktan, atau penguat (OP-10, OP-7, dan lainnya) untuk ditingkatkanketerbasahan batuan dan memfasilitasi pemindahan produk reaksi dari lubang dasar.

asam klorida

Saat mengasamkan sumur menggunakan HCl, konsentrasi optimalnya adalah 10-16%. Lebih banyak larutan jenuh tidak digunakan karena alasan berikut:

• penurunan laju disolusi;
• peningkatan korosi;
• peningkatan kemampuan pengemulsi;
• peningkatan presipitasi garam bila dicampur dengan air formasi salin.

Saat memproses batuan yang mengandung sulfat, aditif dari garam meja, kalium atau magnesium sulfat, dan kalsium klorida dimasukkan ke dalam fluida kerja. Zat terakhir juga berfungsi sebagai penghambat netralisasi asam pada suhu lubang dasar yang tinggi.

asam fluorida

Fluoric acid sangat kuat dan digunakan untuk melarutkan bahan-bahan berikut:

• senyawa silikat dalam formasi terrigenous;
• bubur tanah liat atau semen diserap saat pengeboran atau pengerjaan ulang sumur;
• kerak semen di dasar lubang.

Ammonium fluoride-bifluoride juga digunakan sebagai pengganti reagen ini, yang konsumsinya 1,5 kali lebih sedikit.

Pengobatan asam klorida sederhana

Perawatan sederhana dilakukan dengan satu unit pompa. Sebelum asam disuntikkan, sumur dibilas dengan air untuk terlebih dahulu menghilangkan partikel lumpur dan kontaminan lainnya. Jika ada endapan parafin atau resin di lubang dasar dan di dalam tabung (tubing), maka disebagai cairan pembilasan, pelarut organik digunakan - minyak tanah, fraksi propana-butana cair dan lainnya. Pemrosesan di lahan kosong dapat dilakukan dengan gayung pembersih sumur.

Aktivitas pendahuluan juga mencakup operasi berikut:

• pemasangan unit perbaikan bawah tanah di kepala sumur;
• pemindahan peralatan downhole (untuk sumur yang beroperasi);
• tabung turun ke perforasi bawah dari interval yang dirawat:
• peralatan kepala sumur dengan perlengkapan untuk perpipaan dan katup periksa;
• pipa unit pompa dengan pipa, pembawa asam, truk tangki dengan cairan perpindahan;
• menguji pipa injeksi di bawah tekanan 1,5 kali lebih tinggi dari yang bekerja.

Selanjutnya, asam dipompa ke dalam sumur dalam volume yang sama dengan rongga tabung, setelah itu katup annular ditutup. Kemudian sisa reagen dan cairan perpindahan disuntikkan. Minyak mentah degass digunakan sebagai yang terakhir di sumur produksi. Anda dapat melihat bagaimana proses pengolahan asam terlihat pada gambar di bawah ini.

Setelah memompa volume penuh, tutup katup penyangga, lepaskan pompa dan peralatan lainnya. Asam tetap berada di dalam sumur selama waktu yang diperlukan untuk pelarutan, setelah itu produk reaksi kimia diambil kembali oleh pompa dengan pencucian balik.

Teknologi interval

Saat membuka reservoir minyak dan gas dengan lapisan yang berbedapermeabilitas, perawatan asam sederhana dari sumur mengarah pada fakta bahwa itu hanya mempengaruhi lapisan yang paling permeabel. Dalam kasus seperti itu, disarankan untuk menggunakan teknologi interval.

Untuk mengisolasi setiap lapisan, 2 pengemas dipasang di dalam sumur. Aliran larutan asam melalui anulus dicegah dengan penyemenan itu. Setelah memproses bagian reservoir yang dipilih, mereka melanjutkan ke yang berikutnya.

Pecahan asam dan perlakuan asam termal

Perlakuan asam sumur di bawah tekanan tinggi dilakukan selama operasi dan pengembangan reservoir dengan permeabilitas heterogen. Pemandian asam sederhana tidak efektif dalam kasus seperti itu, karena asam "meninggal" di lapisan yang dapat ditembus dengan baik, sementara area lain tetap tidak tertutup.

