بخشی از مقاله
چکیده
امروزه برداشت پیشینه از مخازن نفت گاز با در نظر گرفتن جنبه های اقتصادی، پیش از هر زمان دیگری اهمیت یافته است رفع موانع موجود در مسیر تولید از مخازن، از ملزومات دست یابی به تولید مطلوب است؛ یکی از موانع و مشکلاتی که همواره موجب ایجاد اقت فشار اضافی و در نتیجه کاهش نرخ تولید در چاه های نفتی می شود، از جمله مشکلاتی که در مخازن در حال بهره برداری، همواره پیشرو قرار دارد، پایین بودن نفوذ پذیری در اطراف چاه و آسیب های وارده به سنگ مخزن می باشد. جهت رفع این گونه مشکلات از روش های تحریک چاه به منظور افزایش تولید استفاده می شود.
عملیات تحریک چاه شامل گستره وسیعی از روش ها می باشد که متداول ترین آن ها، استفاده از اسید کاری ماتریسی به عنوان عامل محرک برای انحلال رسوبات و رفع انسداد ها می باشد. البته با وجود مزایا های بسیار اسیدکاری، موانع متعددی حین اجراء عملیات قابل تصور است که باید با طراحی مناسب و پیش بینی فرایند های محتمل، گزینش اسید ×سازکار با سازند و افزایه های آن، دبی و فشار تزریق سیال، حجم تزریقی و از وقوع آن ها جلوگیری نمود.
مقدمه
در تولید از مخازن نفت و گاز، همواره اقداماتی در راستای کاهش مقدار آسیب و افزایش میزان تراوایی صورت می گیرد روش اصلی مقابله با آسیب ها و افزایش گذردهی سازند، تحریک و انگیزش چاه ها با استفاده از عملیات اسیدکاری می باشد که نخستین بار حدود 120 سال پیش از این و در ایالت پنسیلوانیا مورد استفاده قرار گرفت اسید به دلیل دارا بودن قدرت افزایش نفوذپذیری سنگ مخزن و دبی تولیدی چاه، مورد استفاده قرار می گیرد و با ایجاد خوردگی در سنگ و یا حمل ذرات و رسوباتی که موجب انسداد در خلل و فرج موجود در سنگ مخزن می شوند، این امر را محقق می سازد.
این مواد و رسوبات شامل گل حفاری، ذرات ریزی نظیر ذرات مهاجر و محصولات کروژن، سوسپانسیون و باکتری های موجود و ... می باشد. در حقیقت، این عملیات می تواند هزینه و زمان برداشت نفت را کاهش و میزان شاخص بهره دهی را بصورت چشمگیربعضاً - تا 5 برابر - افزایش دهد اولین قدم برای برنامه ریزی عملیات اسیدکاری، بررسی نوع آسیب وارده به مخزن می باشد که بر اساس آن نوع اسید حجم اسید، غلظت، نرخ تزریق و ... تعیین و محاسبه می گردند.
در مورد نوع سازندها، باید در نظر داشت که بطور کلی سنگ های مخازن تولیدی هیدروکربن ها که توسط اسید مورد انگیزش قرار می گیرند، شامل سنگ های کربناته - مخلوطی از ترکیبات کربنات کلسیم و سایر مواد - و ماسه سنگ ها - مخلوطی از کلسیم منیزیم کربنات و سایر ترکیبات - و یا مخلوطی از این دو نوع سنگ می باشند.
جنبه اقتصادی پدیده انگیزش چاه
اقتصاد باید به عنوان موتور محرکه و محور اصلی در تصمیم گیری های مربوط به طراحی عملیات انگیزش مورد توجه قرار گیرد، چرا که تمامی اهداف مورد نظر از ریزش چاه افزایش مقادیر پارامتر های تولیدی همرا با شتاب دهی به دبی تولیدی و یا ضریب بازیافت میباشد. بسیاری از شناساگر های اقتصادی، میتوانند به منظوربررسی حجم کاری تحریک چاه مورد استفاده قرار گیرد به دلیل وجود انواع مختلف شرایط عملیاتی، شرکت ها از چندین شناساگر به منظور پاسخ به سوالات مربوط به سرمایه گذراری پیرامون عملیات انگیزش چاه بهره میگیرد گرچه شالوده اقتصاد، سود و منفعت است لکن در بسیاری از فعالیت ها در صنعت نفت، ریسک و اهداف مشترک ممکن است که گزنش مبالغی را مطرح سازند که با مقدار باالقوه پروژه متفاوت باشد.
قدیمی ترین شناساگر مورد استفاده در تولید نفت زمان باز پرداخت عمده می باشد که عبارت است ازمقدار زمان مورد نیاز برای بازگرداندن سرمایه مصرف شده .اگر زمان حقیقی از زمان مورد نیاز کمتر باشد سرمایه گذاری قابل توجه خواهد بود، این شناساگر این امکان که بتوان سود خالص و یا مقدار سرمایه را تعیین کرد را فراهم ×نمی آورد، بلکه معیاری برای محاسبه ی آن است که مبلغ سرمایه گذاری شده با چه سرعتی ستانده خواهد شد.
