3.12 Расчет обработки забоя скважин соляной кислотой

Проведем расчет обработки забоя соляной кислотой скважины № 1203 куст № 38 Западно-Ноябрьского месторождения.

Перед нами стоит следующая задача: провести солянокислотную обработку скважины, имеющей следующую характеристику: глубина

Н = 2939 м; вскры­тая эффективная мощность карбонатного пласта h = 20 м; прони­цаемость пород высокая (0,5^.10^-12 м²); пластовое давление P_пл = 177 МПа; ниже вскрытого пласта имеется зумпф глубиной 10 м; внутренний диаметр скважины D = 0,15 м; диаметр насосно-компрессорных труб

d = 0,05 м.

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.

Количество необходимых для приготовления соляно-кислотного раствора концентрированной 27,5 %-ной кислоты и воды можно найти по таблице 3.5

Расчет количества химикатов и воды. по таблице 3.7 на при­готовление 10 м³ 10%-ного соляно-кислотного раствора требуется 3890 кг 27,5% -ной НСL и 6,6 м³ воды, а на 24 м³ 10%-ного соляно­-кислотного раствора необходимо концентрированной НСL и воды:

W_k = 3890 * 24 / 10 = 9350 кг (3.1)

V = 6,6 ^.* 24 / 10 = 15,8 м³. (3.2)

Таблица 3.7 - Количество кислоты и воды для приготовления солянокислотного раствора

Объем разведенной кислоты, м3	Концентрация разведенной кислоты, %
	8	10	12	14
6 8 10	1840/4,38 2460/5,84 3080/7,30	2330/3,96 3110/5,28 3890/6,60	2830/3,52 3770/4,68 4720/5,87	3320/3,40 4400/4,16 5560/5,14

Количество концентрированной товарной соляной кислоты для 10%-ного солянокислотного раствора можно также найти по формуле

W_k = (AxW(B - z)) / (Bz(A - x)) (3.3)

где А и В - числовые коэффициенты (таблица 3.8); W – объем кислотного раствора.

В нашем примере для 10%-ной кислоты числовой коэффициент A = 214, а для 27%-ной – коэффициент B – 226; x – 10%-ная концентрация солянокислотного раствора; z – 27,5%-ная кон­центрация товарной кислоты; W = 24 м³ – объем кислотного раствора.

W_k = (214 * 10 * 24(226 – 27,5)) / (226 * 27,5(214 – 10)) = 8,0 м³.

В качестве ингибитора принимаем катионоактивный реагент - катион А в количестве 0,01 % объема кислотного раствора.

Против выпадения из солянокислотного раствора содержа­щихся в нем солей железа добавляем уксусную кислоту в количе­стве

Q _у.к = 1000bW / c , дм³, (3.4)

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, принимаем равным 0,7%); W = 24 м³ - объем солянокислотного раствора; c - концентрация уксусной кислоты (принимаем 80%).

Подставив числовые значения величин в формулу (формула 3.4), имеем

Q _у.к = 1000 * 1,5 * 24 / 80 = 450 дм³

В товарной соляной кислоте второго сорта содержится примесь серной кислоты до 0,6% (в пересчете на SО₃), 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

Q _х.б = 21,3W (ax / z - 0,02), кг, (3.5)

где W - объем солянокислотного раствора; а - содержание SO₃ в товарной соляной кислоте; х - концентрация солянокислотного раствора; z - концентрация товарной кислоты. В нашем примере W = 24 м3; а = 0,6%; х = 10%; z = 27,5%. Тогда по формуле получим

Q _х.б = 21,3 * 24(0,6 * 10 / 27,5 - 0,02) = 100 кг или 25 дм³

Таблица 3.8 - Значения коэффициентов А и В

z, x	B, A	z, x	B, A
5,15—12,19 13,19—18,11 19,06—24,78 25,75—29,57	214,0 218,0 221,5 226,0	29,95—31,52 32,10—33,40 34,42—37,22 -	227,5 229,5 232,0 -

Необходимое количество ДС составляет 1-1,5% объема солянокислотного раствора (принимаем 1%), т. е. 24 * 0,01=0,24 м³ или 240 дм³.

Количество воды для приготовления принятого объема солянокислотного раствора

V = W - W_k - Q, м³ (3.6)

где W - объем солянокислотного расвора; W_k - объем концентрированной товарной соляной кислоты(W_k = 8 м³); Q - суммарный объем всех добавок к солянокислотному раствору (уксусная кислота, хлористый барий, ДС), Q = 450 + 25 + 240 = 0,715 м³.

Следовательно по формуле

V = 24 - 8 - 0,715 = 15,3 м³.

Для изоляции зумпфа при обработке снизу вверх применяем раствор хлористого кальция (бланкет ) относительной плотность 1,2.

Объем одного метра ствола скважины внутренним диаметром 0,15 метра составляет 0,785 * 0,15² = 0,018 м³, а объем 10 метров зумпфа будет 0,18 м³.

Для получения 1 м³ раствора хлористого кальция относительной плотностью 1,2 требуется 540 кг CaCL₂ и 0,66 м³ воды. Для изоляции всего зумпфа надо взять: CaCL₂ - 540 * 0,18 = 97 кг и воды 0,66 * 0,18 = 0,12 м³.

После приготовления солянокислотного раствора проверяют ареометром полученную концентрацию раствора HCL и, если она не соответствует заданной, добавляют к раствору воду или концентрированную кислоту.

Количество добавляемой воды при концентрации HCL > 10% определяется по формуле

q_в = ((₂ - )W) / ( - 1), (3.7)

а количество добавляемой соляной кислоты, если концентрация HCL < 10% - по формуле

q_к = (( - ₁)W) / (₃ -), (3.8)

где q_в и q_к - объемы добавляемой воды и концентрированной кислоты, м³; W - объем солянокислотного раствора 10%-ной концентрации;  - плотность раствора заданной концентрации; ₁ и ₂ - плотность приготовленного раствора соответственно пониженной и повышенной концентрации; ₂ - плотность концентрированной соляной кислоты.

До закачки соляной кислоты скважину необходимо заполнить нефтью. При закачке кислоты необходимо, чтобы она заполнила выкидную линию диаметром 0,05 м, длиной 100 метров от насосного агрегата (0,00198 * 100 = 0,2 м³), промывочные трубы диаметром 0,05 м, длиной 2930 метров (0,00198 * 2930 = 5,8 м³) и нижнюю часть скважины от подошвы до кровли пласта ( 0,018 * 20 = 0,36 м³), всего 6,36 м³. После этого устье скважины герметизируют и раствор под давлением закачивают в призабойную зону пласта. Для вытеснения всей соляной кислоты в пласт требуется 6,36 м³ нефти.

Вывод: При проведении расчета обработки забоя скважины № 1203 куст №38 соляной кислотной определили количество химических реагентов 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. Необходимая для приготовления солянокислотного раствора концентрированной 27,5%, после приготовления солянокислотного раствора проверяют ареометром полученную концентрацию раствора HCL и, если она не соответствует заданной, добавляют к раствору воду или концентрированную кислоту.