Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 354
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Известно много веществ, которые вступают в экзотермически реакцию с соляной кислотой (каустическая сода, карбид кальция, алюминий и др.), однако наилучшим признан магний, так как при реакции кислоты с ним выделяется большое количество тепла, а продукты реакции полностью растворяются.
При взаимодействии соляной кислоты с алюминием, хотя и выделяется тепла больше, чем при реакции с магнием, продут г ее в виде объемистой массы гидрата окиси алюминия выпада к'! в осадок. Даже небольшие примеси алюминия приводят к сильны осадкообразованиям и закупориванию пор пласта.
Количество тепла, выделяемого при растворении магния в соляной кислоте, определяется из уравнения (для одного моля Мg)
Мg + 2НС1 + 2Н2О = МgС12 -+ Н2О + Н2 + 470 кДж. [3, стр.34] (23)
Из этого уравнения видно, что при растворении в кисло г 1 грамм-молекулы магния, равной 24 г по весу, выделяется 470 кДж тепла; при растворении 1 кг магния выделяется тепла в количестве 18,9 МДж.
Для растворения 1 кг магния необходимо 18,6 л 15%-ной соляной кислоты. При этом вся кислота превращается в нейтральный раствор хлористого магния, который выделенным теплом (18,9 МДж) был бы нагрет до температуры 308 °С. Однако такая высокая температура привела бы к отрицательным явлениям, т. » к потере тепла на парообразование с выделением части хлористого магния.
Кроме того, для расплавления парафина и смол нужна значительно меньшая температура. Поэтому рациональным будет такое соотношение кислоты к магнию, чтобы конечная температура раствора после реакции была в пределах 75—80 °С. Обработку скважин в термохимической фазе так и ведут, чтобы отреагировавшая с магнием кислота перед поступлением в пласт имела температуру около 75—80 °С и в то же время была бы еще достаточно активной (10—12%-ной концентрации) для реакции с породами пласта.
Учитывая, что температура кислотного раствора перед реакцией равна 10—30 °С, можно мять как оптимальное соотношение от 70 до О л 15%-ной кислоты на 1 кг магния при расчетной температуре раствора после реакции от до 90 0С и остаточной концентрации НС1, равный 11—12,2%.
При расчете режима закачки кислоты необходимо располагать данными о том, за какое время контакта кислоты с магнием произойдет снижение концентрации ее до заданной, например с 15%-ной концентрации до 11,0 или 12,2%-ной. Очевидно, что чем большее количество кислоты реагирует с одним и тем же количеством магния
, тем больше времени потребуется для снижения ее концентрации и, наоборот, чем больше площадь контакта кислоты с магнием, тем быстрее идет реакция, быстрее снижается концентрация кислоты.
Опытным путем найдено, что 1 см3 15%-ной кислоты при контакте с 1 см2 поверхности магния снизит свою концентрацию до 11,5% за 10 с; 2 см3 кислоты при воздействии на такую же поверхность снизят концентрацию до 11,6% 15 с и, наконец, 4 см3 кислоты снизят концентрацию до заданной за 25 с.
Для проведения термокислотной обработки магний в виде прутков или стружки загружайся в специальный реакционный наконечник, который спускается на насосно-компрессорных трубах до забоя скважины.
Обычно используются наконечники, вмещающие от 40 до 100 кг магния, через которые прокачивается соответствующее количество соляной кислоты.
Верхняя труба 3 наконечника через переводник 2 крепится к муфте насосно-компрессорных труб. Эта труба (контактный ствол наконечника) заполняется стержнями магния; в ней происходит реакция между магнием и прокачиваемым через трубу кислотным раствором. Нижняя труба 6, в которую из верхней трубы через пластик-решетку 4 поступает кислотный раствор, нагретый вследствие реакции с магнием, предназначена для выброса горячей кислоты на стенки скважины через ниппели 7, ввинченные в отверстия трубы. Эти отверстия расположены попарно в шахматном порядке через каждые 0,5 м по длине трубы.