بررسی وجود پوسته در دهانه ی چاه تولیدی
در نواحی مجاور چاه، آسیب دیدگی سازند به علل مختلف از جمله وجود کیک گل حفاری، متورم شدن رس، ته نشین شدن پارافین ها، بسته شدن کانالها و مجاری ورودی سیال توسط ماسه و ذرات دانه ریز، آسیب دیدگی در اثر عملیات مشبک کاری و یا عملیات سیمانکاری و ... موجب ایجاد مقاومت اضافی در برابر حرکت سیال به طرف چاه و در نتیجه افزایش میزان یا آسیب پوسته در دهانه ی افت فشار می شود؛ به این پدیده که باعث تغییر - کاهش - تراوایی در نواحی اطراف چاه میشود وجود آسیب پوسته چاه اطلاق موجب انسداد مجاری جریانی و کاهش تولید می شود که می توان توسط عملیات اسیدکاری چاه، آنرا برطرف نمود؛ یعنی آنرا از مقدار مثبت به صفر رساند و یا حتی در حالت ایده آل منفی کرد.
پدیده ی اسید کاری در سازندهای کربناته
پیش بینی عمل کرد اسید کاری در کربناتها، فرایندی دشوارتر از اسید کاری ماسه سنگها می باشد، زیرا بر خلاف این که شیمی این فرایندها خیلی ساده تر از اسید کاری ماسه سنگ می باشد، اما قطعا فیزیک آنها بسیار پیچیده تر است. در ماسه سنگها سرعت واکنش های سطحی کند می باشند و جبهه ی اسید نسبتا یکنواختی در طول محیط متخلخل حرکت می از الگوه های انحلال بسیارغیر یکنواختی را به وجود می آورد.
هیدرو کلریک اسید به طور معمول برای اسید کاری کربناتها به کار می رود و میتوان از آن به عنوان جایگزینی برای اسیدهای آلی به منظور کاهش خوردگی در دما های بالاتر از 400 درجه فارنهایت - 205درجه سانتیگراد - استفاده نمود ،حذف آسیب با استفاده از ایجاد کانالهای جریانی با رسانایی بالا - که حفره های کرمی نامیده می شود - و یا بهبود عملکرد شکافهای محدود در سازندهای شکاف دار با تراوایی پایین می باشد. اگرچه باز یابی تراوایی بیشتر در مخازن ماسه سنگی مورد هدف است - اثر ضریب پوسته صفر - ، در مخازن کربناته معمولا به ضریب پوسته ی صفر میتوان دست یافت.این امر به دلیل باز شدن مجدد شکافهای طبیعی و ایجاد حفره های کرمی با تراوایی بالا در نواحی نزدیک دهانه ی چاه می باشد.
انواع روش ها و مراحل اسید کاری سازند های کربناته:
به طور کلی سه روش اسید کاری در عملیات تحریک سازند های کربناته موجود است:
شستشو با اسید، اسید کاری ماتریسی و ناحیه شکافی اسیدی در فرآیند شست و شو با اسید، هدف ایجاد خوردگی درسازند و افزایش تراوایی سازند نیست؛ بلکه مقصود از انجام آن، تمیزکاری قسمت های ورودی شبکه ها و منافذ و به عبارت ساده تشر تمیز کردن مجرای ورود سیال از سنگ مخزن به داخل چاه می باشد. تعداد تکرار عمل شست و شوی اسید به میزان آسیب دیدگی اطراف دهانه چاه دارد.
در این تکنیک اسید از 0 تا 24 ساعت در معرض سازند قرار داده می شود.اسید کاری ماتریسی، اسید کاری به منظور تاثیر برروی ماتریس سنگ اطراف چاه، شامل تزریق اسید درون چاه با دبی و فشار طراحی شده برای از بین بردن موانع تولید اطراف چاه، بدون ایجاد شکست می باشد؛ به این ترتیب که فشار تزریق اسید، کمتر از فشار شکست سازند می باشد.
به طور معمول از اسید کلریدریک و اسید استیک برای سازندهای کربناته استفاده می شود عملیات لایه ی شکافی اسید، شامل تزریق سیال به درون چاه در نرخ های تزریقی بالا به نحوی که باعث ترک خوردگی یا ایجاد شکاف در سازند شود می باشد. مواد رایجی که در این فرآیند استفاده می شود شامل آب، ژل پلیمری و پروپانت می باشد. مکانیزم کار در این روش ایجاد شکاف مصنوعی در سنگ مخزن و متعاقب آن پر شدن شکاف با پروپانت با ایجاد سطح نامتقارن و کانال هایی توسط اسید به منظور ایجاد مسیر با گذردهی بالا به سمت چاه از فواصل نسبتا دور می باشد.
افزایهای اسید:
علاوه بر عوامل پخش کننده، قالبا ترکیبات شیمیایی گوناگونی دیگری به محلول اضافه میشود که متداول ترین آنها مواد ضد خوردگی، ترکیبات محدود کننده ی آهن، سورفکتانت ها و حلال های دو جانبه می باشند.افزایه های اسید باید به دقت آزمایش شود تا اطمینان حاصل شود که با مواد شیمیایی دیگر موجود در محلول اسید وبا سیالات سازند سازگاری داشته باشند.فقط افزایهای که یک مزیت آشکار را فراهم می کنند باید در سیالات تحریکی استفاده شود.
