Установки кислотной обработки скважин

Установка кислотной обработки скважин (УКОС) — специализированная мобильная техника, предназначенная для интенсификации притока нефти и газа за счёт закачки кислотных растворов в продуктивные пласты. Такие установки монтируются на базе автомобильного шасси и используются в нефтегазодобывающей отрасли для выполнения кислотных обработок скважин (КОС) как на стадии ввода, так и в процессе эксплуатации.

Виды

Мобильные установки кислотной обработки скважин различаются по типу комплектации, производительности и конструкции. Основные виды:

• Одиночные УКОС — универсальные установки, включающие насосно-смесительное и кислотохранилище в одном агрегате;

• Комбинированные (модульные) — комплекс из нескольких машин: одна — с кислотным раствором, вторая — насосная, третья — вспомогательная;

• Малогабаритные — для низкодебитных и разведочных скважин;

• Крупногабаритные — для скважин с глубокой закачкой и большим объёмом обработки.

История создания

Первые опыты по кислотной обработке скважин датируются 1930-ми годами в США, когда были предприняты попытки закачки соляной кислоты для растворения карбонатных отложений в пласте. В СССР подобные технологии стали внедряться с 1950-х годов. Сначала кислота доставлялась в металлических емкостях и подавалась вручную, позже появились первые прицепные насосные станции и кислотные агрегаты.

С развитием технологий и требований по промышленной безопасности появились мобильные установки на базе грузовых автомобилей, объединяющие в одном блоке функции транспортировки, смешивания и закачки реагента. Современные УКОС отличаются высокой автоматизацией и точностью дозировки.

Типы

Существуют следующие типы установок кислотной обработки скважин по способу монтажа:

• На автомобильном шасси (КамАЗ, Урал, МАЗ, ISUZU) — высокая мобильность, подходят для удалённых месторождений;

• На прицепах и полуприцепах — увеличенный объём реагентов, используется на стационарных объектах;

• Контейнерные (модульные) — перевозятся автотранспортом или жд, разворачиваются на площадке как временная установка;

• Стационарные — на месторождениях с постоянной инфраструктурой.

Общее устройство

Установка кислотной обработки скважин на шасси включает следующие основные узлы:

• Емкость для кислотного раствора — от 2 до 20 м³, выполнена из кислотостойких материалов (нержавеющая сталь, стеклопластик, ПНД);

• Насосный блок — плунжерный или поршневой насос высокого давления (до 70–100 МПа);

• Система подачи и смешивания — позволяет добавлять ингибиторы, ПАВы, солвенты и др.;

• Система управления — пульт оператора, датчики давления, расхода, температуры;

• Энергетическая установка — дизельный или бензиновый привод (иногда электрогенератор);

• Комплект шлангов и арматуры — трубопроводы высокого давления, рукава, задвижки, клапаны.

Все компоненты размещены в защищенном корпусе, соответствующем требованиям промышленной безопасности.

Классификация

УКОС классифицируются по следующим признакам:

По типу насоса:

• Плунжерные;

• Поршневые;

• Центробежные (на вспомогательных блоках).

По объёму кислотной ёмкости:

• Малые — до 4 м³;

• Средние — 5–10 м³;

• Крупные — свыше 10 м³.

По уровню автоматизации:

• Механические (ручное управление);

• Полуавтоматические;

• Автоматизированные (в т.ч. с возможностью дистанционного управления).

По назначению:

• Универсальные (под различные типы кислот);

• Специализированные (под соляную, фтористоводородную, органическую кислоту).

Основные характеристики

Типичные технические параметры УКОС на автомобильном шасси:

• Производительность насоса: 2–20 м³/ч;

• Максимальное давление: 50–100 МПа;

• Объем емкости для кислоты: 3–20 м³;

• Мощность привода: от 100 до 350 кВт;

• Температурный диапазон эксплуатации: −40…+50 °C;

• Тип управления: механическое или электронное;

• Габаритные размеры: длина 6–10 м, ширина 2,5–2,6 м, высота 3–4 м;

• Масса полной установки: от 8 до 25 тонн.

Основные производители

Российские:

• УралСпецТранс — серийные установки на шасси КамАЗ и Урал;

• ЗАО Нефтегазмаш — установки с комбинированной подачей реагентов;

• ПКФ ЭНЕРГИЯ — производит как стационарные, так и мобильные комплексы;

• Ижевский механический завод — УКОС на базе Урал-4320, МАЗ-6317.

Зарубежные:

• NOV (США) — системы Acid Frac;

• Schlumberger — многофункциональные кислотные комплексы;

• Halliburton — установки с высокоточным дозированием реагентов.

Интересные факты

• Самая мощная УКОС в мире используется в Саудовской Аравии — она способна подавать более 30 м³/ч кислоты при давлении до 120 МПа.

• В России одна из самых компактных установок создана на базе ГАЗ-Соболь — ее ёмкость всего 2 м³, а насос рассчитан на давление до 25 МПа.

• Некоторые модели УКОС оснащаются системой автоматической нейтрализации остаточной кислоты после завершения операций — это повышает экологическую безопасность.

• В районах Крайнего Севера УКОС дополнительно утепляют и оснащают автономными отопителями, чтобы кислота не замерзала при −50 °C.

Область применения

Установки кислотной обработки скважин широко применяются в нефтегазовой промышленности:

• на этапе ввода скважины в эксплуатацию (первичная кислотная обработка);

• при уменьшении проницаемости пласта из-за отложений или заиливания;

• при восстановлении дебита после длительного простоя скважины;

• для поддержания пластового давления в трудноизвлекаемых залежах;

• при реагентной промывке обсадных колонн и оборудования.

Они незаменимы при работе в карбонатных и глинистых коллекторах, где кислотная обработка позволяет существенно увеличить приток углеводородов.