2.3.8 Технології приготування рідин для глушіння свердловин

Стічні і пластові води для глушіння свердловин отримують як з устатко­вань підготовки нафти, так і безпосередньо зі свердловин. Ці води по приймаль­ному колектору подаються в буферну ємність (буліт), об’єм і рівень води в якій контролюється регулятором рівня або тиску (рис. 2.4). Ефективним є рівномірне розміщення пунктів набору води для глушіння по території родовища.

Для отримання водних розчинів солей обладнують вузли їх приготування, які містять у собі глиномішалки з підвідними і відвідними трубопроводами, на­сосами. Завантаження солей у глиномішалку здійснюють бульдозерами або ав­тонавантажувачами. Розчини солей транспортують на свердловини автоцистер­нами.

Рис. 2.4 – Схема водозабірного устаткування для використання в якості рідини глушіння стічної води з устатковань підготовки нафти: 1 – приймальний колектор стічної або мінералізованої пластової води; 2 – приймальна засувка; 3 ‑ регулятор рівня (тиску); 4 – буферна ємність (буліт); 5 – вихід­на засувка; 6 ‑ лінія відбирання; 7 – естакада фермова з майданчиком; 8 – драбина

Рис. 2.5 – Схема приготування водного розчину хлориду кальцію: 1 – склад для зберігання хлориду кальцію; 2 – стрічковий транспортер; 3 – гідрозмішувач; 4 ‑ насосний блок; 5 – енергетичне обладнання; 6 – службове приміщення; 7 ‑ проміжна ємність; 8 – насос для відкачування виловленої нафти; 9, 10 ‑ ємності для стічної води з термохімічних устатковань підготовки нафти; 11 ‑ резервуари для готової рідини глушіння; 12 – корпус гідрозмішувача; 13 ‑ приймальний люк; 14 – головки гідрозмішувача; 15 – глуха перегородка; 16 ‑ горизонтальна сітка; 17 ‑ поперечна (вертикальна) сітка; І – стічна вода; ІІ ‑ готова рідина глушіння

Для приготування розчину солей на стічній або пластовій воді застосову­ють спеціальне устатковання (рис. 2.5.). Вода І поступає в приймальні резерву­ари 9 і 10, де відбувається попереднє відстоювання її від механічних домішок і залишкової нафти, для відбирання яких передбачено плаваючу трубу і насос 8, а з резервуарів 9 і 10 самоплином – у підземну проміжну ємність 7. Із неї насосом блока 4 під тиском 1-1,2 МПа вона нагнітається в гідрозмішувач 3, куди за до­помогою транспортера 2 через люк 13 подається сіль у кількості, відповідно до розрахункової густини розчину. Вузол гідрозмішувача 3 (показано на рисунку зліва внизу) складається з двох відсіків, розділених вертикальною перегородкою 17 (перфорованою у верхній частині) для вловлювання великих нерозчинених частинок солі. Дрібніші частинки солі вловлюються горизонтальною сіткою 16 з розмірами чарунок 0,4‑0,5 мм. Із гідрозмішувача 3 рідина надходить у проміжну ємність 7. Цим же насосом після подавання розрахункової кількості солі ство­рюється циркуляція рідини за схемою насос блока 4 – гідроциклон 3 ‑ проміжна ємність 7 до повного розчинення завислих частинок солі і вирівнювання кон­центрації розчину у всьому його об’ємі, а відтак готова рідина ІІ цим же насосом блока 4 подається в товарні резервуари 11.

Якщо пластова вода належить до гідрокарбонатно-натрієвого типу, то у випадку приготування рідини глушіння з використанням хлориду кальцію до рідини додають гексаметафосфат натрію з метою запобігання випаданням осаду нерозчинних солей карбонатів.

