Операции

При химическом заводнении тре­буются большие объемы химических реагентов, чем в обычных операци­ях; за счет этого повышаются требо­вания к хранению, обращению, ма­териальному снабжению и своевре­менным поставкам для минимизации складских запасов. Требуемые хими­ческие реагенты не относятся к кате­гории необычных или особо опасных, но могут представлять некоторую уг­розу для работников. Полимеры де­лают поверхности скользкими, а ще­лочи способствуют коррозии и тре­буют использования средств персо­нальной защиты и промывочного оборудования для непредвиденных ситуаций.

Химические реагенты могут непре­рывно смешиваться в виде отдельных потоков, поэтому можно заранее под­готовить большие объемы смеси или растворять концентрированные со­ставы, что зависит от типа химичес­ких реагентов. Для того чтобы про­изошла гидратация полимера, необ­ходимо иметь некоторое время перед закачкой в скважину. Обычно гото­вится требуемый объем раствора либо к воде добавляется концентрат. По­лимеры закупаются в виде растворов, суспензий или эмульсий, поэтому компания-оператор вынуждена де­лать выбор между ценой продукта и эксплуатационными затратами. Кон­центраты можно растворять заранее и затем вводить в жидкость, нагнета­емую в скважину. Преимущества кон­центратов: малые объемы для раство­рения, дополнительное время для гидрализации и упрощение создания буферной зоны из инертного газа. Компания-оператор имеет также воз­можность заранее приготовить смесь и проверить качество концентриро­ванного раствора до подачи его в на­гнетательную линию скважины.

Концентрированные растворы мож­но готовить лишь в ограниченных количествах, до того как вязкость ста­нет чрезмерной. Жесткость воды, кис­лотность, температура и качество сме­сительного оборудования могут корен­ным образом отразиться на возмож­ности приготовления смесей химичес­ких реагентов. Дополнительные труд­ности в процессе химического завод­нения связаны с необходимостью по­лучения гомогенных смесей химичес­ких реагентов, не содержащих каких-либо нерастворимых образований.

Приготовление химических соста­вов для метода увеличения нефтеотдачи и регулирование профиля приемистости требуют особого внимания к качеству воды и надлежащему сме­шению реагентов. Вода, используе­мая для приготовления смесей, дол­жна быть по возможности чистой. Жесткость и рН воды доводятся до желаемых значений, добавляются биоциды и реагенты для поглощения кислорода, после чего вводятся по­лимеры, щелочи и ПАВ. Следует из­бегать условий смешения, вызываю­щих ценообразование, и нельзя за­бывать, что вязкость полимерного раствора стекается с увеличением минерализации или жесткости воды. Неионные полимеры менее чувстви­тельны к солености, нежели ионоактивные полимеры. С целью контро­ля качества источники воды должны анализироваться на содержание ра­створенных газов, включая H₂S, бак­терий, взвешенных твердых частиц, па коррозионную агрессивность, об­разование выпадающих в осадок ми­неральных солей и склонность гли­нистых частиц к разбуханию.

Проблема совместимости играет чрезвычайно важную роль, если до­бываемая вода будет представлять смесь закачиваемых и пластовых вод. Из закачиваемых вод следует удалять кислород, углеводороды, твердые ча­стицы и продукты коррозии. Для сни­жения коррозионной агрессивности из воды необходимо извлекать растворенные газы (О₂, H₂S, CO₂). Кислород не только вызывает корро­зию, но и ведет к закупорке нагнета­тельных скважин. Аэрация ведет к потере стабильности газов и окисле­нию способных выпадать в осадок твердых частиц, что вызывает обра­зование нерастворимых солей, твер­дых осадков и закупоривающих сква­жину твердых частиц.

Смешение аэрированной воды из наземных источников со стабильными подземными водами может привести к аналогичным результатам. Появле­ние кислорода в системе может быть вызвано недостаточным извлечением его из воды, нарушением уплотнения па приеме насоса и развитием разре­жения в нагнетательных скважинах. Для извлечения кислорода обычно ис­пользуют два способа: механическую деаэрацию и поглощение с помощью химических реагентов. В резервуаре с водой поддерживается избыточное дав­ление за счет создания газовой шапки из нейтрального газа, что исключает поступление воздуха. Контроль за со­держанием кислорода может произво­диться с помощью контрольных кор­розионных пластин, счетчиков кисло­рода или гальванических зондов.

Приготовление смесей. Для гидротации полимера требуется определен­ный период времени. Следует отме­тить, что вязкость полимерного ра­створа уменьшается с увеличением скорости сдвига, но с повышением температуры воды время, необходи­мое для гидратации полимера, сокра­щается. Вязкость полимерного ра­створа обычно снижается с увеличе­нием температуры, что может приве­сти к росту приемистости. Если хи­мические реагенты чувствительны к скорости сдвига, то для перемешива­ния следует использовать устройства, не создающие касательных напряже­ний. Центробежные насосы, струй­ные насадки и перепады давления на клапанах приводят к развитию каса­тельных напряжений и деструкции полимеров. Винтовые насосы, стати­ческие смесители и клапаны, поддер­живающие давление, являются эффективными устройствами для пе­рекачки, смешения и измерения кон­центрированных растворов. Необхо­димо избегать появления в концент­рированных растворах образований типа "рыбий глаз" или агломератов. Попадание в эмульсию капелек скон­денсировавшейся воды может вызвать формирование глобул полимера, ко­торые должны удаляться с помощью оперативных фильтров корзиночно­го типа. Рост анаэробных бактерий вызывает деструкцию полимеров од­новременно со снижением вязкости и, возможно, появлением неприятно­го запаха. Когда возникают опасения относительно деструкции полимера в результате контактирования с желе­зом, следует использовать нагнета­тельные линии и колонны НКТ с внутренним покрытием.

Необходимо фильтровать полимер­ные смеси перед подачей в распреде­лительные линии. Гораздо дешевле очистить фильтры, чем нагнетатель­ные скважины. Чрезмерное закупо­ривание фильтров свидетельствует о наличии осложнений и необходимо­сти принятия корректирующих дей­ствий. Илы, эмульсии и твердые час­тицы, которые ограничивают приток в добывающие скважины, также мо­гут блокировать фильтры и нагнета­тельные скважины. Хотя коррозия может быть источником твердых ча­стиц в системе, предотвратить се во многих случаях можно только при изоляции системы от поступления кислорода. Неагрессивные добы­ваемые воды иногда после отделения от нефти становятся коррозионными. Требуется рассмотреть присутствие растворенных твердых частиц и газов, рН и содержание микроорганиз­мов в воде, чтобы принять соответствующие программы по защите oт коррозии. Следует убедиться в совме­стимости ингибиторов коррозии с за­качиваемыми флюидами, чтобы из­бежать закупорки нагнетательных скважин.

График Холла является полезным средством контролирования и оцен­ки поведения нагнетательных сква­жин и пригоден для качественного прогнозирования поведения коллек­тора. Снижение проницаемо­сти существенно отражается на харак­тере графиков Холла, по затраты на сбор необходимых данных невелики Суммарные объемы закачки и устье­вые давления - это все, что требуется. Строится кривая зависимости произведения устьевого давления за­качки на время от суммарного объе­ма закачанной воды. Усредненные данные о закачке за несколько недель или месяцев дают более представи­тельную информацию, чем отдельные сведения о соотношениях между дав­лением и расходом. Важное достоин­ство графиков Холла заключается в объединении скин-эффекта и прово­димости, для чего необходимо пери­одически проводить испытания на приемистость с целью определения дискретных значений.