Материал: Расчёты в добыче нефти.-1

В качестве химического реагента примем металлический маг­ ний. Для первой фазы обработки рекомендуется 15%-ный раствор НС1 в количестве 0,1 м3 на 1кг магния, который в результате реак­ ции его с кислотой выделяет 4520 ккал теплоты. Принимается, что на 1 м эффективной мощности пласта необходимо 0,8 м3 соляно­ кислотного раствора. Для h = 8 м потребуется всего 6,4 м3, из них 4 м3 для первой фазы обработки и 2,4 м3 для второй фазы.

При температуре плавления парафина Тпл = 328 К достаточно подогреть солянокислотный раствор и поверхность забоя до Тк = = 353 К. Пусть начальная температура солянокислотного рас­ твора Тн— 293 К. Тогда необходимое количество магния для по­

Найденное количество магния вполне соответствует практиче­ ской норме 1 кг на 0,1 м3 15%-ного солянокислотного раствора. Для принятых в первой фазе обработки 4 м3 раствора надо взять 40 кг магния.

Из этой формулы можно найти и температурный перепад (Тк— Ти), принимая количество магния по опытным данным.

Определим, как изменится концентрация 4 м3 15%-ного соля­ нокислотного раствора после растворения в нем QM= 40 кг маг­ ния. Процент уменьшения концентрации кислотного раствора, нейтрализующегося полностью, найдем по формуле

Следовательно, концентрация 15%-ного раствора соляной кислоты уменьшится на 3% и составит 12%.

Количество магния, необходимое для снижения концентрации кислотного раствора от 15 до 12%, можно определить по формуле

где хг и х2 — начальная (15%) и остаточная (12%) концентрации кислотного раствора; А х и А2 — числовые коэффициенты, равные 218 и 214 в зависимости от концентрации кислоты. Тогда по фор­ муле (VI 11.21) имеем

162

Задаваясь значением остаточной концентрации кислотного рас­ твора х2 — 12%, можно определить первичную концентрацию его xlt необходимую для проведения первой термохимической фазы обработки забоя скважины путем реакции QM= 40 кг магния с кислотным раствором W = 4 м3:

Для второй фазы обработки вслед за нагретой кислотой закачи­ ваем 2,4 м3 кислоты 12% -ной концентрации. Растворяющая спо­ собность нагретого раствора в 3—4 раза выше, чем раствора, закачиваемого в скважину при Т = 293 К- Поэтому закачку в пласт как нагретой, так затем и холодной кислоты надо вести без перерыва.

Осваивать скважину после обработки необходимо по возмож­ ности скорее, пока не снизилась температура жидкости на забое.

Надо иметь в виду, что скорость растворения магния в соляно­ кислотном растворе быстро уменьшается с повышением давления. Если скорость растворения при атмосферном давлении принять за 100%, то при давлении 1 МПа скорость растворения составляет 62% , при 2 МПа — 36% , при 3 МПа — 21 % и при 6 МПа — 6% . Поэтому при термохимической фазе обработки надо следить за давлением нагнетания кислоты и за уровнями жидкости (нефти) в затрубном пространстве.

Металлический магний употребляется в стружках или в прут­ ках, которые спускают на забой в реакционном наконечнике. Для стружек трудно рассчитать объем реакционного наконечника и выдержать определенный режим закачки, так как они имеют различную толщину и плотность упаковки.

Определим размеры реакционного наконечника для спуска магния в прутках. В эксплуатационную колонну диаметром 0,15 м можно опустить наконечник диаметром 0,1 м. Стержни магния диаметром dn = 0,04 м и длиной 0,6 м помещают в наконечнике диаметром 0,1 м пачками по три стержня.

Подсчитаем объем и массу одной пачки прутков в трубе диа­ метром 0,1 м и длиной 1 м = 10 дм.

Объем прутков

V = 3n dlL /i = 3 ■0,785 •0.42 •10 = 3,77 дм3.

Масса прутков при плотности металлического магния р = = 1,77 кг/дм3

G = Vp = 3,77-1,77 = 6,67 кг.

Для 40 кг прутков магния потребуется реакционный наконеч­ ник длиной

/ = 40: 6,67 = 6 м.

Так как по мере прокачивания соляной кислоты через реак­ ционный наконечник количество магния непрерывно уменьшается, то для равномерности процесса (достижения одинаковой темпе­ ратуры нагрева кислоты) скорость закачки кислоты следует не­ прерывно уменьшать. Поэтому для выполнения расчета мы ра­ зобьем весь процесс растворения стержней магния на пять интер­ валов с постепенным уменьшением диаметра, а следовательно, объема и массы стержней.

Уменьшение диаметра стержней для I интервала принимаем с 4 до 3,5 см, для II интервала — с 3,5 до 3 см, для III интервала — с 3 до 2 см, для IV интервала — с 2 до 1 см и для V интервала с 1 см до 0. На основе этих данных вычисляем объем 15%-ного кислот­ ного раствора; время, потребное для прокачки через наконечник всего объема 15%-ного раствора; скорость закачки — в м3/ч.

В результате подсчета по приведенной схеме получим следую­ щий режим закачки при атмосферном давлении (табл. V III.7).

Термограммы показывают, что практически в реакционном наконечнике на забое скважины процесс протекает несколько быстрее, чем по расчету (примерно на 20% ). Поэтому температура раствора получается выше расчетной, а содержание остаточной

164

Для снижения температуры раствора следует повысить ско­ рость закачки на 20% против расчетной. Тогда режим закачки будет соответствовать приведенному в табл. V III.8.

Если в процессе закачки солянокислотного раствора давление повышается, то режим следует откорректировать на соответству­ ющее давление, так как давление тормозит реакцию кислоты с ма­ гнием. Поданным УФНИИ, увеличение давления снижает скорость реакции в следующих пределах:

Пусть замером уровня жидкости в затрубном пространстве установлено, что уровень поднялся на величину, соответству­ ющую 1 МПа давления на глубине реакционного наконечника. Тогда рассмотренный выше режим изменится следующим образом (табл. V III.9).

Чтобы избежать во время термохимической обработки возник­ новения высоких давлений в затрубном пространстве, влияющих

Количество продавочной нефти берется в объем 0,05 м промы­ вочных труб плюс объем забоя скважины (считая по диаметру 0,25 м долота) в пределах обрабатываемого интервала (6 м):

где W — количество солянокислотного раствора, м3; а — пере­ водной коэффициент (табл. V III. 10).

Т а б л и ц а V III.9

Измененный режим закачки

165

Для 15%-ного раствора находим путем интерполяции а = 1,943, а для 12%-ного — а = 2,463.

Следовательно, из (V III.23) получим

2,4

1,943 2,463 = 3,04 мэ

Так как товарная соляная кислота обычно содержит окислы железа (Fe20 3), то для предупреждения выпадения солей железа при нейтрализации соляной кислоты в породе необходимо доба­ вить к солянокислотному раствору техническую уксусную кислоту в количестве

творе Fe20 3, %); Wx и W2 — объемы 15- и 12%-ного солянокислот­

В качестве интенсификатора, понижающего поверхностное на­ тяжение отреагировавшего солянокислотного раствора и способ­ ствующего лучшему удалению его из призабойной зоны, прини­ маем 1%-ный препарат ДС, который активно понижает скорость

166