Рис. 2.6 – Принципова технологічна схема устатковання для приготування обернених емульсій: І – нафта; ІІ – вхід реагенту; ІІІ – вхід водної фази; ІV – подавання бариту в емульсію; V – вихід оберненої емульсії

Для приготування обернених емульсій застосовують стаціонарне високо­продуктивне (200-500 м³/доб) устатковання (рис. 2.6) або пересувне малога­баритне і малопродуктивне устатковання (до 5 м³/год). Технологія приготування оберненої емульсії зводиться до таких основних операцій (див. рис. 2.6):

заповнення ємностей (1Є, 2Є, 1В, 2В, 1Б, Є) відповідними компонентами;

введення у змішувальну ємність А (50-200 м³) розрахункової кількості вуглеводневого середовища й емульгатора ЕС-2 з одночасною їх циркуляцією (перемішуванням) за схемою ємність А-насос 4-диспергатор (турбулізатор) Т-ємність А;

введення в ємність А розрахункової кількості водної фази (пластової води або водного розчину СаСl₂) насосом 3 (подавання 100-200 м³/год) через турбулі­затор Т з одночасним прокачуванням (через нього ж) насосом 3 (подавання 100-200 м³/год) вуглеводневого середовища з розчиненим у ньому емульгатором (у турбулізаторі Т відбувається первинне утворення оберненої емульсії);

після введення розрахункової кількості водної фази насосами 3 і 4 про­довжують перемішувати (диспергувати) емульсію через диспергатор до готов­ності (готовність оберненої емульсії як рідини глушіння визначається електро­стабільністю, структурно-реологічними параметрами і густиною);

готову обернену емульсію перекачують у резервуар Б (50-200 м³), за по­треби подають на блок обважнення за схемою ємність А- бункер 1Б(2Б)-насос 3-ємність А. Під час проходження емульсії через блок обважнення барит із бун­кера 1Б (або 2Б) самочинно подається у струмінь емульсії і, перемішуючись у насосі, відкачується в ємність А, тобто одночасно з введенням обважнювача відбувається вирівнювання густини емульсії по всьому об’єму резервуара А;

з допомогою насоса 5 відпускають обернену емульсію в автоцистерни.

Устатковання розміщують поряд з устаткованням підготовки нафти для забезпечення вуглеводневою рідиною (нафтою) і парою.

Вадою застосування обернених емульсій є підвищена забруднюваність НКТ, робочого місця і спецодягу ремонтників. Погіршення умов праці пов’яза­не з підвищеною адгезійною здатністю обернених емульсій на металевому обладнанні. На стінках НКТ формується шар емульсії товщиною до 0,5 мм вліт­ку і 1,5 мм взимку. Звідси виникла потреба застосовувати спеціальний механіч­ний пристрій для очищення зовнішньої поверхні НКТ і кабеля (в процесі підій­мання їх із свердловини) від свердловинної рідини за допомогою шкребка, який складається із двох шарнірно-з’єднаних половин і вільно переміщається вздовж і навколо НКТ. Пристрій монтується на гирлі свердловини, а зверху до нього кріпиться ключ АПР (апарата підземного ремонту).

Рис. 2.7 – Устатковання для приготування інвертно-емульсійного розчину для глушіння свердловин: 1 – всмоктувальна лінія; 2 – резервуар місткістю 50 м³; 3 ‑ диспергатор; 4 – насос

Для приготування інвертно-емульсійного розчину застосовується устатко­вання, яке містить резервуар 2 місткістю 50 м³, насос 4, диспергатор 3 і резер­вуар місткістю 12 м³ (рис. 2.7.). У резервуар 2 завантажують 30 м³ водного роз­чину СаСl₂ густиною 1360 кг/м³, 14 м³ безводної нафти, відтак заливають 3 м³ нафти, яка містить 20 % СЖК фракції С_20+вищі і 0,05 м³ 20%-ого водного розчину NaOH. Розчинення СЖК у нафті здійснюється завчасно в меншому резервуарі, куди подається 9,5 м³ нафти і 2,5 м³ розігрітих СЖК (з допомогою паропересув­ного устатковання), при цьому перемішування здійснюється цементувальним агрегатом. Перемішування всієї суміші здійснюють насосом 4, регулюючи пода­вання рідини (нафти і розчину хлориду кальцію) за допомогою засувок на всмоктувальній лінії з переважанням нафти в суміші. Змішування і диспергу­вання водяної фази в нафті відбувається в насосі 4, а відтак у диспергаторі 3, який складається із струменевого змішувача і турбулізаційної насадки. Операція приготування інвертно-емульсійного розчину триває 6-8 год.