Для дегазации горячего раствора, поступающего в нижнюю трубу, в муфтовом соединении между верхней и нижней трубами устанавливается воронка-газоотборник 5. Для удаления освобож денного газа (водорода) в верхней части нижней трубы под муфтой просверливают четыре—шесть отверстий диаметром 3 мм в один ряд по окружности трубы. В нижней части нижней трубы на шпильках устанавливается термометр-самописец 8 для записи температуры во время процесса. Для защиты от действия горячего раствора термограф помещают в железный кожух.
Недостатком описанной конструкции реакционного наконечника является то, что для доставки его к забою скважины и обратного извлечения приходится производить трудоемкие и продолжительные операции по подъему и спуску колонны насосно-компрессорных труб.
Осуществление термокислотной обработки скважин без трудоемкой операции по подъему и спуску насосно-компрессорных труб
возможно при использовании вставных реакционных наконечников, спускаемых в скважину на насосных штангах.
Термокислотная обработка скважин осуществляется в следующем порядке. Наконечник загружают стержнями магния и опускают на подъемных трубах или штангах в скважину. После проведения всех подготовительных работ в трубы прокачивают нефть при максимальной подаче насоса. Тотчас за нефтью без всякого перерыва в скважину закачивают 15%-ный солянокислотный раствор, со скоростью в соответствии с расчетным режимом.
После закачки порции кислоты, предназначенной для первой (термохимической) фазы обработки, нагнетают кислотный раствор для заключительной стадии обработки. По завершении закачки всего объема кислотного раствора в скважину прокачивают продавочную жидкость и продавливают кислоту в пласт.
Скорость закачки кислотного раствора для первого этапа обработки (термохимического) подбирают таким образом, чтобы при прохождении раствора через наконечник концентрация его снизилась бы до заданного значения, а температура повысилась бы до 75—98 °С. Это необходимое, хотя и трудно выполнимое условие.
Сложность заключается в том, что условия, определяющие процесс взаимодействия кислоты с магнием, при прокачке ее через наконечник непрерывно изменяются (масса, объем и реагирующая площадь поверхности магния, объем реагирующей в каждый момент кислоты, отношение объема ее к площади поверхности, температура реакционной среды и т. д.). Все это затрудняет расчет режима прокачки кислоты. Поэтому примерный режим прокачки кислоты через наконечник со стружечным магнием во времени определяется на специальном стенде, а затем корректируется по данным записи забойного термографа при промысловых обработках.
Термохимический процесс может совмещаться не только с простыми обработками и обработками под давлением, но и с кислотоструйными. Для этого применяют специальные наконечники с профилированными соплами.
5 Технологии выполняемых работ на предприятии или в цехе
При кислотных обработках используется дополнительно цементировочный агрегат ЦА-320М в качестве подпорного насоса, подающего жидкость на прием силового насоса агрегата «Азинмаш 30А». Кроме того, агрегат ЦА-320М со вспомогательным ротационным насосом низкого давления и двумя емкостями на платформе позволяет перемешивать растворы кислоты при введении в них различных реагентов, а также при необходимости перекачки растворов из одних емкостей в другие.
Ротационный насос используют также при приготовлении нефтекислотных эмульсий для закачки в поглощающие интервалы с целью расширения охвата обработкой большой толщины пласта. Для создания более высоких скоростей закачки, если подачи одного агрегата при данном давлении оказывается недостаточно, используют два и более параллельно работающих агрегатов. Устье скважины при обработке под давлением оборудуется специальной головкой, рассчитанной на высокие давления, с быстросъемными соединениями. Головка скважины с обязательным обратным клапаном и задвижкой высокого давления соединяется с выкидом насосного агрегата прочными металлическими трубами. Обычно в этих случаях используется оборудование для гидравлического разрыва пласта пли пескоструйной перфорации.
Термокислотная обработка скважин осуществляется в следующем порядке. Используются реакционные наконечники, изготавливаемые из обычных нефтепроводных труб диаметром 100 и 75 мм. Наконечник загружают стержнями магния и опускают на подъемных трубах или штангах в скважину. После проведения всех подготовительных работ в трубы прокачивают нефть при максимальной подаче насоса. Тотчас за нефтью без всякого перерыва в скважину закачивают 15%-ный солянокислотный раствор, со скоростью в соответствии с расчетным режимом.
