井筒酸化洗井技术措施

为了解决常规洗井不能有效避免煤泥严重井堵塞的问题,可以采用井筒酸化洗井工艺,通过向油套管空气中注入酸来溶解和清洗沉积在井筒和射孔段的堵塞物(煤泥),溶解后的溶液在泵的抽吸作用下排出井筒,从而解除井筒堵塞,清洗井筒。

图7-59 H338井排采曲线

(一)酸化洗井的原理和技术

酸化洗井的主要机理与酸化解堵相同,都是利用酸液体系溶解稀释煤泥中的无机矿物成分。所用的酸是混有盐酸和氢氟酸的土酸。碳酸盐矿物和含铁化合物能与盐酸反应,应时和硅酸盐矿物能与氢氟酸反应,只有少量硫酸盐矿物不与酸溶液反应。

酸洗过程的具体反应机理如下:

(1)与氢氟酸反应:

二氧化硅(应时)+4hsif4+2h2o

SiF4+2HF H2SiF6

NaAlSi3O8(斜长石)+22HF NaF+AlF3+3H2SiF6+8H2O

KAlSi3O8(钾长石)+22hKF+Alf3+3H2SiF6+8H2O

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

CaCO3(方解石/文石)+2HF·caf 2+H2O+CO2

(2)与盐酸反应:

CaCO3(方解石/文石)+2HCl CaCl2+H2O+CO2

CaMg[CO3]2(白云石)+4盐酸氯化钙+氯化镁+2H2O+2CO2

韩城区块煤层气井煤粉产出机理及主控因素研究

FeS+2HCl FeCl2+H2S

井筒酸洗工艺地面工艺设备主要包括:酸罐、水箱、离心泵、注射泵通过管道连接到井口,井口的压力表流量计用于监测注入量,并通过阀门进行控制(图7-60)。

图7-60井筒酸洗地面工艺流程图

(二)酸化洗井的应用效果

井筒酸洗工艺可有效解除煤粉堵塞,延长检泵周期。在腌制过程中,水质从泥水变成超黑水,最后变成清水。在酸洗过程中,大量煤粉混合物被清理出地下。

该酸洗工艺已应用24口井,其中软卡酸洗12口井,筛管封堵酸洗6口井,泵漏酸洗4口井,井内酸洗2口井。酸洗井基本分布在全区。其中20口井效果极为明显,工艺效率达83.3%。

以W108井为例,酸洗前泵无法堵液,示功图显示下冲程很难平稳降低悬点负荷(图7-61);酸洗后,液体正常排出,示功图恢复正常(图7-62),泵效由0%提高到83%。目前已连续排水233天,有效延长检泵周期2.6倍(图7-63)。

图7-酸洗前7-61井W108图形式

图7-62酸洗后W108井图表

另一方面,酸洗井技术在清洗炮眼和提高单井产能方面效果显著。H5022井酸洗后,日产气量大幅增加,目前达到1340m3/d,累计产气量26.5×104m3。

图7-63 w 108井排采曲线

(3)酸化洗井应注意的问题

由于韩城区块不同开发单元、不同开发层的煤粉矿物组分分布规律不同,因此需要研究适合韩城区块不同地区的相应酸液体系。根据不同的井下故障类型,制定出适合不同井下排障设备和地面生产设备的最佳酸洗匹配参数。

为了防止酸洗对地层的损害,在进入地层的酸液中加入粘土稳定剂、铁离子稳定剂等相关试剂。粘土稳定剂可以吸附在粘土表面,防止水化膨胀和水敏矿物分散运移造成的地层损害。铁离子稳定剂的作用是络合或螯合铁离子,防止铁离子凝胶沉淀,达到稳定铁离子的目的。