На родовищах Західного Сибіру застосовують два типи розчинних вузлів для приготування водних розчинів хлоридів натрію і кальцію.

На розчинному вузлі (рис. 2.8) з продуктивністю від 100 до 300 м³/доб розчину приготування здійснюється таким чином. До збірно-щитового складу 1 завозять сіль у розсипному вигляді або в мішках. Сіль переміщують до ємності 6 бульдозером або автонавантажувачем, а засипають у горловину ємності вруч­ну. В ємності 6 сіль інтенсивно перемішуєються за допомогою циркуляції гаря­чої води від насосів, розміщених у приміщенні насосної станції 3, при цьому во­да подається в перфоровані труби з насадками, які знаходяться в днищах ємно­стей 6. У міру приготування сольового розчину необхідної концентрації остан­ній подається в ємність 4, де в разі потреби розводиться до необхідної густини.

Рис. 2.8 – Схема розчинного вузла продуктивністю до 300  м³/доб: 1 – склад для зберігання хімреагентів; 2 – вхідні трубопроводи; 3 – насосна станція; 4 – ємність для готового розчину; 5 – напірні трубопроводи; 6 – ємності для приготування розчину

Розчинний вузол (рис. 2.9) з продуктивністю понад 300 м³/доб механізо­вано. Сіль завозиться самоскидами до складу 1, звідки бульдозером або автона­вантажувачем переміщується на забетонований майданчик 3, який має нахили до заглиблених у землі ємностей 2. Для очищення від механічних домішок і нерозчинних залишків встановлено фільтр 4, який очищається механічно з допомогою вантажопідіймального механізму. За допомогою насосів 6 створю­ється циркуляція гарячої води із ємності 2 на забетонований майданчик 3 і по стоку майданчика назад у ємності 2.

Рис. 2.9 – Схема розчинного вузла продуктивністю понад 300 м³/доб: 1 ‑ склад для зберігання хімреагентів; 2 – ємність для приготування розчину; 3 ‑ майданчик для розмивання солі; 4 – фільтр; 5 – ємність для готового розчину; 6 – насосна станція; 7 – напірні трубопроводи; 8 – вхідні трубопроводи

Для приготування буферної рідини на основі КМЦ можна використати або цементувальний агрегат, або стаціонарне устатковання на розчинному вузлі, або пересувне устатковання на шасі автомобіля. За допомогою пересувного устатковання (рис. 2.10) буферну рідину звичайно приготовляють на свердло­вині. Для цього із бака 4 сольовий розчин перекачують у бак 1, де відбувається розчинення і перемішування КМЦ циркуляційним насосом 3. У міру перемішу­вання і доведення розчину до необхідних параметрів за густиною і в’язкістю відбувається підігрівання розчину випускними газами автомобіля. Готова бу­ферна рідина (або в’язкопружні розділювачі, в’язкопружні суміші) перекачують­ся в ємності цементувального агрегату, звідки закачуються у свердловину.

Рис. 2.10 – Схема пересувного устаткування для приготування буферних рідин і в’язкопружних сумішей: 1 – бак для приготування бу­ферної рідини місткістю 2 м³; 2 – вхідна гребінка; 3 – насос з електроприводом; 4 – бак для води (розчину) місткістю 2 м³; 5 ‑ вихідна гребінка; 6 – відсік для зберігання хімреагентів; 7 – система підігрівання випускними газами

Кількість рідини для глушіння свердловини повинна бути рівна об’єму експлуатаційної колони плюс необхідний запас.

Перед ремонтом фонтанних свердловин повинен бути передбачений запа­сний об’єм рідини глушіння з необхідними параметрами не менше двократного об’єму свердловини, яка ремонтується. Створюваний тиск не повинен переви­щувати допустимого тиску для експлуатаційної колони.