После закачки порции кислоты, предназначенной для первой (термохимической) фазы обработки, нагнетают кислотный раствор для заключительной стадии обработки. По завершении закачки всего объема кислотного раствора в скважину прокачивают продавочную жидкость и продавливают кислоту в пласт.
Скорость закачки кислотного раствора для первого этапа обработки (термохимического) подбирают таким образом, чтобы при прохождении раствора через наконечник концентрация его снизилась бы до заданного значения, а температура повысилась бы до 75—99 °С. Это необходимое, хотя и трудно выполнимое условие.
Сложность заключается в том, что условия, определяющие процесс взаимодействия кислоты с магнием, при прокачке ее через наконечник непрерывно изменяются (масса, объем и реагирующая площадь поверхности магния, объем реагирующей в каждый момент кислоты, отношение объема ее к площади поверхности, температура реакционной среды и т. д.). Все это затрудняет расчет режима прокачки кислоты. Поэтому примерный режим прокачки кислоты через наконечник со стружечным магнием во времени
определяется на специальном стенде, а затем корректируется по данным записи забойного термографа при промысловых обработках.
Термохимический процесс может совмещаться не только с простыми обработками и обработками под давлением, но и с кислотоструйными, для этого применяют специальные наконечники с профилированными соплами.
Кислотную обработку проводят с использованием оборудования КГТ.
6 Промышленная и экологическая безопасность на предприятии или в цехе
Персонал производственных объектов в зависимости от условий работы и принятой технологии производства должен быть обеспечен соответствующими средствами коллективной защиты. Каждый производственный объект, где обслуживающий персонал находится постоянно, необходимо оборудовать круглосуточной телефонной (радиотелефонной) связью с диспетчерским пунктом или руководством участка, цеха, организации.
На рабочих местах, а также во всех местах опасного производственного объекта, где возможно воздействие на человека вредных и (или) опасных производственных факторов, должны быть предупредительные знаки и надписи.
Рабочие места, объекты, подходы к ним, проходы и переходы в темное время суток должны быть освещены.Искусственное освещение должно быть выполнено в соответствии с установленными нормативами и, кроме особых случаев, оговоренных настоящими Правилами, обеспечить установленный санитарными нормами уровень освещения. Замеры уровня освещенности следует проводить перед вводом объекта в эксплуатацию, после реконструкции помещений, систем освещения, а также ежегодно на рабочих местах.
В производственных помещениях, кроме рабочего, необходимо предусматривать аварийное освещение, а в зонах работ в ночное время на открытых площадках аварийное или эвакуационное освещение.
Светильники аварийного (эвакуационного) освещения должны питаться от независимого источника. Вместо устройства стационарного аварийного (эвакуационного) освещения допускается применение ручных светильников с аккумуляторами.
Выбор вида освещения производственных объектов и вспомогательных помещений должен производиться с учетом максимального использования естественного освещения.
Расстояние между отдельными механизмами должно быть не менее 1 м, а ширина рабочих проходов - 0,75 м. Для передвижных и блочно-модульных установок и агрегатов ширина рабочих проходов допускается не менее 0,5 м.
Объекты, для обслуживания которых требуется подъем рабочего на высоту до 0,75 м, оборудуются ступенями, а на высоту выше 0,75 м лестницами с перилами. В местах прохода людей над трубопроводами, расположенными на высоте 0,25 м и выше от поверхности земли, площадки или пола, должны быть устроены переходные мостики, которые оборудуются перилами, если высота расположения трубопровода более 0,75 м.
Маршевые лестницы должны иметь уклон не более 60° (у резервуаров не более 50°), ширина лестниц должна быть не менее 65 см, у лестницы для переноса тяжестей не менее 1 м. Расстояние между ступенями по высоте должно быть не более 25 см. Ступени должны иметь уклон вовнутрь 2-5°С обеих сторон ступени должны иметь боковые планки или бортовую обшивку высотой не менее 15 см, исключающую возможность проскальзывания ног человека. Лестницы должны быть с двух сторон оборудованы перилами высотой 1 м.