Sebelum injeksi reagen, lapisan permeabilitas tinggi diisolasi menggunakan pengemas (mirip dengan teknologi sebelumnya). Langkah-langkah persiapan dilakukan sesuai dengan skema pengolahan asam sederhana dari sumur. Tali selubung dilindungi dengan memasang pengepak berlabuh pada pipa.

Sebagai reagen kerja, emulsi yang dibuat dari larutan asam klorida dan minyak digunakan. Tata letak unit Azinmash-30A untuk injeksi asam ke dalam reservoir terlihat pada gambar di bawah ini.

Unit ini dilengkapi dengan pompa horizontal triple plunger bertekanan tinggi. Terkadang 2 stasiun pompa digunakan untuk pemrosesaninstalasi. Industri minyak juga memproduksi unit lain - UNTs-125x35K, ANTs-32/50, SIN-32, diproduksi pada sasis KrAZ atau URAL. Tata letak khas unit termasuk sasis off-road beroda, platform perakitan tempat peralatan proses utama dipasang, pompa bertekanan tinggi, tangki untuk mengangkut dan memasok reagen, manifold tahan asam yang terdiri dari tekanan dan hisap pipa.

Dalam kasus perlakuan asam termal, tip reaksi diturunkan ke dalam sumur. Rongga internal mereka diisi dengan magnesium dalam bentuk keripik atau butiran, dan permukaan luarnya berlubang. Saat terkena asam, magnesium melepaskan sejumlah besar energi panas.

Melindungi peralatan dari korosi

Reagen yang digunakan dalam pengolahan asam sumur adalah lingkungan korosif terhadap logam. Laju korosi pada part yang terbuat dari baja St3 pada suhu 20 °C dan konsentrasi HCl 10% adalah 7 g/(m²∙h), dan untuk campuran 10 % HCl dan 5% HF – 43 g/(m^{2∙h). Oleh karena itu, inhibitor digunakan untuk melindungi logam peralatan:}

• formalin;
• catapine;
• urotropin;
• I-1-A inhibitor;
• unicol dan lainnya.

Keamanan untuk pengasaman sumur

Bahan beracun dan mudah terbakar digunakan saat mengasamkan formasi. Jika terjadi kebocoran atau tumpahan, kerusakan besar dapat terjadilingkungan.

Rencana perawatan asam sedang dikembangkan dan disetujui oleh Chief Engineer OGPD. Pekerjaan dilakukan sesuai dengan izin dan peraturan teknologi. Langkah-langkah keamanan berikut berlaku:

• Sisa bahan kimia dan cairan pencuci dikumpulkan dalam wadah khusus untuk selanjutnya dibuang.
• Konsentrasi uap asam dipantau menggunakan penganalisis gas.
• Peralatan pompa dan tangki dipasang pada jarak minimal 10 m dari kepala sumur, kabin mobil terletak di arah yang berlawanan.
• Selama injeksi asam, hanya pekerja yang aktivitasnya berhubungan langsung dengan pemeliharaan peralatan yang tetap berada di dekat unit; semua orang lain dipindahkan ke jarak yang aman.
• Larang melakukan pekerjaan dalam angin kencang, kabut, dan malam hari.
• Pekerjaan perbaikan dan pemasangan pada pipa dan peralatan proses tidak dilakukan sampai tekanan dalam sistem dilepaskan.
• Untuk melindungi dari pengaruh asam, digunakan alat pelindung diri - pakaian khusus (celemek karet, sepatu bot), sarung tangan karet, kacamata, masker, masker gas.

Lapangan juga harus memiliki persediaan darurat overall dan bahan kimia untuk menetralkan asam (kapur, kapur, chloramine dan lain-lain). Semua personel operasi dan teknik diharuskan menjalani pelatihan dan sertifikasi berkala untuk pengetahuan tentang peraturan keselamatan sesuai dengan jadwal yang disetujui oleh kepala perusahaan.